真核生物基因表達調(diào)控課件

真核生物基因表達調(diào)控真核生物是多細胞體系,其遺傳信息量遠大于原核生物,且大部分用于編碼調(diào)控信息.結構上,DNA以核小體為單位構建成復雜的染色質(zhì)和染色體(一組圖),因而表達呈現(xiàn)出多線性多系統(tǒng)的調(diào)控體系.

本章內(nèi)容真核基因結構與轉(zhuǎn)錄活性真核基因表達特點DNA水平的調(diào)控轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控:順式作用元件和反式作用因子其他水平的調(diào)控:mRNA的加工、mRNA的翻譯、蛋白質(zhì)加工修飾7.1真核基因結構與轉(zhuǎn)錄活性真核生物表達的復雜不僅由于其遺傳信息量大，也與其基因結構密切相關。真核DNA與組蛋白構成核小體，進一步壓縮成染色質(zhì)、染色體。染色體的構象、超螺旋的松弛、活性染色質(zhì)、基因的甲基化，這些都影響基因的轉(zhuǎn)錄活性真核基因的復雜性真核基因組更大.大腸桿菌基因組有4×106bp,人單倍體基因組有3×109bp,是其800倍;是嗜菌體基因組的10萬倍.大腸桿菌有4千個基因,人有近10萬個基因原核生物基本是單倍體,真核生物是2倍體.真核生物DNA與組蛋白等構成染色質(zhì)染色體,被包裹在核膜內(nèi);有核外遺傳(mtDNA).真原核基因結構比較原核基因按功能成串排列,組成操縱子單位,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為polycistron;真核生物一個結構基因轉(zhuǎn)錄為monocistron.原核有轉(zhuǎn)錄與翻譯的偶連,真核表達則有嚴格的時區(qū)間隔.原核大部分基因是編碼序列,而真核大部分是調(diào)控序列原核為蛋白質(zhì)編碼的大部分是連續(xù)基因;真核為蛋白質(zhì)編碼的是斷裂基因,在轉(zhuǎn)錄后經(jīng)剪接去除內(nèi)含子,才能翻譯獲得完整的多肽,這就增加了表達的調(diào)控環(huán)節(jié).原核生物除rDNA,tDNA外,很少有重復序列;真核含大量的repetitivesequences:high_:10-300bp,占人基因組的20%,功能不明,重復103以上moderate_:300-500bp,占基因組10-40%,5s,tRNA,組蛋白基因,10~103singlecopysequences:基本不重復,占50-80%(人65%)大多數(shù)蛋白質(zhì)的編碼基因.真核基因調(diào)控特點調(diào)控環(huán)節(jié)更多

同原核一樣,調(diào)控主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平;但無轉(zhuǎn)錄翻譯偶連,且轉(zhuǎn)錄翻譯后有復雜的信息加工過程轉(zhuǎn)錄與染色質(zhì)的結構變化有關1.間期核染色質(zhì):異染色質(zhì)hetrochromatin高度壓縮,不轉(zhuǎn)錄;常染色質(zhì)euchromatin,較松散;其中10%為activechromatin.超螺旋松弛.活性←→非活性2.組蛋白能非特異性的阻遏轉(zhuǎn)錄.組蛋白為堿性,易與帶負電的磷酸基結合,從而遮蔽了DNA分子.3.非組蛋白具細胞組織特異性,能特異的去除組蛋白的阻遏作用,有利轉(zhuǎn)錄.4.轉(zhuǎn)錄活躍區(qū)DNaseⅠ高敏位點的開放,有利于調(diào)控蛋白的結合而促進轉(zhuǎn)錄5.DNA甲基化能阻礙轉(zhuǎn)錄因子與DNA特定位點的結合,影響轉(zhuǎn)錄以正性調(diào)控為主真核啟動子對RNA聚合酶親和力低,需要多種激活蛋白的協(xié)同作用.轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白有激活,阻遏或二者兼有,但以激活為主適應環(huán)境的瞬時調(diào)空是可逆的,而發(fā)育控制調(diào)控是不可逆的,決定細胞生長,分化,發(fā)育的全過程

