真核生物的基因表達(dá)調(diào)控.ppt

真核生物的基因表達(dá)調(diào)控 真核生物與原核生物在調(diào)控機(jī)制上的主要差異 調(diào)控的原因 原核生物基因表達(dá)調(diào)節(jié)的目的是為了更有效和更經(jīng)濟(jì)地對(duì)環(huán)境的變化做出反應(yīng) 而多細(xì)胞真核生物基因表達(dá)調(diào)節(jié)的主要目的是細(xì)胞分化 它需要在不同的生長(zhǎng)時(shí)期和不同的發(fā)育階段具有不同的基因表達(dá)樣式 調(diào)控的層次 原核生物基因表達(dá)調(diào)控主要集中在轉(zhuǎn)錄水平 但真核生物基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)與其在轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)節(jié)各占 半壁江山 而某些調(diào)控層次是真核生物特有的 比如染色質(zhì)水平 RNA后加工水平和mRNA運(yùn)輸?shù)?調(diào)控的手段 原核生物絕大多數(shù)的基因組織成操縱子 但真核生物一般無操縱子結(jié)構(gòu) 在染色質(zhì)水平上的基因調(diào)控 原核生物的DNA絕大多數(shù)處于完全暴露和可接近的狀態(tài) 而真核生物DNA大部分被遮擋并組織成染色質(zhì) 因此 原核生物DNA轉(zhuǎn)錄的 默認(rèn)狀態(tài) 是開放 其調(diào)控機(jī)制主要是通過阻遏蛋白進(jìn)行的負(fù)調(diào)控 而真核生物DNA轉(zhuǎn)錄的 默認(rèn)狀態(tài) 是關(guān)閉 其調(diào)控機(jī)制主要是通過激活蛋白進(jìn)行的正調(diào)控 染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)是一種動(dòng)態(tài)可變的結(jié)構(gòu) 其結(jié)構(gòu)的變化能直接影響到基因的表達(dá) 已有眾多證據(jù)表明 一個(gè)基因在表達(dá)前后 其所在位置的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生重塑或重建 由于染色質(zhì)的組成單位是核小體 因此 染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變是從核小體的變化開始的 而核小體的變化是從組蛋白的共價(jià)修飾和去修飾開始的 組蛋白能夠經(jīng)歷的共價(jià)修飾包括乙?；?甲基化 磷酸化 泛?；虯DP 核糖基化等 其中乙?；瘜?duì)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響最大 組蛋白的乙?；揎椫辽倬哂腥齻€(gè)功能 1 中和Lys殘基上的正電荷而減弱組蛋白與DNA的親和力 2 招募其它刺激轉(zhuǎn)錄的激活蛋白和輔激活蛋白 3 啟動(dòng)染色質(zhì)重塑 以上三個(gè)方面均有利于基因轉(zhuǎn)錄的發(fā)生 組蛋白乙酰化或去乙?；c染色質(zhì)轉(zhuǎn)錄活性的關(guān)系 組蛋白乙?；c染色質(zhì)重塑的關(guān)系 組蛋白的修飾與染色質(zhì)構(gòu)象變化的關(guān)系 在DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控 DNA擴(kuò)增DNA重排DNA甲基化基因丟失DNA印記啟動(dòng)子的選擇使用 DNA擴(kuò)增 是通過增加基因的拷貝數(shù)來提高基因表達(dá)效率的一種手段 使用這種手段來進(jìn)行調(diào)控的基因通常是細(xì)胞在較短的時(shí)間內(nèi)或在特定的發(fā)育階段大量需要的基因 當(dāng)其它調(diào)控手段已到達(dá)極限的時(shí)候 DNA擴(kuò)增就顯得尤為重要 實(shí)例 果蠅的絨毛膜基因 兩棲動(dòng)物的成熟卵細(xì)胞的rRNA基因 哺乳動(dòng)物細(xì)胞的DHFR基因 DNA重排 