基因表達及調控2

SynthesisandProcessingoftheProtein

TheRoleoftheRibosomeinProteinSynthesis

Ribosomes

coordinateproteinsynthesisbyplacingthemRNA,aminoacyl-tRNAsandassociatedproteinfactorsintheircorrectpositionsrelativetooneanother.Componentsofribosomes,includingtherRNAs,catalyzeatleastsomeofthechemicalreactionsoccurringduringtranslation.rRNAsprovideascaffoldingwithintheribosome,towhichtheproteinsareattached

ThecloverleafstructureofatRNAtRNA在蛋白合成中的作用physical

linkinformationallinkTheribosomebindingsiteforbacterialtranslation

Initiationoftranslationinbacteria真核生物的翻譯啟始Regulationoftranslationinitiation

Globalregulation,whichinvolvesageneralalterationintheamountofproteinsynthesisoccurring,withallmRNAstranslatedbythecapmechanismbeingaffectedtoasimilarextent.Transcript-specificregulationinvolvesmechanismsthatactonasingletranscriptorasmallgroupoftranscriptscodingforrelatedproteins.Transcript-specificregulationoftranslationinitiation.(A)Regulationofribosomalproteinsynthesisinbacteria.(B)Regulationofferritinproteinsynthesisinmammals.

Elongationoftranslation

Terminationoftranslation

ElongationoftranslationinEscherichiacoli

蛋白質的翻譯后加工

Proteinfolding

Notallproteinsfoldspontaneouslyinthetesttube.Incells,foldingisaidedbymolecularchaperones（分子伴侶）.Molecularchaperonesdonotspecifythetertiarystructureofaprotein,theymerelyhelptheproteinfindthatcorrectstructure.有些真核基因在原核細胞中表達不能正確折疊。beevenom

ProcessingbyproteolyticcleavageinsulinProcessingbychemicalmodification

Acetylation,Glycosylation,phosphorylationOver150differentmodifiedaminoacidshavebeendocumentedindifferentproteinsInteinsplicing

Mostareknowninbacteriaandarchaeabuttherearealsoexamplesinlowereukaryotes.Inafewcasesthereismorethanoneinteininasingleprotein.ProteinDegradation

Ineukaryotes,mostbreakdowninvolvesasinglesystem,involvingubiquitinandtheproteasome.RegulationofGenomeExpression

Genome≠Transcriptome

Twolevelsofgeneregulation1.是否表達2.表達量及表達后修飾基因表達調控的關鍵步驟是轉錄啟始，即決定一個基因是否表達。

基因組表達活性的調節(jié)一過性的表達活性改變

永久或半永久性的表達改變（underliecellulardifferentiation）一過性的表達改變主要表現(xiàn)為對外界刺激的反應

單細胞生物stimuli:nutrientavailability多細胞生物

stimuli:hormones,growthfactors,andrelatedcompounds外來信號物質作用于細胞的方式

直接的

穿過細胞膜進入細胞內(nèi)發(fā)揮作用。

間接的

與細胞表面受體結合，通過信號轉導系統(tǒng)，將信號傳遞至細胞內(nèi)。

Threewaysinwhichanextracellularsignalingcompoundcouldinfluencegenomeactivity.SignaltransductionbytheMAPkinasepathway真核細胞內(nèi)兩種主要的信號傳導機制1.蛋白激酶（proteinkinases）和蛋白磷酸酶（proteinphosphatases），通過使蛋白磷酸化或去磷酸化改變其構型和功能.2.GTP結合蛋白,能水解GTP,又稱GTPases.

twomajorintracellularsignalingmechanismsineucaryoticcells永久或半永久性的表達改變a.Changesresultingfromphysicalrearrangementofthegenome;

immunoglobulinandT-cellreceptordiversitiesb.Changesduetochromatinstructure;

Xinactivationc.Changesmaintainedbyfeedbackloops.

aregulatoryproteinactivatesitsowntranscription

myoDgeneactinandmyosinamusclecell

ahumanfertilizedeggcell

adult1013cells250celltypes

specificfunctions

??基因表達調控的機理

(目前還不十分清楚)A.基因表達需要RNApolymerase等蛋白與基因上游的調控序列結合，因此染色質包裝的致密程度與基因是否表達密切相關。

DNA在細胞核內(nèi)與多種蛋白緊密結合，反復纏繞。在顯微鏡下細胞核染色不均，著色較淺的是常染色質（Euchromatin），含有表達活躍的基因；著色較深的是異染色質（heterochromatin），異染色質有的不含任何基因，有的含有不表達的基因。

基因表達調控的機理組蛋白的去乙?；诵◇w中組蛋白（histones）的修飾決定了染色質的結構。在異染色質中，組蛋白