7.1.1基因家族基因家族:真核細胞中許多相關基因按功能組合構成genefamily.有時串聯(lián)聚集成基因族,但更多分布在同一(甚至不同)染色體的不同位置，具有各自不同的表達調(diào)控模式基因家族分類簡單多基因家族:功能相關基因在DNA序列中串聯(lián)分布，無間隔序列隔開，轉(zhuǎn)錄在同一mRNA中rDNA(除5s外)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為45s的大分子,經(jīng)過100多處甲基化及RNA酶切割降解為18s,5.8s，28srRNA,由RNA聚合酶Ⅰ催化;5srRNA作為獨立轉(zhuǎn)錄單位由RNA聚合酶Ⅲ催化轉(zhuǎn)錄復雜多基因家族由幾個相關基因家族構成,基因家族間有間隔序列,分別被獨立轉(zhuǎn)錄.如組蛋白基因.組蛋白基因處于一長6000bpDNA片段中，包括H1、H2A、H2B、H3、H4基因，彼此被間隔序列隔開，分別轉(zhuǎn)錄為單順反子RNA，表達產(chǎn)物量剛好是組蛋白在染色體的比例：H1、2（H2A、H2B、H3、H4）發(fā)育調(diào)控的復雜多基因家族多基因家族成員的表達受到不同發(fā)育階段的影響，而形成不同的基因產(chǎn)物。如血紅蛋白α2β2的亞基在胚胎期為2ζ22ε2，嬰兒期有2%為2α22δ，這是由于在不同的發(fā)育階段基因的排列順序決定了基因的表達順序。不同發(fā)育階段血紅蛋白亞型發(fā)育階段組成胚胎期(8w以前)2(ζε)2(ζγ)2(αε)胎兒期(8~41w)2(αγ)嬰兒期2(αδ)2(αβ)7.1.2斷裂基因interruptedgene是真核基因特征結構.大多數(shù)真核基因是由蛋白質(zhì)編碼序列和蛋白質(zhì)非編碼序列兩部分構成,編碼序列稱為外顯子exon,非編碼序列稱為內(nèi)含子intron在一個結構基因中,編碼某一蛋白質(zhì)不同區(qū)域的各外顯子并非連續(xù)排列在DNA上,而是被不同的內(nèi)含子所隔離,形成鑲嵌排列的斷裂方式高等真核基因DNA序列中對應于外顯子的部分≤10%Interrupetedgene內(nèi)含子剪接外顯子與內(nèi)含子兩端交界的較短的,高度同源的序列稱為exon-intronjunction.內(nèi)含子兩端序列不能互補,在RNA剪接加工前不能形成堿基配對的發(fā)夾結構.外顯子-內(nèi)含子連接區(qū)是RNA剪接的信號序列.前體RNA通過此連接區(qū)的被識別而去除掉內(nèi)含子連接區(qū)序列在高等真核生物中具高度同源性，說明有著共同的內(nèi)含子剪接機制。共同序列:

5’GT----AG3’.外顯子與內(nèi)含子的可變調(diào)控原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物hnRNA分子,在連接酶或RNA自身作用下,發(fā)生磷酸二酯鍵的斷裂,內(nèi)含子被切除,外顯子被拼接在一起,產(chǎn)生成熟的mRNA分子.

內(nèi)含子的剪接方式成熟mRNA分子中是沒有內(nèi)含子的，初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為內(nèi)含子外顯子的復合物，在mRNA成熟過程中被剪接掉，外顯子被拼接在一起。組成型剪接:一個基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物通過內(nèi)含子的剪接加工只產(chǎn)生一種成熟的mRNA,編碼一種多肽選擇性剪接:同一基因產(chǎn)物因不同的內(nèi)含子剪接方式而產(chǎn)生不同的mRNA,并翻譯成不同的多肽.這是由于某些基因在轉(zhuǎn)錄時選擇了不同的啟動子，或轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上選擇了不同的polyA位，原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物產(chǎn)生不同的二級結構，影響了內(nèi)含子的剪接Alternativesplicing7.2真核基因表達調(diào)控的環(huán)節(jié)DNA水平:基因數(shù)量,結構轉(zhuǎn)錄水平:順式作用元件與反式作用因子轉(zhuǎn)錄后水平:mRNA的加工成熟翻譯水平:起始復合物及mRNA穩(wěn)定性翻譯后水平:蛋白質(zhì)加工修飾