B淋巴細(xì)胞在成熟過程Ig基因經(jīng)歷的重排錐體蟲主要的表面抗原基因發(fā)生的重排釀酒酵母在交配類型轉(zhuǎn)換過程中發(fā)生的基因重排 抗體基因多樣性產(chǎn)生的分子機(jī)制 VJ和VDJ的重組連接連接的多樣性 重排過程中的連接是不精確的 這種 故意 的不精確連接可導(dǎo)致氨基酸的變化或缺失 從而影響到抗原結(jié)合位點(diǎn)的結(jié)構(gòu) 實(shí)際上它是抗體上出現(xiàn)高變區(qū)的原因插入的多樣性 TdT作用導(dǎo)致DJ連接或V DJ連接中隨機(jī)插入若干個(gè)核苷酸到V基因 D基因或J基因的末端體細(xì)胞超突變 主要發(fā)生在V基因選擇性剪接和選擇性加尾 抗體輕鏈基因的重排機(jī)制 胚性細(xì)胞內(nèi)輕鏈基因的結(jié)構(gòu) 抗體重鏈基因重排 轉(zhuǎn)錄 后加工和翻譯 D基因和J基因連接的多樣性 錐體蟲主要表面抗原基因的重排 錐體蟲是由一種叫采采蠅的吸血蠅傳播的血液寄生性原生動(dòng)物 它是非洲昏睡病的病原體 在應(yīng)付宿主細(xì)胞的免疫系統(tǒng)方面 錐體蟲可謂是魔高一丈 它會(huì)不斷而有序地改變其表面抗原 以逃避免疫系統(tǒng)對(duì)它的攻擊 因此 一旦人被感染錐體蟲 患者極容易進(jìn)入慢性感染狀態(tài) 最后可能發(fā)展到嚴(yán)重的神經(jīng)損傷 昏迷或死亡 錐體蟲的表面抗原性質(zhì)與其可變的表面糖蛋白 VSG 由它形成一種保護(hù)性的外被 錐體蟲基因組約有1000拷貝的VSG基因 但并不是所有的VSG基因都能表達(dá) 只有處于表達(dá)偶聯(lián)位點(diǎn)的拷貝 ELC 才有可能被轉(zhuǎn)錄 其它位點(diǎn)上的VSG被稱為基本拷貝 BC 無轉(zhuǎn)錄活性 錐體蟲主要表面抗原基因的重排 釀酒酵母在交配類型轉(zhuǎn)換過程中發(fā)生的基因重排 DNA甲基化與基因表達(dá) DNA甲基化是一種復(fù)制后加工反應(yīng) 真核生物和原核生物的甲基化位點(diǎn)和甲基化的功能完全不同 真核生物DNA的甲基化位點(diǎn)主要是CpG二核苷酸 少數(shù)是CpNpG三核苷酸序列 之中的C 甲基供體為SAM 由DNA甲基化酶催化 C甲基化后成為5 甲基胞嘧啶 CpG序列在基因組中的分布并不均一 它們通常成簇存在 形成所謂的CpG島 每一個(gè)CpG島長(zhǎng)度在1kb 2kb左右 通常位于基因的啟動(dòng)子附近或內(nèi)部 并有可能延伸到基因的第一個(gè)外顯子 甲基化樣式與基因表達(dá)有關(guān) 活性基因的CpG島處于去甲基化狀態(tài) 非活性基因的CpG島處于甲基化狀態(tài) 管家基因的CpG島在所有的細(xì)胞都呈去甲基化狀態(tài) 而組織特異性基因的CpG島只是在表達(dá)它的細(xì)胞才處于去甲基化狀態(tài) DNA甲基化導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)錄活性喪失的三種可能機(jī)制 DNA印記 就許多真核生物的某些基因而言 在一個(gè)發(fā)育的個(gè)體之中 兩個(gè)等位基因中只有一個(gè)才表達(dá) 而哪一個(gè)被表達(dá)是由親代決定的 有的是來自父本的基因才能表達(dá) 如IGF 2基因 有的是來自母本的基因才表達(dá) 這種由親代決定的等位基因的選擇性表達(dá)的機(jī)制被稱為印記 印記的手段是甲基化 不表達(dá)的等位基因的CpG島上的C被甲基化 表達(dá)的等位基因的CpG島上的C沒有被甲基化 在配子形成時(shí)期 許多基因就開始以性別特異性的方式進(jìn)行甲基化反應(yīng) 性別特異性的甲基化導(dǎo)致胚胎內(nèi)來自不同親本的等位基因的區(qū)別表達(dá) 盡管在胚胎發(fā)育的早期 其胚性細(xì)胞內(nèi)的甲基化樣式重新設(shè)定 需要經(jīng)歷一波又一波的去甲基化和新甲基化反應(yīng) 但這并不影響到印記基因的甲基化 在個(gè)體發(fā)育的整個(gè)階段 由于組織特異性甲基化酶的作用 不同類型的細(xì)胞其甲基化樣式會(huì)發(fā)生改變 