真核生物基因表達(dá)調(diào)控-08

真核生物基因表達(dá)調(diào)控Outline真核基因表達(dá)特點(diǎn)DNA水平的調(diào)控轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控:--真核基因結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)錄活性--順式作用元件和反式作用因子---RNAi其他水平的調(diào)控:mRNA的加工、mRNA的翻譯、蛋白質(zhì)加工修飾〔自學(xué)〕重點(diǎn)原核生物真核生物

操縱元調(diào)控。

多樣化調(diào)控，更為復(fù)雜。

基因組小，大腸桿菌：總長4.6×106bp,編碼4288個(gè)基因,每個(gè)基因約1100bp。

基因組大，人類基因組全長3×109bp，編碼2-2.5萬個(gè)基因，其余為重復(fù)序列。

基因分布在同一染色體上，操縱元控制。

DNA與組蛋白結(jié)合成染色質(zhì)，染色質(zhì)的變化調(diào)控基因表達(dá)；基因分布在不同的染色體上，存在不同染色體間基因的調(diào)控問題。

適應(yīng)外界環(huán)境，操縱元調(diào)控表達(dá)。

基因差別表達(dá)是細(xì)胞分化和功能的核心。

轉(zhuǎn)錄和翻譯同時(shí)進(jìn)行，大部分為轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控。

轉(zhuǎn)錄和翻譯在時(shí)間和空間上均不同，從DNA到蛋白質(zhì)的各層次上都有調(diào)控，但多數(shù)為轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控真核生物與原核生物的基因組差異真核基因組的復(fù)雜性原核生物的基因組根本上是單倍體，而真核基因組是二倍體;細(xì)菌多數(shù)基因轉(zhuǎn)錄出多順反子(polycistron)的mRNA；真核生物那么是一個(gè)結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄生成一條mRNA，即mRNA是單順反子(monocistron)，根本上沒有操縱元的結(jié)構(gòu)原核基因組的大局部序列都為基因編碼，哺乳類基因組中僅約10%的序列為蛋白質(zhì)、rRNA、tRNA等編碼，其余約90%的序列功能至今還不清楚。原核生物的基因?yàn)榈鞍踪|(zhì)編碼的序列絕大多數(shù)是連續(xù)的，而真核生物為蛋白質(zhì)編碼的基因絕大多數(shù)是不連續(xù)的，即有外顯子(exon)和內(nèi)含子(intron)，轉(zhuǎn)錄后需經(jīng)剪接(splicing)去除內(nèi)含子，才能翻譯獲得完整的蛋白質(zhì)。原核基因組中除rRNA、tRNA基因有多個(gè)拷貝外，重復(fù)序列不多。哺乳動物基因組中那么存在大量重復(fù)序列(repetitivesequences)。

真核基因組的復(fù)雜性根據(jù)重復(fù)頻率分為：

高度重復(fù)序列〔106次〕

中度重復(fù)序列〔103～104次〕

單拷貝序列〔<10次〕二000年六月二十六日克林頓宣布人類基因組草圖繪制完成由31.65億bp組成含3~3.5萬基因與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的基因占2%人類基因組人類蛋白質(zhì)61%與果蠅同源43%與線蟲同源46%與酵母同源現(xiàn)在國際上制訂的人基因組研究方案(humangeneproject)完成，繪出人全部基因的染色體定位圖，測出人基因組109bp全部DNA序列后，要搞清楚人全部基因的功能及其相互關(guān)系，特別是要明了基因表達(dá)調(diào)控的全部規(guī)律，還需要經(jīng)歷很長期艱巨的研究過程。

真核基因組比原核基因組復(fù)雜得多，至今人類對真核基因組的認(rèn)識還很有限。人類基因組研究方案人類基因組研究成果說明基因數(shù)量少得驚人人類基因組中存在“熱點(diǎn)〞和大片“荒漠〞三分之一為“垃圾〞DNA種族歧視毫無根據(jù)男性基因突變比例更高后基因組時(shí)代序幕拉開