DNA水平的調(diào)控1.開放型活性染色質(zhì)與基因活性(結構)真核基因以核小體組建成染色質(zhì)和染色體成高度壓縮.轉(zhuǎn)錄發(fā)生前,染色質(zhì)在特定區(qū)域被解旋松弛(核小體結構改變、DNA自身結構改變、右旋型變構為左旋型B→Z),一方面暴露了結構基因,使啟動區(qū)DNA易與RNA聚合酶及其他轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子結合,從而啟動轉(zhuǎn)錄;另一方面暴露了DNA酶Ι的超敏感位點,使活性狀態(tài)的DNA更易于被核酸酶降解.2.基因組的改變(數(shù)量)

染色質(zhì)丟失某些低等真核生物,在細胞分化過程中,有部分染色質(zhì)斷裂刪除和異染色質(zhì)丟失,之后才成為表達型基因.基因擴增指某基因的拷貝大量增加.如非洲爪蟾卵母細胞rDNA的擴增,以滿足受精后合成大量蛋白質(zhì)的需要基因重排與變換將一個基因從遠離啟動子處移到啟動子附近從而啟動轉(zhuǎn)錄稱基因重排.典型例子是lg基因的成熟,通過染色體內(nèi)DNA重組將相距甚遠的基因片段連接起來,產(chǎn)生具有表達活性的特異lg基因酵母細胞能通過一種”交配型轉(zhuǎn)換”來完成性別交換,即某基因復制后置換掉原有的另種基因SexinDrosophilaislargelydeterminedbyalternativesplicing3.DNA甲基化與基因活性DNA甲基化能關閉某些基因的活性,去甲基化則誘導基因活化與表達DNA甲基化的主要形式:5-mC,Nб-mA,7-mG.5-mC主要出現(xiàn)在CpG序列中,這些CpG序列常成串出現(xiàn),又稱CpG島機理:DNA甲基化導致某些區(qū)域構象變化,B→Z-DNA.由于Z型螺旋加深,許多與蛋白因子結合的元件縮入大溝,抑制了轉(zhuǎn)錄因子與啟動子的結合效率.甲基化CpG的密度與啟動子強度之間的平衡決定了該啟動子的轉(zhuǎn)錄活性.X染色體的甲基化與失活X染色體的甲基化與失活雌性哺乳動物體細胞內(nèi)Barr小體系胚胎早期兩X染色體之一發(fā)生隨機失活.X染色體上有一序列Xist(X-chromosomeinactivationspecialtranscript),該基因的表達是決定X染色體失活的關鍵元素,Xist甲基化使X染色體保持活性,去甲基化則轉(zhuǎn)錄出XistRNA,與Xic(X-chromosomeinactivationcenter)作用使其易與蛋白因子結合而表達,使得與其相連的X染色體上的基因失活.XistX染色體其他位點甲基化、不轉(zhuǎn)錄活性去甲基化、活性去甲基化、轉(zhuǎn)錄失活甲基化、失活7.3.真核基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控轉(zhuǎn)錄的基本條件轉(zhuǎn)錄模板(轉(zhuǎn)錄起始點+1---終止點)啟動子(尤其是corepromoter)RNApolⅡ需與20多種蛋白因子結合形成轉(zhuǎn)錄復合物轉(zhuǎn)錄因子（TFⅡ）是RNApolⅡ基礎轉(zhuǎn)錄所需的蛋白質(zhì)因子同原核一樣，真核調(diào)控主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄階段，主要是通過順式作用元件、反式作用因子與靶基因復雜的相互作用實現(xiàn)的。(重點以mRNA的轉(zhuǎn)錄為例)7.3.1轉(zhuǎn)錄因子TFⅡD、A、B與polⅡ結合到啟動子上形成最初級起始復合物，開始轉(zhuǎn)錄RNA，加入F、E形成完整的轉(zhuǎn)錄復合物開始轉(zhuǎn)錄出長鏈mRNA。polⅡ沿模板滑動時，TFⅡD、A滯留在起始位點，其他因子隨之向模板3端移動。（如圖）

