基因表達(dá)與調(diào)控下真核基因表達(dá)調(diào)控一般規(guī)律

8基因表達(dá)與調(diào)控（下）

——真核基因表達(dá)調(diào)控一般規(guī)律當(dāng)前第1頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/20231真核生物（除酵母、藻類和原生動物等單細(xì)胞類之外）主要由多細(xì)胞組成，每個細(xì)胞基因組中蘊(yùn)藏的遺傳信息量及基因數(shù)量都大大高于原核生物。人類細(xì)胞單倍體基因組有3×109bp，為大腸桿菌總DNA的800倍，噬菌體的10萬倍左右！當(dāng)前第2頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/20232真核基因表達(dá)調(diào)控的最顯著特征是能在特定時間和特定的細(xì)胞中激活特定的基因，從而實(shí)現(xiàn)“預(yù)定”的、有序的、不可逆轉(zhuǎn)的分化、發(fā)育過程，并使生物的組織和器官在一定的環(huán)境條件范圍內(nèi)保持正常功能。當(dāng)前第3頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/20233真核生物基因調(diào)控，根據(jù)其性質(zhì)可分為兩大類：第一類是瞬時調(diào)控或稱可逆性調(diào)控，它相當(dāng)于原核細(xì)胞對環(huán)境條件變化所做出的反應(yīng)，包括某種底物或激素水平升降及細(xì)胞周期不同階段中酶活性和濃度的調(diào)節(jié)。

第二類是發(fā)育調(diào)控或稱不可逆調(diào)控，是真核基因調(diào)控的精髓部分，它決定了真核細(xì)胞生長、分化、發(fā)育的全部進(jìn)程。當(dāng)前第4頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/20234根據(jù)基因調(diào)控在同一事件中發(fā)生的先后次序又可分為：DNA水平調(diào)控（DNAregulation）;轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控（transcriptionalregulation）；轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控（posttranscriptionalregulation）；翻譯水平調(diào)控（translationalregulation）；蛋白質(zhì)加工水平的調(diào)控（regulationofproteinmaturation）等。當(dāng)前第5頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202358.1真核生物的基因結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)錄活性真核生物與原核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點(diǎn)比較：

1.原核生物無細(xì)胞核，真核生物具有核膜包裹著的細(xì)胞核，所以原核基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯通常偶聯(lián)在一起，而真核基因的轉(zhuǎn)錄是在細(xì)胞核中進(jìn)行，翻譯在胞質(zhì)中進(jìn)行；2.原核的染色質(zhì)基本上是裸露的DNA，而真核的染色質(zhì)則是由DNA與組蛋白緊密結(jié)合形成為核小體；在原核細(xì)胞中，染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)對基因的表達(dá)沒有明顯的調(diào)控作用，而在真核中，這種作用是明顯的。當(dāng)前第6頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202363.原核生物的基因數(shù)目少，而且都是連續(xù)的。而真核生物的基因數(shù)目眾多，多數(shù)基因組基因都是不連續(xù)的，含有數(shù)量不等的內(nèi)含子以及功能不清的重復(fù)序列等；4.真核生物生成的初始轉(zhuǎn)錄物需在核中進(jìn)行一系列的轉(zhuǎn)錄后加工和運(yùn)輸，所以，真核基因的表達(dá)有多種轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控機(jī)制，如5’-端加帽、3’-端加poly(A)尾、剪接及成熟mRNA由胞核到胞質(zhì)的運(yùn)輸?shù)龋?/p>