但被印記的基因始終得到維持 這要?dú)w功于細(xì)胞內(nèi)一種維持甲基化酶的作用 DNA甲基化與印記 多個(gè)啟動(dòng)子的選擇性使用 某些真核生物的基因不止一個(gè)啟動(dòng)子 例如 抗肌營(yíng)養(yǎng)不良蛋白有8個(gè)啟動(dòng)子 通過使用不同的啟動(dòng)子可轉(zhuǎn)錄出不同長(zhǎng)度的mRNA 它們經(jīng)過翻譯可產(chǎn)生不同性質(zhì)或功能的蛋白質(zhì)產(chǎn)物 人谷胱甘肽還原酶的基因具有兩個(gè)啟動(dòng)子 這兩個(gè)啟動(dòng)子分別指導(dǎo)定位于細(xì)胞質(zhì)和線粒體的谷胱甘肽還原酶的合成 指導(dǎo)線粒體谷胱甘肽還原酶的啟動(dòng)子在指導(dǎo)細(xì)胞質(zhì)谷胱甘肽還原酶啟動(dòng)子的上游 顯然 上游啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄出來的mRNA要比下游啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄出來的mRNA要長(zhǎng) 分析它們的核苷酸序列以后發(fā)現(xiàn) 長(zhǎng)mRNA的起始密碼子位置前移 因而會(huì)多翻譯一段指導(dǎo)進(jìn)入線粒體的信號(hào)肽序列 在轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控 真核生物的蛋白質(zhì)基因的轉(zhuǎn)錄除了啟動(dòng)子 RNA聚合酶II和基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子以外 還需要其它順式作用元件和反式作用因子的參與 參與基因表達(dá)調(diào)控的主要順式作用元件有 增強(qiáng)子 沉默子 絕緣子和各種反應(yīng)元件 參與基因表達(dá)調(diào)控的反式作用因子也稱為轉(zhuǎn)錄因子 它們包括激活蛋白 輔激活蛋白 阻遏蛋白和輔阻遏蛋白 激活蛋白與增強(qiáng)子結(jié)合激活基因的表達(dá) 而阻遏蛋白與沉默子結(jié)合 抑制基因的表達(dá) 某些轉(zhuǎn)錄因子既可以作為激活蛋白也可以作為阻遏蛋白其作用 究竟是起何種作用取決于被調(diào)節(jié)的基因 輔激活蛋白缺乏DNA結(jié)合位點(diǎn) 但它們能夠通過蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)的相互作用而行使功能 作用方式包括 招募其它轉(zhuǎn)錄因子和攜帶修飾酶 如激酶或乙?；D(zhuǎn)移酶 到轉(zhuǎn)錄復(fù)合物而刺激激活蛋白的活性 輔阻遏蛋白也缺乏DNA結(jié)合位點(diǎn) 但同樣通過蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)的相互作用而起作用 作用機(jī)理包括 掩蓋激活蛋白的激活位點(diǎn) 作為負(fù)別構(gòu)效應(yīng)物和攜帶去修飾酶去中和修飾酶 如磷酸酶或組蛋白去乙?；?的活性 真核生物在轉(zhuǎn)錄水平進(jìn)行基因表達(dá)調(diào)控的主要方式 激活蛋白激活基因表達(dá)的可能機(jī)制 絕緣子作用的分子模型 ICR絕緣子對(duì)小鼠Igf2和H19基因表達(dá)的控制 轉(zhuǎn)錄因子 轉(zhuǎn)錄因子是泛指除RNA聚合酶以外的一系列參與DNA轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)因子 分為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子 其中前者又稱為一般轉(zhuǎn)錄因子或普遍轉(zhuǎn)錄因子 專指從核心啟動(dòng)子開始進(jìn)行精確轉(zhuǎn)錄所必需的一組最低數(shù)量的蛋白質(zhì)的總稱 其它轉(zhuǎn)錄因子參與轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié) 