轉(zhuǎn)錄調(diào)控的關鍵

順式作用元件反式作用因子7.3.2.順式作用元件基因的分子生物學定義:能產(chǎn)生一條多肽鏈或功能RNA分子所必需的全部核苷酸序列.是存在與基因內(nèi)部、與功能基因連鎖在一起,對其轉(zhuǎn)錄表達作順式調(diào)節(jié)的特殊核苷酸序列.正性調(diào)控：啟動子promoter,增強子負性調(diào)控：沉寂子silencer啟動子概念：啟動子是基因序列中決定轉(zhuǎn)錄起始的部位。包括3個區(qū)域：RNApolⅡ識別區(qū)

牢固結合區(qū)、

轉(zhuǎn)錄起始點。啟動子位于(+1)及5’端上游100~200b左右，是決定轉(zhuǎn)錄起始點及轉(zhuǎn)錄頻率的關鍵元素1.核心啟動子：RNApolⅡ轉(zhuǎn)錄起始所必須的最少的DNA序列，作用是確定轉(zhuǎn)錄起始點并產(chǎn)生基礎水平轉(zhuǎn)錄。位于-25~-30處的TATA盒。

2.上游啟動子元件包括-70bp的CAAT盒,GC盒,其他距起始轉(zhuǎn)錄點更遠的上游元件。與TFⅡD結合成復合物后提高轉(zhuǎn)錄頻率啟動子是基礎水平轉(zhuǎn)錄所必須的增強子基因組中能增強鄰近基因啟動轉(zhuǎn)錄的序列。最早發(fā)現(xiàn)于SV40的基因上游，含2個72bp的正向重復序列。增強子特性1.增強效應非常明顯10~200倍。SV40的增強子（珠蛋白基因）200倍，人巨大細胞病毒增強子（-）600~1000倍2.與其位置、取向無關（上下游、距離）3.核心序列是重復序列,是增強效應所必須4.有細胞組織特異性需與特異蛋白因子作用5.無基因特異性6.受外界信號調(diào)控金屬硫蛋白基因上游增強子對環(huán)境鋅鎘反應順式作用元件Cis-actingelement

7.3.3反式作用因子trans-actingfactor概念通過識別和結合順式作用元件的核心序列,而調(diào)控靶基因的轉(zhuǎn)錄效率的一組蛋白因子.這些轉(zhuǎn)錄因子由其他基因編碼,跨域作用.對基因表達調(diào)控可正(激活)可負(阻遏)

類別這些轉(zhuǎn)錄因子可作為轉(zhuǎn)錄復合物的一部分，但大部分是與啟動區(qū)或基因特定部位結合的調(diào)控蛋白。據(jù)其作用分為3類轉(zhuǎn)錄階段RNA聚合酶的亞基轉(zhuǎn)錄起始終止的輔助因子特異性調(diào)控序列結合蛋白