哈佛大學(xué)科學(xué)家麥克貝斯說，人類基因組圖譜并沒有告訴我們所有基因的“身份〞以及它們所編碼的蛋白質(zhì)。人體內(nèi)真正發(fā)揮作用的是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)扮演著構(gòu)筑生命大廈的“磚塊〞角色，其中可能藏著開發(fā)疾病診斷方法和新藥的“鑰匙〞。后基因組時(shí)代的中心法那么RNAprocessingGeneregulationDNArepairandrecombination基因組的保持基因組的表達(dá)真核生物基因表達(dá)調(diào)控特點(diǎn)

真核生物是多細(xì)胞體系其遺傳信息量遠(yuǎn)大于原核生物,且大局部用于編碼調(diào)控信息結(jié)構(gòu)上,DNA以核小體為單位構(gòu)建成復(fù)雜的染色質(zhì)和染色體,因而表達(dá)呈現(xiàn)出多線性多系統(tǒng)的調(diào)控體系.真核基因表達(dá)調(diào)控的特點(diǎn)真核基因的轉(zhuǎn)錄與染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化相關(guān)。DNA堿基修飾變化：真核DNA中的胞嘧啶約有5%被甲基化為5-甲基胞嘧啶，而活潑轉(zhuǎn)錄的DNA段落中胞嘧啶甲基化程度常較低。真核基因表達(dá)以正性調(diào)控為主真核基因表達(dá)調(diào)控的環(huán)節(jié)DNA水平:基因數(shù)量轉(zhuǎn)錄水平:順式作用元件與反式作用因子,轉(zhuǎn)錄因子染色體結(jié)構(gòu)的變化(轉(zhuǎn)錄前調(diào)控)DNA甲基化RNAi轉(zhuǎn)錄后水平:mRNA的加工成熟翻譯水平:起始復(fù)合物及mRNA穩(wěn)定性翻譯后水平:蛋白質(zhì)加工修飾核心環(huán)節(jié)染色質(zhì)喪失某些低等真核生物,在細(xì)胞分化過程中,有局部染色質(zhì)斷裂刪除和異染色質(zhì)喪失,之后才成為表達(dá)型基因.基因擴(kuò)增指某基因的拷貝大量增加.如非洲爪蟾卵母細(xì)胞rDNA的擴(kuò)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(gè)基因從遠(yuǎn)離啟動子處移到啟動子附近從而啟動轉(zhuǎn)錄稱基因重排.如:lg基因的成熟

DNA水平的調(diào)控:轉(zhuǎn)錄前調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄前調(diào)控——DNA水平基因擴(kuò)增基因失活基因重排巴氏小體(a)正常女人的細(xì)胞，在核膜附近存在巴氏小體(箭頭所指)；(b)正常男人的細(xì)胞，在核膜附近無巴氏小體〔MaryF.Lyon〕(1925~)①巴氏小體是一個(gè)失活的X染色體②在哺乳動物中，細(xì)胞中有一個(gè)X染色體在受精后的第16天失活。③兩條X染色體中哪一條失活是隨機(jī)的；④X染色體失活后，在細(xì)胞繼續(xù)分裂形成的克隆中，此條染色體都是失活的；⑤生殖細(xì)胞形成時(shí)失活的X染色體可得到恢復(fù)X染色體喪失性別鑒定性別預(yù)測雌性哺乳動物的一對X染色體一條常染色質(zhì)一條異染色質(zhì)〔巴氏小體〕白細(xì)胞核中的巴氏小體巴氏小體基因轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控

主要為轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控，以正性調(diào)節(jié)為主導(dǎo)染色體結(jié)構(gòu)的變化DNA甲基化順式作用元件與反式作用因子(轉(zhuǎn)錄因子)

non-histone，RNA

histone組蛋白

DNA一、染色質(zhì)的主要化學(xué)組成ThecomponentsofchromatinEuchromatin(常染色質(zhì))Heterochromatin(異染色質(zhì))二、染色質(zhì)的種類SpeciesofchromatinThedifferencesbetweenEuchromatin&Heterochromatin常染色質(zhì)異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)染色程度功能常染色質(zhì)異染色質(zhì)