當(dāng)前第7頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202375.原核基因轉(zhuǎn)錄多為多順反子，即參與同一個代謝途徑的多個蛋白基因串聯(lián)在一起，受同一個調(diào)控序列的調(diào)控；而真核基因轉(zhuǎn)錄多為單順反子。而且一個真核基因通常有多個調(diào)控序列，必須有多個激活物同時特異地結(jié)合上，才能啟動基因的轉(zhuǎn)錄；6.在原核基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控中，既有激活物的調(diào)控（正調(diào)控），也有阻遏物的調(diào)控（負(fù)調(diào)控），二者同等重要。在真核中雖然也有正調(diào)控成分和負(fù)調(diào)控成分，但迄今已知的主要是正調(diào)控。當(dāng)前第8頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202387.真核生物大都為多細(xì)胞生物，在個體發(fā)育過程中逐步分化形成各種組織和細(xì)胞類型。分化是不同基因表達(dá)的結(jié)果。不同類型的細(xì)胞，功能不同，基因表達(dá)的情況也不一樣。某些基因僅特異地在某種細(xì)胞中表達(dá)，稱為細(xì)胞特異性或組織特異性表達(dá)，因而具有調(diào)控這種特異性表達(dá)的機(jī)制。

8.真核生物對外界環(huán)境條件變化的反應(yīng)和原核生物十分不同。同一群原核生物細(xì)胞處在相同的環(huán)境條件中，對環(huán)境條件的變化會作出基本一致的反應(yīng)；而真核生物常常只有少部分細(xì)胞基因的表達(dá)直接受到環(huán)境條件變化的影響和調(diào)控，其他大部分間接或不受影響。當(dāng)前第9頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202398.1.1基因家族真核細(xì)胞中許多相關(guān)的基因常按功能成套組合，被稱為基因家族（genefamily）。定義：真核基因組中來源相同，結(jié)構(gòu)相似，功能相關(guān)的一組基因。可能由某一共同祖先基因(ancestralgene)經(jīng)重復(fù)(duplication)和突變產(chǎn)生。特點(diǎn)：◆家族成員可以分布于不同染色體上；

◆可集中于一條染色體上，串聯(lián)排列在一起，形成基因簇(genecluster)；

◆有些成員不產(chǎn)生有功能的基因產(chǎn)物，這種基因稱為假基因(Pseudogene)。當(dāng)前第10頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/2023101、簡單多基因家族◆特點(diǎn)：家族成員串聯(lián)排列在一起組成一個轉(zhuǎn)錄單位◆代表:rRNA基因家族(重復(fù)單元28S、18S、5.8s-rRNA)當(dāng)前第11頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202311脊椎動物中rRNA基因家族主要成員的分布與成熟過程分析。當(dāng)前第12頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/2023122、復(fù)雜多基因家族特點(diǎn)：相關(guān)基因家族排列在一起，之間有間隔序列，分別作為獨(dú)立的轉(zhuǎn)錄單位。代表:組蛋白基因家族。間隔區(qū)當(dāng)前第13頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/2023133、發(fā)育相關(guān)復(fù)雜基因家族特點(diǎn)：分布在不同的染色體上;獨(dú)立的轉(zhuǎn)錄單位;基因順序與表達(dá)順序相關(guān)。代表:珠蛋白基因家族。當(dāng)前第14頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202314圖8-7人細(xì)胞中α和β-珠蛋白基因簇結(jié)構(gòu)示意圖當(dāng)前第15頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/2023158.1.2染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)對基因表達(dá)的調(diào)控真核基因組DNA與組蛋白結(jié)合成核小體，再進(jìn)一步形成更高級的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，染色質(zhì)中DNA和組蛋白的結(jié)構(gòu)狀態(tài)影響轉(zhuǎn)錄。細(xì)胞分裂時染色體的大部分到間期時松開分散在核內(nèi)，稱為常染色質(zhì)(euchromatin)，松散的染色質(zhì)中的基因可以轉(zhuǎn)錄。染色體中的某些區(qū)段到分裂期后保持緊湊折疊的結(jié)構(gòu)，在間期核中可以看到其濃集的斑塊，稱為異染色質(zhì)(heterochromatin)，其中未見有基因轉(zhuǎn)錄。在常染色質(zhì)中表達(dá)的基因如移到異染色質(zhì)則不表達(dá)；即緊密的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)阻止基因表達(dá)。異染色質(zhì)化可能是關(guān)閉基因活性的一種途徑。當(dāng)前第16頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202316當(dāng)前第17頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202317常染色質(zhì)（活性染色質(zhì)）結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)：具有DNaseI超敏感位點(diǎn)具有基因座控制區(qū)具有核基質(zhì)結(jié)合區(qū)（MAR序列）▲DNase的敏感性和基因表達(dá)含有轉(zhuǎn)錄活性基因的染色質(zhì)區(qū)域?qū)NaseⅠ降解的敏感性要比無轉(zhuǎn)錄活性區(qū)域高得多(超敏感位點(diǎn))。這是由于此區(qū)域染色質(zhì)的DNA蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變得松散，DNaseⅠ易于接觸到DNA之故。當(dāng)前第18頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202318當(dāng)前第19頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202319組蛋白的作用組蛋白是帶正電荷的堿性蛋白質(zhì)，可與DNA鏈上帶負(fù)電荷的磷酸基相結(jié)合，從而封閉了DNA分子，妨礙基因轉(zhuǎn)錄。活躍轉(zhuǎn)錄的染色質(zhì)區(qū)段中H1水平降低。