反式作用因子的DNA識別結合域螺旋-轉(zhuǎn)折-螺旋結構H-T-H鋅指結構的鋅指區(qū)Zincfinger堿性-亮氨酸拉鏈結構(basic-leucinezipper)bZIP堿性-螺旋-環(huán)-螺旋(basic-h-l-h)bHLH同源域蛋白homeodomainsprotein這些特殊結構都直接或間接識別cis-actingelement中的核心序列,參與靶基因轉(zhuǎn)錄頻率的調(diào)控.反式活化結構域真核中，并非每個轉(zhuǎn)錄因子都直接與DNA結合，完整的轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用常以復合物形式完成的。反式活化結構域是反式作用因子的轉(zhuǎn)錄活化結構域,一般由DNA結合結構域外的30~100個aa組成反式活化結構域的特征性結構有以下幾種富含酸性α螺旋結構域(acidicα-helixdomain)富含Gln的結構域(glutamine-richdomain)富含pro結構域(proline-richdomain)反式活化結構域的特征性結構1.酸性α螺旋結構域如哺乳動物細胞中糖皮質(zhì)激素受體的轉(zhuǎn)錄活化結構域含AP1家族的JUN,GAL4,為帶負電的酸性螺旋,能與轉(zhuǎn)錄起始復合物結合并使其穩(wěn)定2.富含Gln的結構域SP1通過其鋅指結構能結合到啟動子GC盒上,除此之外還有4個富含Gln的轉(zhuǎn)錄活化結構,Gln含量達25%3.富含pro結構域如AP2,這種結構不易形成α螺旋反式因子的DNA結合域和活化域真核轉(zhuǎn)錄時，順式元件與反式因子的結合2.TFIIAbindstoTFIIDstabilizesTFIID-DNAcomplexcontainsatleast3subunitsCounteracttheinhibitoryfactorse.g.DR1&DR23.TFIIB&RNAPolbindingBindstoTFIIDBindstoRNAPolwithTFIIF4.1TFIIEbindingNecessaryfortranscriptionAfterPolIIbinding:5.PhosphorylationofthepolymeraseCTDbyTFIIH(withbothhelicase&kinaseactivity)FormationofaprocessiveRNApolymerasecomplexandallowstheRNAPoltoleavethepromoterregion.7.4真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的模式細胞通過DNA的復制將其固定遺傳信息從親代傳到子代,隨后分裂以實現(xiàn)增殖繁衍.除此之外,它們還不斷的感知環(huán)境的各種變化,并對其作出相應的應答.細胞應答分為3個階段:1.外界環(huán)境的感知,即由細胞膜到細胞核的信息傳遞2.染色質(zhì)水平上的基因活性調(diào)控3.特定基因的表達,即從DNA—RNA—蛋白質(zhì)的遺傳信息傳遞過程.7.4.1蛋白質(zhì)磷酸化與信號轉(zhuǎn)導細胞表面的三類受體(G蛋白偶連,酪氨酸蛋白激酶偶連,離子通道偶連的受體)與配體結合,產(chǎn)生一系列磷酸化級聯(lián)反應及信號轉(zhuǎn)導,通過蛋白激酶的網(wǎng)絡信號整合系統(tǒng),作用于基因調(diào)控序列和靶序列,最終調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄表達.蛋白質(zhì)的磷酸化與去磷酸化過程是生物體內(nèi)廣泛存在的信息傳導調(diào)空方式.蛋白激酶PK基因多達2000個,還有約1000個蛋白質(zhì)去磷酸化酶基因1.受cAMP調(diào)控的A激酶PKA配體與受體R結合—R構象改變—結合到GTP結合蛋白上—R與G偶合—激活腺苷酸環(huán)化酶AC—cAMP1—與PKA的調(diào)節(jié)亞基R結合—釋放催化亞基C使其為活性單體—C進入核內(nèi)使CREB,CREM等底物磷酸化—后者作為轉(zhuǎn)錄激活因子誘發(fā)轉(zhuǎn)錄2.Ca2+依賴的C激酶PKC磷酸肌醇的胞內(nèi)信使是PIP2磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸的產(chǎn)物肌醇1,4,5三磷酸IP3和二?；视虳AG.IIP3使Ca2+↑,DAG使Ca2+與PKC親和↑—(下類同PKA)3.酪氨酸激酶PTK許多PTK作用底物分子中都有一叫Src同源結構域的序列（SH）激酶的功能區(qū)有SH1，SH2，SH3。激酶的第527位酪氨酸被磷酸化后能與SH2結合而阻礙受體分子與之結合，第527酪氨酸去磷酸化后，SH2與膜受體結合；第416位酪氨酸被磷酸化后，Src獲得酶活性—(下類同PKA)

7.4.2激素及其影響細胞內(nèi)激素受體本身是基因調(diào)控蛋白,有多個結構域:激素結合位點,DNA結合結構域,轉(zhuǎn)錄激活結構域,并有抑制蛋白復合物附著.當H與受體結合后,抑制蛋白復合物脫落,DNA結合部位暴露,轉(zhuǎn)錄激活.激素轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)具有組織特異性,這是因為靶細胞中含有大量激素受體蛋白,而非靶細胞則很少或缺乏此類受體.7.4.3熱激蛋白的熱激應答

應答元件是能與某一(類)特異蛋白因子結合而控制基因特異表達的DNA上游序列hsf作為熱激應答元件,在超過最適溫度范圍的環(huán)境中,與特異轉(zhuǎn)錄因子作用,誘導hsp基因家族轉(zhuǎn)錄,以輔助蛋白質(zhì)的正確折疊,包裝,錯誤產(chǎn)物的降解HSP是作為分子伴侶參與靶蛋白活性和功能的調(diào)節(jié),而不是靶蛋白的組成部分.