松散

緊密

染色淺

染色深有轉(zhuǎn)錄活性無轉(zhuǎn)錄活性螺線管染色單體DNA鏈核小體染色質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)袢環(huán)超螺線管組蛋白八聚體H4DNA雙螺旋(146bp、1.75圈〕H3H4H3H2AH2AH2BH2BH4H3H3H4H2AH2AH2BH2B10nm連接DNA〔60bp〕核小體核小體的結(jié)構(gòu)H1H1核心核小體核心部連接部:DNA：146bp組蛋白八聚體DNA：60bp核小體的結(jié)構(gòu)

染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控真核基因組DNA絕大局部都在細(xì)胞核內(nèi)與組蛋白等結(jié)合成染色質(zhì)，染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)、染色質(zhì)中DNA和組蛋白的結(jié)構(gòu)狀態(tài)都影響轉(zhuǎn)錄染色質(zhì)中的基因轉(zhuǎn)錄前先要有一個(gè)被激活的過程異染色質(zhì)〔heterochromatin〕:是轉(zhuǎn)錄非活性的。常染色質(zhì)〔euchromatin〕存在轉(zhuǎn)錄活性區(qū)域轉(zhuǎn)錄活性區(qū)域?qū)怂崦该舾?，特別是轉(zhuǎn)錄基因的5’-側(cè)翼區(qū)1000nt以內(nèi)是高敏感位點(diǎn)(hypersensitivesites)。高敏感位點(diǎn)是調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的結(jié)合序列，高敏感區(qū)域核小體的相對缺少易于結(jié)合蛋白質(zhì)。轉(zhuǎn)錄活化染色質(zhì)染色質(zhì)重塑〔chromatinremodeling〕基因活化蛋白質(zhì)可以通過改變基因的啟動子和調(diào)節(jié)序列區(qū)域的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)來促進(jìn)轉(zhuǎn)錄開始。這種改變局部染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的過程被稱為染色質(zhì)重塑。最主要的兩種方式：組蛋白的共價(jià)修飾核小體重塑（nucleosomeremodeling）染色質(zhì)重塑①富含Lys組蛋白水平降低②H2A,H2B二聚體不穩(wěn)定性增加③組蛋白修飾④H3組蛋白巰基暴露染色質(zhì)重塑〔chromatinremodeling〕組蛋白乙?；?/p>

組蛋白乙酰化轉(zhuǎn)移酶〔histoneacetyltransferases,HATs〕，也稱組蛋白乙酰化酶〔histoneacetylase〕主要作用于核小體的核心組蛋白所富含的賴氨酸殘基，降低整個(gè)核小體對DNA的親和性。作用：使染色質(zhì)進(jìn)入轉(zhuǎn)錄活性狀態(tài)；還可能促進(jìn)或防止與其它轉(zhuǎn)錄或調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白的相互作用。逆轉(zhuǎn)：組蛋白脫乙酰化酶(histonedeacetylase)減少核小體的乙?；谷旧|(zhì)恢復(fù)轉(zhuǎn)錄非活性狀態(tài)。組蛋白乙?；?/p>

DNA甲基化與基因轉(zhuǎn)錄活性DNA甲基化能關(guān)閉某些基因的活性,去甲基化那么誘導(dǎo)基因活化與表達(dá)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(jī)理:DNA甲基化導(dǎo)致某些區(qū)域構(gòu)象變化,抑制了轉(zhuǎn)錄因子與啟動子的結(jié)合效率.甲基化CpG的密度與啟動子強(qiáng)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真核生物中甲基化僅發(fā)生于胞嘧啶。DNA的甲基化并沒有改變基因序列，但是它調(diào)控了基因的表達(dá)。哺乳動物中，CpG序列在基因組中出現(xiàn)的頻率僅有1%，遠(yuǎn)低于基因組中的其它雙核苷酸序列。通常，CpG島大約含有500多個(gè)堿基。在哺乳動物基因組中約有4萬個(gè)CpG島，CpG島通常位于基因的啟動子區(qū)或是第一個(gè)外顯子區(qū)。GeneralfeatureofDNAmethylation健康人基因組中，CpG島中的CpG位點(diǎn)通常是處于非甲基化狀態(tài)，而在CpG島外的CpG位點(diǎn)那么通常是甲基化的。這種甲基化的形式在細(xì)胞分裂的過程中能夠穩(wěn)定的保存。當(dāng)腫瘤發(fā)生時(shí)，抑癌基因CpG島以外的CpG序列非甲基化程度增加，而CpG島中的CpG那么呈高度甲基化狀態(tài)，以致于染色體螺旋程度增加及抑癌基因表達(dá)的喪失。GeneralfeatureofDNAmethylation表觀遺傳學(xué)(Epigenetics)表觀遺傳學(xué)：在基因組中除了DNA和RNA序列以外，還有許多調(diào)控基因的信息，它們雖然本身不改變基因的序列，但是可以通過基因修飾，蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)、DNA和其它分子的相互作用，而影響和調(diào)節(jié)遺傳的基因的功能和特性，并且通過細(xì)胞分裂和增殖周期影響遺傳。這就是表觀遺傳學(xué)〔epigenetics).X染色體劑量補(bǔ)償DNA甲基化組蛋白密碼〔組蛋白修飾〕基因組印記表觀遺傳學(xué)(Epigenetics)人類表觀基因組方案(HEP)