當(dāng)前第20頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202320當(dāng)前第21頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202321當(dāng)前第22頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202322轉(zhuǎn)錄活躍的區(qū)域也常缺乏核小體的結(jié)構(gòu)，并且對核酸酶敏感度增加。特異的轉(zhuǎn)錄因子可消除組蛋白的阻遏作用，使基因轉(zhuǎn)錄。

當(dāng)前第23頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202323組蛋白H3和H4的N端20個氨基酸通過甲基化、乙?；土姿峄饔脮淖兘M蛋白與DNA間的親和力，為其它蛋白和轉(zhuǎn)錄因子等的結(jié)合提供了機(jī)會。當(dāng)前第24頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202324組蛋白H3和H4的乙?；c活性染色質(zhì)有關(guān)，而甲基化與非活性染色質(zhì)有關(guān)。當(dāng)前第25頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/2023258.1.3真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控DNA水平的調(diào)控是真核生物發(fā)育調(diào)控的一種形式，包括基因丟失、擴(kuò)增、重排和移位等。當(dāng)前第26頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/2023261.基因丟失(chromosomediminution)有的生物個體發(fā)育早期在體細(xì)胞中要丟失部分染色體，而在生殖細(xì)胞中保持全部的基因組。馬蛔蟲（Parascarisequoorum）。動物極植物極當(dāng)前第27頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202327小麥癭蚊（Mayetioledestructor）受精卵的細(xì)胞核分裂，而受精卵不分裂，形成合胞體（syncytium）。當(dāng)核第3次分裂后，有兩核移向卵后端的一個特殊區(qū)域，叫做極細(xì)胞質(zhì)，在極細(xì)胞質(zhì)中的核保持了全套的染色體（2n=40），將來分化為生殖細(xì)胞。而在一般的細(xì)胞質(zhì)中，染色丟失了32條，只保留8條，將來分化為體細(xì)胞。當(dāng)前第28頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202328小麥癭蚊（Mayetioledestructor）：2n=40。極細(xì)胞區(qū)：2n=402n=8當(dāng)前第29頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202329當(dāng)前第30頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202330動物克隆表明高等生物細(xì)胞核未發(fā)生基因丟失。當(dāng)前第31頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/2023312、基因擴(kuò)增基因擴(kuò)增是指某些基因的拷貝數(shù)專一性大量增加的現(xiàn)象。它使細(xì)胞在短期內(nèi)產(chǎn)生大量的基因產(chǎn)物以滿足生長發(fā)育的需要，是基因活性調(diào)控的一種方式。非洲爪蟾的卵母細(xì)胞中原有rRNA基因（rDNA）約500個拷貝，在減數(shù)分裂粗線期，基因開始迅速復(fù)制，到雙線期拷貝數(shù)約為200萬個，擴(kuò)增近4000倍，可用于合成1012個核糖體。當(dāng)前第32頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202332rDNA是采用滾環(huán)式復(fù)制方式在核仁區(qū)進(jìn)行的擴(kuò)增，擴(kuò)增產(chǎn)生的新rDNA不納入線形染色體中，而是一環(huán)狀小DNA分子方式存在。每個環(huán)狀DNA分子中有2~4個，甚至16個rRNA基因。當(dāng)前第33頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202333果蠅的不切離的多次復(fù)制使基因擴(kuò)增，DNA不切離的多次擴(kuò)增形成復(fù)制泡的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)當(dāng)前第34頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/2023343、基因重排將一個基因從遠(yuǎn)離啟動子的地方移到較近的位點(diǎn)從而啟動轉(zhuǎn)錄，被稱為基因重排。例：免疫球蛋白的產(chǎn)生、種類、結(jié)構(gòu)和多樣性。當(dāng)前第35頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202335B淋巴細(xì)胞的分化過程：骨髓干細(xì)胞前B淋巴細(xì)胞未成熟B淋巴細(xì)胞成熟B淋巴細(xì)胞外周B淋巴細(xì)胞抗體骨髓(基因發(fā)生重排)外周血當(dāng)前第36頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202336當(dāng)前第37頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202337當(dāng)前第38頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202338不同Ig家族的V、D、J、C基因片段數(shù)VDJC人小鼠人小鼠人小鼠人小鼠Lλ<3002764>64Lκ<300~10005511H~300>1000~30124498家族V:可變區(qū);D:歧化區(qū);J:連接區(qū);C:恒定區(qū).當(dāng)前第39頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202339所有Ig分子都含有兩類輕鏈中的一類，即κ型或λ型。Κ型和λ型輕鏈的恒定區(qū)和可變區(qū)的氨基酸序列是不同的。在小鼠中，95%的抗體輕鏈?zhǔn)铅市?，而人類抗體輕鏈中，κ型和λ型各占50%左右。當(dāng)前第40頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202340人類基因組中免疫球蛋白基因主要片段的數(shù)量比較當(dāng)前第41頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202341免疫球蛋白重鏈基因片段重排與組織特異性表達(dá)當(dāng)前第42頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202342Figure24.7Heavygenesareassembledbysequentialjoiningreactions.FirstaDsegmentisjoinedtoaJsegment;thenaVgenesegmentisjoinedtotheDsegment.

