醫(yī)用分子遺傳學(xué)真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)課件

第三節(jié)

真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)RegulationofEukaryoticGeneTranscription一、真核基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（一）真核基因組結(jié)構(gòu)龐大哺乳類動(dòng)物基因組DNA約3×109

堿基對(duì)編碼基因約有40000個(gè)，占總長(zhǎng)的1%rDNA等重復(fù)基因約占5%~10%（二）單順?lè)醋訂雾樂(lè)醋?monocistron)

即一個(gè)編碼基因轉(zhuǎn)錄生成一個(gè)mRNA分子，經(jīng)翻譯生成一條多肽鏈。（三）基因不連續(xù)性染色體水平DNA的活化轉(zhuǎn)錄的起始hnRNA的剪切和加工mRNA轉(zhuǎn)移到胞漿翻譯二、真核基因表達(dá)調(diào)控特點(diǎn)二、真核基因表達(dá)調(diào)控特點(diǎn)（一）多種RNA聚合酶（二）活性染色體結(jié)構(gòu)變化（三）正性調(diào)節(jié)占主導(dǎo)（四）轉(zhuǎn)錄與翻譯分隔進(jìn)行（五）轉(zhuǎn)錄后修飾、加工2.DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化天然雙鏈DNA均以負(fù)性超螺旋構(gòu)象存在；基因活化后RNA-pol正超螺旋負(fù)超螺旋轉(zhuǎn)錄方向1.對(duì)核酸酶敏感活化基因常有超敏位點(diǎn)，位于調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合位點(diǎn)附近。

3.DNA堿基修飾變化真核DNA約有5%的胞嘧啶被甲基化，甲基化范圍與基因表達(dá)程度呈反比。1.mCpG是真核生物甲基化的唯一形式2.基因表達(dá)與CG甲基化程度呈負(fù)相關(guān)，甲基化以后可加強(qiáng)阻遏蛋白或降低激活蛋白與DNA的結(jié)合3.DNA甲基化對(duì)轉(zhuǎn)錄的抑制主要決定于甲基化CpG的密度和啟動(dòng)子強(qiáng)度DNAMethylationandTranscription5`3`5`3`4.組蛋白變化富含Lys組蛋白水平降低活性的核小體常缺乏H1，但卻結(jié)合有非組蛋白HMG－14和HMG－17的存在②H2A,H2B二聚體不穩(wěn)定性增加組蛋白修飾H1組蛋白磷酸化，對(duì)DNA親和力低核心組蛋白的修飾，乙?；?，磷酸化④H3組蛋白巰基暴露三、RNApolI和polⅢ的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)RNApolI轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物只有rRNA前體，有2個(gè)順式作用元件（-45~+20bp核心元件，-156~-107bp上游控制元件UCE），需兩種轉(zhuǎn)錄因子來(lái)正確有效地幫助起始轉(zhuǎn)錄（上游結(jié)合因子1和選擇性因子1）。RNApolⅢ對(duì)tRNA和5SrRNA基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)，啟動(dòng)子在轉(zhuǎn)錄區(qū)內(nèi)。tRNA有2種轉(zhuǎn)錄因子，5SrRNA有3種轉(zhuǎn)錄因子，但都只有TFⅢB才是真正的轉(zhuǎn)錄起始因子，在定位RNApol方面起重要作用。四、RNApolII轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)節(jié)1.由10－12個(gè)亞基組成2.最大亞基的C末端含有可磷酸化位點(diǎn)的氨基酸殘基（Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser）重復(fù)序列，稱為CTD（CarboxylTerminalDomain）3.CTD是TFII－H的底物，磷酸化后與RNA鏈延伸有密切關(guān)系（一）順式作用元件1.啟動(dòng)子真核基因啟動(dòng)子是RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)周圍的一組轉(zhuǎn)錄控制組件，至少包括一個(gè)轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)以及一個(gè)以上的功能組件。TATA盒GC盒CAAT盒2.增強(qiáng)子(enhancer)指遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)、決定基因的時(shí)間、空間特異性、增強(qiáng)啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄活性的DNA序列。3.沉默子(silencer)某些基因的負(fù)性調(diào)節(jié)元件，當(dāng)其結(jié)合特異蛋白因子時(shí)，對(duì)基因轉(zhuǎn)錄起阻遏作用。定義：是能直接或間接地識(shí)別或結(jié)合在各順式作用元件核心序列上，參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄速率的一組蛋白質(zhì)。結(jié)構(gòu)：至少含有DNA結(jié)合域和轉(zhuǎn)錄活性區(qū)域（二）反式作用因子