真核基因的轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄的根本條件轉(zhuǎn)錄模板(轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)+1---終止點(diǎn))啟動子(尤其是corepromoter)RNApolⅡ需與20多種蛋白因子結(jié)合形成轉(zhuǎn)錄復(fù)合物轉(zhuǎn)錄因子〔TFⅡ〕是RNApolⅡ根底轉(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(fù)雜的相互作用實(shí)現(xiàn)的。核心真核細(xì)胞基因調(diào)控區(qū)由啟動子和調(diào)節(jié)DNA序列組成對順式作用元件-反式作用因子相互作用的各種信號進(jìn)行解讀，并整合所獲信息來決定鄰近基因的開與關(guān)。真核細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄也受DNA轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)附近的DNA調(diào)控序列控制。有些基因的調(diào)控區(qū)域結(jié)構(gòu)簡單，可被一個(gè)單一信號啟動“開關(guān)〞。但更多的基因調(diào)控區(qū)域結(jié)構(gòu)復(fù)雜TATA盒

CAAT盒

GC盒

增強(qiáng)子

順式作用元件結(jié)構(gòu)基因-GCGC---CAAT---TATA轉(zhuǎn)錄起始真核生物啟動子保守序列近起始點(diǎn)的TATA盒/起始子是真核生物啟動子的核心序列真核細(xì)胞的啟動子:包括轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)〔transcriptioninitiationsite或transcriptionstartsite〕在內(nèi)的、有通用轉(zhuǎn)錄因子及RNA聚合酶組裝、結(jié)合的一段DNA序列。典型的啟動子核心序列〔coresequences〕是在轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游25~35bp處，有一保守的TATA序列，被稱為TATA盒〔TATAbox〕，真核細(xì)胞的TATA盒多為TATAAAA序列。TATA盒與原核細(xì)胞的啟動子一樣，對RNA聚合酶II的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)起定位作用。啟動子中的上游元件協(xié)助真核基因調(diào)節(jié)GC盒(GCbox)(GGGCGG)CAAT盒(CAATbox)(GCCAAT)啟動子上游元件〔promoter-proximalelements,或upstreampromoterelements〕：一些位于TATA盒上游的DNA序列。作用：調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合；調(diào)節(jié)通用轉(zhuǎn)錄因子與TATA盒的結(jié)合；RNA聚合酶與啟動子的結(jié)合，以及轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成，從而決定基因的轉(zhuǎn)錄效率與專一性。常見的序列是：exon1intron1exonnintronn上游下游轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)增強(qiáng)子沉默子啟動子TATA盒GC盒CAAT盒增強(qiáng)子真核細(xì)胞順式作用元件〔cis-actingelements〕包括啟動子〔promoter〕、其它調(diào)控元件及特定的遠(yuǎn)隔序列。遠(yuǎn)距離增強(qiáng)子促進(jìn)RNA聚合酶II的轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)子〔enhancer〕是能夠結(jié)合特異基因調(diào)節(jié)蛋白，促進(jìn)鄰近或遠(yuǎn)隔特定基因表達(dá)的DNA序列；在酵母中，被稱為上游活化序列〔upstreamactivatorsequences,UASs〕。增強(qiáng)子的作用通常與其所處的位置和方向無關(guān)。增強(qiáng)子距轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的距離變化很大，從100nt到50000nt，甚至更大。但總是作用于最近的啟動子。增強(qiáng)子所處位置在所調(diào)控基因的上游或下游，但主要位于上游。很多哺乳動物基因受一個(gè)以上的增強(qiáng)子調(diào)控。沉默子可抑制基因的轉(zhuǎn)錄負(fù)性調(diào)節(jié)元件——沉默子〔silencer〕有些DNA序列既可以作為正性，又可以作為負(fù)性調(diào)節(jié)元件發(fā)揮順式調(diào)節(jié)作用，這取決于細(xì)胞內(nèi)存在的轉(zhuǎn)錄因子的性質(zhì)。對基因轉(zhuǎn)錄起阻遏作用。轉(zhuǎn)錄因子是由不同的功能結(jié)構(gòu)域構(gòu)成的調(diào)節(jié)蛋白轉(zhuǎn)錄因子〔transcriptionfactors〕基因調(diào)節(jié)蛋白（generegulatoryproteins）反式作用因子（trans-actingfactors）轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子