主要HSP家族及功能Hsp90家族Hsp70家族 小分子Hsp 泛素調(diào)節(jié)激酶磷酸化活表達性特異基因 參與蛋白質(zhì)代謝多聚蛋白復合物組裝 變性蛋白質(zhì)降解7.4.4金屬硫蛋白基因的多重調(diào)控金屬硫蛋白基因MT的5’端的調(diào)控區(qū)含多種調(diào)控元件,如TATA,GC區(qū),兩類似增強子序列,同時受多種轉(zhuǎn)錄因子的影響平時具有基因本底水平的表達,其表達產(chǎn)物是細胞內(nèi)多余重金屬離子的螯和蛋白誘導水平的表達MT基因5’上游-40~-160bp含有4個MRE序列,-240~-260bp的GRE是固醇類激素受體結合位點,這些在重金屬離子,糖皮質(zhì)激素的誘導下能引發(fā)MT基因的大量表達.轉(zhuǎn)錄調(diào)控舉例組成型轉(zhuǎn)錄因子:SP1廣泛存在，含3個鋅指結構域、2個富谷氨酸的轉(zhuǎn)移激活結構域，結合位點在許多看家基因的啟動子處，結合到含GC的一致序列GGGCGG激素調(diào)節(jié)：淄類激素受體激素可激活許多轉(zhuǎn)錄因子.在缺乏淄類激素時,其受體在細胞質(zhì)內(nèi)與抑制物結合,激素結合到受體上并從抑制物上釋放受體,這使受體二聚體化并轉(zhuǎn)移到核中,淄類激素受體的DNA結合結構域與特異性結合序列或應答元件作用,增強靶基因的活性.雌激素,糖皮質(zhì)激素磷酸化調(diào)節(jié):STAT蛋白細胞表面受體在信號轉(zhuǎn)導過程中有多次蛋白質(zhì)磷酸化。干擾素激活JAK酶活性,此酶使STAT1磷酸化并同型二聚體化,轉(zhuǎn)移到核中激活靶基因.轉(zhuǎn)錄延長:HIVTat是HIV編碼的一激活因子蛋白,為大量HIV基因表達所必須.其結合區(qū)TAR位于HIV中RNA的5’UTR,此區(qū)剛好在轉(zhuǎn)錄起點之后,缺乏Tat時RNAPolⅡ轉(zhuǎn)錄復合物作用較差,Tat-TAR激活位于啟動子處的轉(zhuǎn)錄其始復合物中的TFⅡF,使RNAPolⅡ羰基端結構域磷酸化,導致聚合酶可通讀HIV的轉(zhuǎn)錄單位.胚胎發(fā)育:同源二聚體蛋白同源盒編碼一個DNA結合結構域,即稱為同源結構域的HTH的DNA結合蛋白.最初發(fā)現(xiàn)于果蠅同源基因編碼的轉(zhuǎn)錄因子,與身體各部分的正常發(fā)育相關,如同源基因Antennapedia的突變使得果蠅的觸角發(fā)育成腿.Examples: (1)TFIIIA,theRNAPolIIItranscriptionfactor,withC2H2zincfingerrepeated9times. (2)SP1,with3copiesofC2H2zincfinger. Usually,threeormoreC2H2zincfingersarerequiredforDNAbindingLeucinezip和HLH與DNA結合方式TheNterminaldomainofeachhelixformasymmetricalstructureinwhicheachbasicdomainliesalongtheDNAinoppositedirectionsinteractingwithsymmetricalDNArecognitionsitesothatproteinineffectformaclamparoundDNAGeneregulatoryproteinsthatcontainaleucinezippermotifcanformeitherhomodimers（同源二聚體）,inwhichthetwomonomers（單體）areidentical,orheterodimers,inwhichthemonomersaredifferent7.5其他水平的表達調(diào)控mRNA的成熟翻譯水平的調(diào)控蛋白質(zhì)的加工

7.5.1.RNA(mRNA)的加工成熟1.rDNA產(chǎn)物為45s前體rRNA,在核仁內(nèi)經(jīng)核糖甲基化(原核rRNA為堿基甲基化),經(jīng)核酸酶降解為18s,28s,5.8srRNA2.tRNA在質(zhì)內(nèi)經(jīng)核苷修飾,剪接加工而成熟3.hnRNA的加工:5’端加甲基化鳥苷m7G帽,3’端加polyA尾,核苷酸甲基化修飾,內(nèi)含子切除primarytranscriptmatureRNA.