重鏈基因的結(jié)構(gòu)與重組當(dāng)前第43頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202343Figure.ThelambdaCgenesegmentisprecededbyaJsegment,sothatV-Jrecombinationgeneratesafunctionallambdalight-chaingene.

輕鏈基因的結(jié)構(gòu)與重組當(dāng)前第44頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202344輕鏈k基因的重排當(dāng)前第45頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202345Figure24.6ThekappaCgenesegmentisprecededbymultipleJsegmentsinthegermline.V-JjoiningmayrecognizeanyoneoftheJsegments,whichisthensplicedtotheCgenesegmentduringRNAprocessing.

當(dāng)前第46頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/2023468.1.4DNA甲基化與基因調(diào)控DNA甲基化能引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定性及DNA與蛋白質(zhì)相互作用方式的改變，從而控制基因表達(dá)。研究證實(shí)，CpG二核苷酸中胞嘧啶的甲基化導(dǎo)致了人體1/3以上由于堿基轉(zhuǎn)換而引起的遺傳病。當(dāng)前第47頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/2023471.DNA的甲基化（methylation）DNA甲基化主要形成5-甲基胞嘧啶（5-mC）和少量的N6-甲基腺嘌呤（N6-mA）及7-甲基鳥嘌呤（7-mG）。真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出現(xiàn)在CpG、CpXpG、CCA/TGG和GATC中。當(dāng)前第48頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202348當(dāng)前第49頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202349CpG島（CpG–richislands）富含CpG的區(qū)段稱為CpG島當(dāng)前第50頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202350半甲基化全甲基化當(dāng)前第51頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202351HpaII能切割非甲基化的CCGG序列DNA甲基化的檢測MspI能切割甲基化或非甲基化的CCGG序列當(dāng)前第52頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202352MspIHpaIIMspI酶切HpaII酶切當(dāng)前第53頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202353DNA甲基化與基因活性當(dāng)前第54頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202354當(dāng)前第55頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202355當(dāng)前第56頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/2023562.DNA甲基化抑制轉(zhuǎn)錄機(jī)理影響染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定染色質(zhì)的失活狀態(tài)，阻止轉(zhuǎn)錄因子的進(jìn)入，防止其活化。DNA甲基化直接干涉轉(zhuǎn)錄因子與啟動子內(nèi)識別位點(diǎn)結(jié)合；抑制作用通過甲基化CpG結(jié)合蛋白（methylatedCpGbindingproteins,MeCP）起作用，這種因子與轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子競爭甲基化DNA結(jié)合位點(diǎn)。當(dāng)前第57頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202357MeCP-1CH3CH3CH3CH3CH3TFRNApolIIMeCP-1可與多個甲基化的CpG位點(diǎn)結(jié)合當(dāng)前第58頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202358MeCP-2CH3CH3CH3CH3CH3SIN3HDACTFRNApolIIMeCP-2能結(jié)合到單個甲基化的CpG堿基對上，還結(jié)合Sin3阻遏復(fù)合體(含HDAC活性)，當(dāng)前第59頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202359幾乎管家基因都含CpG島一般位于基因的5’端區(qū)域大多數(shù)CpG島是未甲基化的CpG島中的核小體中H1含量低，其它組蛋白被廣泛乙?