(transcriptionregulationfactors)轉(zhuǎn)錄因子分類通用轉(zhuǎn)錄因子特異轉(zhuǎn)錄因子RNA聚合酶結(jié)合啟動子所必需的一組蛋白質(zhì)因子，為各類真核細(xì)胞所共有、通用，決定3種RNA轉(zhuǎn)錄的類別。通過結(jié)合它的調(diào)節(jié)序列直接、或間接活化或阻遏特異基因的轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄因子是由不同的功能結(jié)構(gòu)域構(gòu)成的調(diào)節(jié)蛋白大局部轉(zhuǎn)錄因子是活化基因轉(zhuǎn)錄，至少有兩個(gè)不同的功能結(jié)構(gòu)域：

DNA結(jié)合域（DNA-bindingdomain）激活域（activationdomain）轉(zhuǎn)錄因子的DNA結(jié)合域和活化域轉(zhuǎn)錄因子的DNA識別或結(jié)合域〔1〕螺旋-轉(zhuǎn)折-螺旋〔2〕鋅指結(jié)構(gòu)〔3〕堿性-亮氨酸拉鏈〔4〕螺旋-環(huán)-螺旋轉(zhuǎn)錄因子含有不同的DNA結(jié)合域螺旋-回折-螺旋是常見的DNA結(jié)合模體之一螺旋-回折-螺旋〔helix-turn-helix，HTH〕同源異型域〔homeodomain，HD〕識別螺旋DNA大溝DNA小溝螺旋1N－端DNA大溝螺旋3２.

鋅指結(jié)構(gòu)是一類含鋅的DNA結(jié)合蛋白質(zhì)模體C2H2型鋅指〔Zincfinger〕反向平行β片層DNA大溝α螺旋Zn2＋3.

亮氨酸拉鏈調(diào)節(jié)DNA結(jié)合與蛋白質(zhì)二聚體化LeuLeuLeuLeuLeuLeuLeuLeuDNA大溝DNA大溝亮氨酸拉鏈〔leucinezipper〕4.堿性螺旋-環(huán)-螺旋結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)DNA結(jié)合及蛋白質(zhì)二聚體化