NucleusorNucleolusCytoplasmRNAprocessingRemovalofnucleotidesadditionofnucleotidestothe5’-or3’-endsmodificationofcertainnucleotides5’端帽與3’端尾的作用5’的m7G帽:增加mRNA分子穩(wěn)定性增加蛋白質(zhì)合成速率有利于hnRNA的剪接3’端的polyA尾:增加mRNA分子穩(wěn)定性增加mRNA翻譯效率有利于mRNA的出核7.5.1.3內(nèi)含子的切除與mRNA的剪接方式作為復雜轉(zhuǎn)錄單位的hnRNA的可變剪接可產(chǎn)生不同的基因產(chǎn)物.SR磷蛋白家族因子參與剪接體的形成;不同蛋白因子與RNA的相互作用可影響RNA的剪接;外顯子下游的5’剪接點可限度其上游內(nèi)含子3’端的剪接;snRNA參與了兩分子RNA間的反式剪接前體mRNA與snRNP構成剪接體RNA的編輯:轉(zhuǎn)錄后mRNA上的基因插入,缺失,核苷酸的替換C→U,可改變(擴大)來自DNA的信息,是一種適應性保護措施成熟mRNA分子模型7.5.2翻譯水平調(diào)節(jié)mRNA分子結構,信號序列,與可溶性蛋白因子及核糖體見的相互作用影響起始復合物的形成,以調(diào)節(jié)翻譯效率mRNA的穩(wěn)定性與基因調(diào)控mRNA分子中的5’端的GpppG帽,3’端的polyA尾,都有利于其分子穩(wěn)定;mRNP中的蛋白質(zhì)可保護其免受核酸酶的降解.通過mRNA的壽命影響其分子的時效性,從而影響蛋白質(zhì)的產(chǎn)量IF,mRNA結構與翻譯翻譯起始因子IF的調(diào)節(jié):可逆磷酸化eIF-4磷酸化激活蛋白質(zhì)合成eIF-2磷酸化阻礙翻譯mRNA結構與翻譯控制5’-UTR1.5’的m7G帽增強翻譯2.起始AUG上游的其他AUG抑制下游ORF翻譯3.起始AUG旁側(cè)序列影響翻譯速率3’-UTR1.polyA增加mRNA穩(wěn)定性2.3’-UTR的UA導致mRNA不穩(wěn)定7.5.3.翻譯后的調(diào)控主要是蛋白質(zhì)的加工修飾,折疊包裝和轉(zhuǎn)運1.氨基酸側(cè)鏈的共價修飾:乙?；?磷酸化,糖基化(N-,O-)2.蛋白質(zhì)前體的切割與成熟:preprotein-protein如胰島素的成熟3.蛋白質(zhì)的分泌與定位:信號肽作為蛋白質(zhì)定位的短肽序列,指導蛋白質(zhì)運輸?shù)教囟▍^(qū)域,而后被特異的信號肽酶切除.復習參考題名詞解釋斷裂基因內(nèi)含子外顯子啟動子增強子順式作用元件反式作用因子選擇性剪接基因家族hnRNAsnRNA問答1.真核基因調(diào)控特點2.順式作用元件包括哪些3.mRNA的加工成熟過程THANKS真核細胞結構DNA雙螺旋--7--核小體串珠--6--螺線管--40--超螺線管--5--染色單體，分別構成染色質(zhì)的四級結構，共壓縮了8400倍。DNA結構YAsite內(nèi)含子剪接酶類型定位作用的基因?qū)?鵝膏蕈堿敏感度RNAPolI核仁大多數(shù)rRNA基因不敏感RNAPolⅡ核質(zhì)蛋白質(zhì)編碼基因和某些snRNA基因非常敏感RNAPolⅢ核質(zhì)tRNAs,5srRNA,U6snRNA部分smallRNAs中度敏感三種真核RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄因子Thehelix-t