激活或阻遏基因的轉(zhuǎn)錄 因此屬于調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子 并不是所有的轉(zhuǎn)錄因子都能夠與DNA結(jié)合 也不是所有的轉(zhuǎn)錄因子都是激活基因的轉(zhuǎn)錄 轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu) 絕大多數(shù)轉(zhuǎn)錄因子至少具有以下三種不同的結(jié)構(gòu)域的一種 1 DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域 直接與順式作用元件結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子都具有此結(jié)構(gòu)域 轉(zhuǎn)錄因子通常使用此結(jié)構(gòu)域之中的特殊 螺旋與順式作用元件內(nèi)的大溝接觸 通過螺旋上的特殊氨基酸殘基的側(cè)鏈基團(tuán)與大溝中的特殊堿基對(duì)之間的次級(jí)健 主要是氫鍵 相互識(shí)別而產(chǎn)生特異性 許多轉(zhuǎn)錄因子在此結(jié)構(gòu)域上富含堿性氨基酸 這可能有利于它和DNA骨架上帶負(fù)電荷的磷酸根發(fā)生作用 2 效應(yīng)器結(jié)構(gòu)域 這是轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄效率 激活或阻遏 產(chǎn)生效應(yīng)的結(jié)構(gòu)域 3 多聚化結(jié)構(gòu)域 此結(jié)構(gòu)域的存在使得轉(zhuǎn)錄因子之間能夠組裝成二聚體或多聚體 同源或異源 下面將集中介紹前兩種結(jié)構(gòu)域 特別是DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域 DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域 DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域一般會(huì)含有以下幾種結(jié)構(gòu)基序中的一種 1 螺旋 轉(zhuǎn)角 螺旋 2 鋅指結(jié)構(gòu) 3 堿性拉鏈 4 螺旋 環(huán) 螺旋 5 與小溝接觸的 支架因子 轉(zhuǎn)錄因子四種DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域 堿性拉鏈結(jié)構(gòu)域與DNA的結(jié)合 含有 螺旋 突環(huán) 螺旋結(jié)構(gòu)域的MyoD與DNA的結(jié)合 激活蛋白的效應(yīng)器結(jié)構(gòu)域 激活蛋白的效應(yīng)器結(jié)構(gòu)域即是激活基因轉(zhuǎn)錄的激活結(jié)構(gòu)域 轉(zhuǎn)錄因子上的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域只能讓轉(zhuǎn)錄因子與特定的順式作用元件結(jié)合 以 鎖定 被調(diào)節(jié)的目標(biāo)基因 激活基因表達(dá)的功能由轉(zhuǎn)錄因子上專門的激活結(jié)構(gòu)域承擔(dān) 已發(fā)現(xiàn)三種常見的激活結(jié)構(gòu)域 1 酸性結(jié)構(gòu)域 富含酸性氨基酸殘基 但常有1個(gè)疏水的氨基酸殘基鑲嵌在其中 2 富含Gln結(jié)構(gòu)域 3 富含Pro結(jié)構(gòu)域 阻遏蛋白與沉默子結(jié)合以后抑制基因表達(dá)的三種可能方式 轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控的實(shí)例 酵母細(xì)胞半乳糖代謝相關(guān)基因的表達(dá)調(diào)控?zé)嵝菘说鞍椎幕虮磉_(dá)調(diào)控激素誘導(dǎo)的基因表達(dá)調(diào)控金屬硫蛋白的基因表達(dá)調(diào)控生物發(fā)育過程中的組織特異性基因表達(dá) 