堿性螺旋-環(huán)-螺旋〔basichelix-loop-helix，bHLH〕bHLH雙體DNA大溝螺旋螺旋環(huán)轉(zhuǎn)錄因子的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用區(qū)域亮氨酸拉鏈和bHLH的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使它們易于形成同〔源〕或異〔源〕二聚體。異〔源〕二聚體〔heterodimer〕的形成增加了結(jié)構(gòu)和功能的多樣性。轉(zhuǎn)錄因子的激活結(jié)構(gòu)域可與其它蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域之間的相互作用，真核細(xì)胞中較為常見的激活結(jié)構(gòu)域是3種：基因活化蛋白質(zhì)與增強(qiáng)子結(jié)合TATA盒TFIIDRNA聚合酶II通用轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄方向中介子活化蛋白活化蛋白增強(qiáng)子增強(qiáng)子DNATFIIA基因活化蛋白質(zhì)促進(jìn)RNA聚合酶與通用轉(zhuǎn)錄因子在轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的組裝改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)②基因阻遏蛋白與基因活化蛋白分別與DNA調(diào)節(jié)序列結(jié)合，但阻遏蛋白通過與活性蛋白的基因活化區(qū)域相互作用，使后者不能發(fā)揮活化作用；阻遏蛋白抑制轉(zhuǎn)錄可能的作用機(jī)制：①結(jié)合沉默子或與基因活化蛋白競爭同一DNA調(diào)節(jié)序列；⑤吸引組蛋白脫乙?；浮＂苎a(bǔ)給阻遏性染色質(zhì)重塑復(fù)合體〔repressivechromatinremodelingcomplexes〕；③直接作用于通用轉(zhuǎn)錄因子；可能的作用機(jī)制：真核生物與原核生物基因開關(guān)比較根本共同點(diǎn)：轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)節(jié)是關(guān)鍵點(diǎn)根本不同點(diǎn)：原核生物：啟動子在缺少轉(zhuǎn)錄因子情況下就具有天然活性真核生物：強(qiáng)力啟動子在缺少調(diào)節(jié)蛋白的情況下往往沒有活性

正性調(diào)節(jié)是主要形式。因此，在轉(zhuǎn)錄的根本狀態(tài)受到制約的情況下，使得每個(gè)真核細(xì)胞基因需要活化才能被轉(zhuǎn)錄；真核細(xì)胞有更大、更為復(fù)雜、種類更多的調(diào)節(jié)蛋白。不同點(diǎn)：轉(zhuǎn)錄依然是真核生物基因表達(dá)調(diào)控的主要環(huán)節(jié)。但真核基因轉(zhuǎn)錄發(fā)生在細(xì)胞核(線粒體基因的轉(zhuǎn)錄在線粒體內(nèi))，翻譯那么多在胞漿，兩個(gè)過程是分開的，因此其調(diào)控增加了更多的環(huán)節(jié)和復(fù)雜性，轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控占有了更多的分量。

真核細(xì)胞基因及其調(diào)控區(qū)域受到染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的限制，轉(zhuǎn)錄的活化與轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)域、轉(zhuǎn)錄區(qū)域內(nèi)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的諸多變化相關(guān)；---組蛋白能非特異性的阻遏轉(zhuǎn)錄.組蛋白為堿性易與帶負(fù)電的磷酸基結(jié)合,從而遮蔽了DNA分子.--組蛋白的乙酰化有助于基因轉(zhuǎn)錄--轉(zhuǎn)錄活潑區(qū)DNaseⅠ高敏位點(diǎn)的開放,有利于調(diào)控蛋白的結(jié)合而促進(jìn)轉(zhuǎn)錄--DNA甲基化能阻礙轉(zhuǎn)錄因子與DNA特定位點(diǎn)的結(jié)合,影響轉(zhuǎn)錄--染色質(zhì)的重塑是基因轉(zhuǎn)錄的必要前提轉(zhuǎn)錄后調(diào)控

PosttranscriptionalControls真核細(xì)胞mRNA5

端加帽和3

端多聚腺苷酸化修飾除組蛋白外，所有真核細(xì)胞mRNA都有5端的“帽〞和3端的poly(A)尾結(jié)構(gòu)。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mRNAprocessing選擇性剪接可以使同一基因產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)RNA編輯可以改變RNA分子信息的內(nèi)涵mRNA穩(wěn)定性的改變也可調(diào)控基因表達(dá)RNA干預(yù)可以使轉(zhuǎn)錄后的基因沉默mRNA的穩(wěn)定性與基因表達(dá)調(diào)控

