染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和基因轉(zhuǎn)錄

染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和基因轉(zhuǎn)錄第1頁(yè)/共19頁(yè)30nm染色質(zhì)纖維的改構(gòu)第2頁(yè)/共19頁(yè)二、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與基因轉(zhuǎn)錄（一）疏松染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成1、DNA局部結(jié)構(gòu)的改變與核小體位相變化

ATP依賴的SWI/SNF染色質(zhì)改構(gòu)復(fù)合物的作用；拓?fù)洚悩?gòu)酶能調(diào)節(jié)DNA雙螺旋的局部構(gòu)象和高級(jí)結(jié)構(gòu)變化；

B型DNA變成Z型DNA會(huì)導(dǎo)致核心組蛋白八聚體與DNA的親和力降低；轉(zhuǎn)錄因子對(duì)增強(qiáng)子和啟動(dòng)子的影響。第3頁(yè)/共19頁(yè)第4頁(yè)/共19頁(yè)核小體的解體和重構(gòu)第5頁(yè)/共19頁(yè)第6頁(yè)/共19頁(yè)第7頁(yè)/共19頁(yè)2、組蛋白的修飾核小體組蛋白八聚體的N端都暴露在核小體外，某些特殊氨基酸的殘基可能發(fā)生乙?；⒓谆?、磷酸化或核糖基化等修飾，結(jié)果一是改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)，直接影響基因轉(zhuǎn)錄；二是核小體表面發(fā)生改變，易于調(diào)控蛋白與染色質(zhì)接觸。（1）核心組蛋白的賴氨酸殘基乙?；?acetylation)

乙酰化后組蛋白賴氨酸側(cè)鏈不再帶有正電荷，失去了與DNA的結(jié)合能力，使相鄰核小體的結(jié)合受阻，同時(shí)影響泛素與組蛋白H2A的結(jié)合，導(dǎo)致蛋白質(zhì)選擇性降解。組蛋白H3和H4是修飾的主要位點(diǎn)。組蛋白去乙?；殡S著對(duì)轉(zhuǎn)錄的抑制。第8頁(yè)/共19頁(yè)組蛋白乙?；谵D(zhuǎn)錄調(diào)控中的作用示意圖第9頁(yè)/共19頁(yè)（2）組蛋白H1的磷酸化組蛋白H1絲氨酸殘基的磷酸化發(fā)生在有絲分裂前期，H1的磷酸化導(dǎo)致DNA的親和力下降，染色質(zhì)松解，影響染色質(zhì)活性。3、HMG結(jié)構(gòu)域蛋白的影響

HMG1和HMG2有A、B、C三個(gè)結(jié)構(gòu)域，A、B結(jié)構(gòu)域與DNA特異親和，細(xì)胞中有一類蛋白具有這種結(jié)構(gòu)域的特點(diǎn)，稱為HMG結(jié)構(gòu)域，相應(yīng)的DNA序列稱為“HMGbox”。4、SMC蛋白對(duì)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響在有絲分裂前期對(duì)染色體配對(duì)和集縮起重要作用。第10頁(yè)/共19頁(yè)凝集素中SMC的作用第11頁(yè)/共19頁(yè)（二）染色質(zhì)的區(qū)間性1、基因座控制區(qū)基因座控制區(qū)(locuscontrolregion,LCR)是染色體DNA上一種順式作用元件，結(jié)構(gòu)域中含有多種反式作用因子的結(jié)合序列，可能參與蛋白質(zhì)因子的協(xié)同作用，使啟動(dòng)子處于無(wú)組蛋白狀態(tài)。2、隔離子基因表達(dá)有位置效應(yīng)，變換位置會(huì)導(dǎo)致活性改變。能防止處于阻抑狀態(tài)與活化狀態(tài)的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)域之間的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)向兩側(cè)擴(kuò)展的染色質(zhì)DNA序列，稱隔離子(insulator)。第12頁(yè)/共19頁(yè)（三）染色質(zhì)模板的轉(zhuǎn)錄真核細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄的模板是染色質(zhì)而不是裸露的DNA，基因轉(zhuǎn)錄時(shí)仍可相對(duì)保留核小體結(jié)構(gòu)。RNA聚合酶差不多有兩個(gè)核小體那么大，但只和大約50bp的DNA結(jié)合。RNA聚合酶被認(rèn)為是用核小體犁來(lái)克服轉(zhuǎn)錄障礙的，SWI/SNF被認(rèn)為是一種有效的核小體犁。第13頁(yè)/共19頁(yè)

第六節(jié)核基質(zhì)

Coffey和Berezney(1974)，高鹽、DNase和RNase處理。核骨架纖維粗細(xì)不等，直徑為3-30nm，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與核纖層，與核孔復(fù)合體相接，將染色質(zhì)和核仁網(wǎng)絡(luò)在其中。核骨架-核纖層-中間纖維三者相互聯(lián)系形成一個(gè)貫穿于核、質(zhì)間的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這一系統(tǒng)較微管、微絲具有更高的穩(wěn)定性。

廣義的核骨架概念：核骨架包括核纖層、核孔復(fù)合體、染色體骨架、核基質(zhì)、核仁骨架等。核基質(zhì)（nuclearmatrix）核骨架（nuclearskeletonornucearscaffold）第14頁(yè)/共19頁(yè)核骨架（核骨架nuclearskeleton）第15頁(yè)/共19頁(yè)核骨架概念：

核骨架是真核細(xì)胞內(nèi)的真實(shí)結(jié)構(gòu)體系；核骨架與中間纖維和核纖層構(gòu)成貫穿核和質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)體系；核骨架主要是非組蛋白，含少量RNA；核骨架與DNA復(fù)制、基因表達(dá)及染色體的構(gòu)建和包裝密切相關(guān)；第16頁(yè)/共19頁(yè)核骨架的功能:

為DNA的復(fù)制提供支架，DNA是以復(fù)制環(huán)的形式錨定在核骨架上的，核骨架上有DNA復(fù)制所需要的酶，如：DNA聚合酶α、DNA引物酶、DNA拓樸異構(gòu)酶II等。DNA的自主復(fù)制序列（ARS）也是結(jié)合在核骨架上。

是基因轉(zhuǎn)錄加工的場(chǎng)所，RNA的轉(zhuǎn)錄同樣需要DNA錨定在核骨架上才能進(jìn)行，核骨架上有RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn)，使之固定于核骨架上，RNA的合成是在核骨架上進(jìn)行的。新合成的RNA也結(jié)合在核骨架上，并在這里進(jìn)行加工和修飾。

與染色體構(gòu)建有關(guān)，現(xiàn)在一般認(rèn)為核骨架與染色體骨架為同一類物質(zhì)，30nm的染色質(zhì)纖維就是結(jié)合在核骨架上，形成放射環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，在分裂期進(jìn)一步包裝成光學(xué)顯微鏡下可見(jiàn)的染色體。第17頁(yè)/共19頁(yè)染色質(zhì)環(huán)與染色體