；?，并有超敏感位點(diǎn)未甲基化CpG島可能說明基因具有潛在活性，當(dāng)前第60頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/2023608.2真核生物基因表達(dá)轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控真核基因調(diào)控主要在轉(zhuǎn)錄水平上進(jìn)行，受大量特定的順式作用元件（cis-actingelement）和反式作用因子（transactingfactor，又稱跨域作用因子）調(diào)控。當(dāng)前第61頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/2023618.2.1順式作用元件順式作用元件是指與參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控的反式作用因子（RNA/蛋白質(zhì)）相互作用的DNA序列。當(dāng)前第62頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/2023621、啟動子（promoter）真核基因啟動子由核心啟動子和上游啟動子兩個部分組成，是在基因轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)（+1）及其5’上游大約100～200bp以內(nèi)的一組具有獨(dú)立功能的DNA序列，每個元件長度約為7～20bp，是決定RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)和轉(zhuǎn)錄頻率的關(guān)鍵元件。當(dāng)前第63頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202363核心啟動子（corepromoter）：是指保證RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)及轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游-25～-30bp處的TATA盒。核心啟動子確定轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)并產(chǎn)生基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄。上游啟動子元件（upstreampromoterelement，UPE）包括通常位于-70bp附近的CAAT盒（CCAAT）和GC盒（GGGCGG）等，能通過TFIID復(fù)合物調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄起始的頻率，提高轉(zhuǎn)錄效率。1、啟動子（promoter）當(dāng)前第64頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202364當(dāng)前第65頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/2023652、增強(qiáng)子增強(qiáng)子是指能使與它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加的DNA序列，最早發(fā)現(xiàn)于SV40早期基因的上游，有兩個長72bp的正向重復(fù)序列。當(dāng)前第66頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202366當(dāng)前第67頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202367當(dāng)前第68頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202368當(dāng)前第69頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202369當(dāng)前第70頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/2023703、沉默子(silencer)負(fù)性調(diào)節(jié)元件，與相應(yīng)的反式因子結(jié)合后，可以使正調(diào)控系統(tǒng)失去作用，阻遏基因轉(zhuǎn)錄。這類特定序列不受距離和方向的限制，但機(jī)理目前尚不清楚。當(dāng)前第71頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202371哺乳動物RNA聚合酶Ⅱ啟動子上游轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合的序列元件組件保守順序DNA長度結(jié)合因子大?。―a）豐度（/細(xì)胞）分布TATAboxTATAAAA～10bpTBP27,000?普遍CAATboxGGCCAATCT～22bpCTF/NF160,000300,000普遍GCboxGGGCGG～20bpSP1165,00060,000普遍OctamerATTTGCAT～20bpOct-176,000?普遍OctamerATTTGCAT