mRNA5`前導(dǎo)序列對翻譯水平的影響翻譯起始因子的磷酸化可抑制或選擇性地加強(qiáng)蛋白質(zhì)的合成mRNA3`端的結(jié)構(gòu)對翻譯速率和mRNA壽命的影響真核生物mRNA翻譯起始的控制翻譯延伸過程對蛋白質(zhì)合成的影響微小的干擾RNA對mRNA翻譯的負(fù)控制蛋白質(zhì)的加工折疊轉(zhuǎn)運(yùn)的調(diào)控翻譯水平的基因表達(dá)調(diào)控小RNA分子近些年來，人類發(fā)現(xiàn)了許多不同種類的RNA分子，其中最為重要的是小RNA分子的發(fā)現(xiàn)。有些小RNA分子能直接調(diào)控某些基因的開關(guān)從而控制細(xì)胞的生長發(fā)育并決定細(xì)胞分化的組織類型小RNA分子本身又包含了假設(shè)干類RNA，根據(jù)小

RNA的生成、結(jié)構(gòu)和功能大約可分為以下三類：

miRNA〔microRNA)siRNA(shortinterferingRNA)其他小RNA小RNA分子MiRNASIRNA產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)RNA的固有組分(正常）RNAi的活性形式，病毒感染和人工插入dsRNA之后誘導(dǎo)產(chǎn)生（異常）來源內(nèi)源轉(zhuǎn)錄本轉(zhuǎn)基因或病毒ＲＮＡ（外源）結(jié)構(gòu)單鏈雙鏈，3‘端有2個(gè)非配對堿基，通常為UU與靶基因互補(bǔ)性不完全互補(bǔ),存在錯(cuò)配現(xiàn)象

完全互補(bǔ)miRNA與siRNA的區(qū)別：MiRNASIRNA對靶RNA特異性相對較低較高功能：在RNA代謝的各個(gè)層面進(jìn)行調(diào)控調(diào)節(jié)內(nèi)源基因的表達(dá)在蛋白質(zhì)合成水平發(fā)揮作用與mRNA的穩(wěn)定性無關(guān)降解靶mRNA抑制轉(zhuǎn)座子活性和病毒感染

在轉(zhuǎn)錄后水平發(fā)揮作用，影響mRNA的穩(wěn)定性miRNA與siRNA的區(qū)別：RNA干擾概念：RNAinterference〔RNAi〕與靶基因序列同源的小分子RNA所誘導(dǎo)一種序列特異性的轉(zhuǎn)錄后基因沉默現(xiàn)象。RNAi發(fā)現(xiàn)歷程：1990年，曾有科學(xué)家給矮牽?；ú迦胍环N催生紅色素的基因，希望能夠讓花朵更鮮艷。但意想不到的事發(fā)生了：矮牽?；ㄍ耆噬ò曜兂闪税咨?！?1995年

康奈爾大學(xué)Guo等在對線蟲C.elegans的研究中，應(yīng)用正義鏈RNA作為對照，研究par-1基因的表達(dá)，意外的發(fā)現(xiàn)，正義鏈RNA與反義鏈RNA同樣能夠抑制目的基因的表達(dá)。

1998年，AndrewFire等首次將正義鏈反義鏈RNA混合注入線蟲C.elegans中，觀察到更強(qiáng)的基因表達(dá)抑制。首次提出了RNAinterference的概念。Acontrol:notstainedB:wtC:wt+antisenseRNAD:wt+dsRNAMex-3mRNAdetectioninembryosbyinsituhybridization小RNA分子的研究歷程2000年，RNA的研究進(jìn)展被美國?科學(xué)?雜志評為重大科技突破2001年“RNA干擾〞作為當(dāng)年最重要的科學(xué)研究成果之一，再次入選“十大科技突破〞2002年12月20日，Science雜志將“SmallRNA&RNAi〞評為2002年度最耀眼的明星。同時(shí)，Nature雜志亦將SmallRNA評為年度重大科技成功之一。2003年，小核糖核酸的研究第四次入選“十大科技突破〞，排在第四位。RNA研究的突破性進(jìn)展，是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域近20年來，可與HGP〔人類基因組方案，網(wǎng)站注〕相提并論的最重大成果之一。2006NobelPrize

生理學(xué)〔醫(yī)學(xué)獎(jiǎng))“沉默〞是金RNA