（二）反式作用因子

1.轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子分類（按功能特性）*基本轉(zhuǎn)錄因子(generaltranscriptionfactors)是RNA聚合酶結(jié)合啟動(dòng)子所必需的一組蛋白因子，決定三種RNA(mRNA、tRNA及rRNA)轉(zhuǎn)錄的類別。*特異轉(zhuǎn)錄因子(specialtranscriptionfactors)為個(gè)別基因轉(zhuǎn)錄所必需，決定該基因的時(shí)間、空間特異性表達(dá)。轉(zhuǎn)錄激活因子轉(zhuǎn)錄抑制因子基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子1.TFII－D：由TBP和8種輔助因子（TAF）結(jié)合的復(fù)合物，TBP識(shí)別TATAbox，并與上游調(diào)控元件調(diào)節(jié)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄速率有關(guān)。2.TFII－B：C末端直接結(jié)合在TBP－DNA復(fù)合物上，N-末端具有結(jié)合RNA聚合酶的功能。3.TFII－F：1、可直接和聚合酶II作用，在激活因子作用下，將此復(fù)合物募集到起始復(fù)合物上去。

2、TFII－F還有解旋的活性4.TFII－E：和TBP相互作用，參與調(diào)節(jié)TFII－H的酶活性5.TFII－H：有解旋酶活性，磷酸化RNA聚合酶II大亞基TBPAssociatedFactor(TAF)功能1.在無(wú)TAF的情況下，TBP能啟動(dòng)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄水平。2.TAF將反式作用因子的活性區(qū)域與基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄復(fù)合物連接。

2.轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子結(jié)構(gòu)DNA結(jié)合域轉(zhuǎn)錄激活域TF蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)結(jié)合域（二聚化結(jié)構(gòu)域）

谷氨酰胺富含域酸性激活域脯氨酸富含域鋅指結(jié)構(gòu)

Cys-X2-4-Cys-X3-Phe-X5-Leu-X2-His-X3-His鋅指結(jié)構(gòu)堿性－亮氨酸拉鏈

Basic-Leucine-Zipper堿性－螺旋－環(huán)－螺旋

Basic-Helix/Loop/Helix堿性－螺旋－環(huán)－螺旋

Basic-Helix/Loop/Helix甾體類激素受體甾體類激素受體轉(zhuǎn)錄活化域

（三）mRNA轉(zhuǎn)錄激活及其調(diào)節(jié)polⅡTFⅡHTAFTFⅡFTAFTAFTFⅡATFⅡBTBP真核RNA聚合酶Ⅱ在轉(zhuǎn)錄因子幫助下，形成的轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物。TFIID是唯一具有位點(diǎn)特異的DNA結(jié)合能力的因子。TATADNATBP相關(guān)因子是細(xì)胞特異的，與轉(zhuǎn)錄激活因子共同決定組織特異性轉(zhuǎn)錄研究真核生物基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的方法體外：1.DNaseI的敏感位點(diǎn)2.GelShift(EMSA)3.Footprint體內(nèi)：1.TraisentTransfection2.Establishstablecellline

IdentificationCofactorsofC/EBPbbySILACIdentificationofTargetGenesbyChIPPromoterArray經(jīng)常不斷地學(xué)習(xí),你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量StudyConstantly,AndYouWillKnow