23bpOct-252,000?淋巴細(xì)胞κBGGGACTTTCC～10bpNFκB44,000?淋巴細(xì)胞κBGGGACTTTCC～10bpH2·TH1??普遍ATFGTGACGT～20bpATF??普遍當(dāng)前第72頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/2023728.2.2反式作用因子能直接或間接識別或結(jié)合在各類順式作用元件核心序列上，參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的蛋白質(zhì)。根據(jù)各個蛋白質(zhì)成分在轉(zhuǎn)錄中的作用，能將整個復(fù)合物分為3部分：? 參與所有或某些轉(zhuǎn)錄階段的RNA聚合酶亞基，不具有基因特異性。? 與轉(zhuǎn)錄的起始或終止有關(guān)的輔助因子，不具有基因特異性。? 與特異調(diào)控序列結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子。當(dāng)前第73頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202373當(dāng)前第74頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202374真核的轉(zhuǎn)錄起始是通過蛋白與DNA間以及蛋白與蛋白間的相互作用形成復(fù)雜的起始轉(zhuǎn)錄復(fù)合物而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄起始。當(dāng)前第75頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202375真核生物中轉(zhuǎn)錄因子活性調(diào)節(jié)的主要方式當(dāng)前第76頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202376反式作用因子結(jié)構(gòu)三個功能結(jié)構(gòu)域：DNA識別結(jié)合結(jié)構(gòu)域(DNA-bindingdomain)；轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域(transcriptionalactivationdomain)；二聚化結(jié)構(gòu)域。當(dāng)前第77頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/2023771.DNA結(jié)合域DNA結(jié)合域（DNAbindingdomain）一般由60~100個氨基酸殘基組成的幾個亞區(qū)組成。與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合的DNA區(qū)常是一段反向重復(fù)序列，因此許多轉(zhuǎn)錄因子常以二聚體形式與DNA結(jié)合。當(dāng)前第78頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/2023781.反式作用因子中的DNA識別或結(jié)合域（1）螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋（helix-turn-helix,H-T-H）結(jié)構(gòu)◆第一個被確立的DNA-結(jié)合結(jié)構(gòu)◆最常見DNA結(jié)合域之一◆有至少兩個α螺旋，中間由短側(cè)連氨基酸殘基形成“轉(zhuǎn)折”，近羧基端的α螺旋中氨基酸殘基的替換會影響該蛋白質(zhì)在DNA雙螺旋大溝中的結(jié)合?！舫＝Y(jié)合CAAT盒◆例：Lac阻遏蛋白,Trp阻遏蛋白、分解代謝激活蛋白(CAP)等。當(dāng)前第79頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202379當(dāng)前第80頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202380當(dāng)前第81頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202381同源域蛋白通過其第三個螺旋與雙鏈DNA的大溝相結(jié)合，其N端的多余臂部分則與DNA的小溝相結(jié)合，提高了穩(wěn)定性。當(dāng)前第82頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202382（2）鋅指（Zincfinger）結(jié)構(gòu)域最常見DNA結(jié)合域之一約有23個氨基酸殘基，其中4個氨基酸殘基（2個Cys，2個His或4個Cys）以配位鍵與Zn2+結(jié)合。與DNA雙螺旋大溝結(jié)合。常結(jié)合GC盒當(dāng)前第83頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202383典型的類固醇激素受體結(jié)構(gòu)示意圖當(dāng)前第84頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202384當(dāng)前第85頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202385當(dāng)前第86頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202386蛋白質(zhì)分子可有2~9個鋅指重復(fù)單位。每個單位以其指部伸入DNA雙螺旋的大溝，接觸5個核苷酸。如TFⅢA有連續(xù)9個鋅指重復(fù)結(jié)構(gòu)與DNA結(jié)合。當(dāng)前第87頁\共有102頁\編于星期三\2點(diǎn)5/27/202387（3）亮氨酸拉鏈蛋白中每隔6個氨基酸就有一個亮氨酸殘基，導(dǎo)致第7個亮氨酸殘基都在螺旋的同一方向出現(xiàn)。當(dāng)前第88頁