酵母細(xì)胞半乳糖代謝相關(guān)基因的表達(dá)調(diào)控 酵母細(xì)胞內(nèi)參與利用半乳糖代謝的3個(gè)基因GAL1 半乳糖激酶基因 GAL7 半乳糖轉(zhuǎn)移酶基因 和GAL10 半乳糖差向異構(gòu)酶基因 受到半乳糖可得性的協(xié)同調(diào)節(jié) 這3個(gè)基因盡管相互靠得很近 但并不象原核生物那樣組成操縱子 在GAL1和GAL10之間有一段上游激活子序列 UAS 它為轉(zhuǎn)錄因子GAL4蛋白的結(jié)合位點(diǎn) 在沒有半乳糖時(shí) GAL4蛋白二聚體與GAL80蛋白組成的復(fù)合物與UAS結(jié)合 這時(shí)GAL80作為阻遏蛋白阻止GAL4激活GAL基因的轉(zhuǎn)錄 在有半乳糖 同時(shí)無葡萄糖 時(shí) 半乳糖的代謝物與GAL80上的結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合 改變了GAL80的構(gòu)象 并導(dǎo)致GAL4的磷酸化從而激活GAL4 GAL基因因此被誘導(dǎo)表達(dá) 酵母細(xì)胞半乳糖代謝相關(guān)基因的表達(dá)調(diào)控 熱休克蛋白的基因表達(dá)調(diào)控 與原核生物一樣 真核生物在溫度驟然升高或其它不良因素的刺激下 體內(nèi)熱激蛋白基因被誘導(dǎo)表達(dá)以幫助細(xì)胞度過難關(guān) 熱激蛋白的基因表達(dá)除了啟動(dòng)子以外還受到HSE和熱激因子 HSF 的控制 其中HSE位于熱休克基因的上游 其一致序列是GAANNTTCNNGAA HSF是與HSE結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子 就哺乳動(dòng)物而言 在正常的條件下 其細(xì)胞內(nèi)的HSF以單體的形式存在 缺乏結(jié)合DNA的活性 在細(xì)胞受熱或受其它不良因素的刺激下 HSF從單體變成三聚體后進(jìn)入細(xì)胞核 并與HSE結(jié)合 上調(diào)熱休克基因的表達(dá) 然而 HSF的三聚體化和與DNA結(jié)合還不足以誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄 因?yàn)樵诮湍讣?xì)胞內(nèi) HSF一直以三聚體的形式存在并始終與DNA結(jié)合 因此 HSF在與DNA結(jié)合以后還應(yīng)該有第二步激活步驟 已有實(shí)驗(yàn)證明 酵母和果蠅HSF的第二步激活由超氧陰離子負(fù)責(zé) 金屬硫蛋白的基因表達(dá)調(diào)控 金屬硫蛋白 MT 是一種富含Cys殘基的小分子蛋白 在細(xì)胞內(nèi)能夠與重金屬離子結(jié)合 以清除細(xì)胞內(nèi)過量的重金屬 從而保護(hù)細(xì)胞免受重金屬毒害 此外 還發(fā)現(xiàn)它參與細(xì)胞防護(hù)活性氧以及調(diào)節(jié)體內(nèi)鋅離子的穩(wěn)定 MT基因平常以較低的水平表達(dá) 但遇到過量的重金屬離子或在糖皮質(zhì)激素的作用下 可大量表達(dá) 重金屬離子可誘導(dǎo)MT的表達(dá)是因?yàn)镸T的上游存在MRE 但MRE需要金屬反應(yīng)性轉(zhuǎn)錄因子 1 MTF 1 的結(jié)合 酵母細(xì)胞與MTF 1相當(dāng)?shù)氖茿CE 1 該轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)依賴于銅的MT基因的表達(dá) ACE 1在N 端一半含有與MT相似的成簇的Cys殘基 銅與成簇的Cys殘基結(jié)合改變了ACE 1的構(gòu)象 ACE 1因此被激活而與MRE結(jié)合 從而上調(diào)MT基因的表達(dá) 至于其它生物內(nèi)的MTF 1如何被重金屬離子激活的機(jī)制尚不十分清楚 生物發(fā)育過程中的組織特異性基因表達(dá) 組織特異性基因表達(dá)與組織特異性轉(zhuǎn)錄因子和組織特異性順式作用元件 如組織特異性增強(qiáng)子 有關(guān) 其主要特征反映在以下幾個(gè)方面 1 組織特異性轉(zhuǎn)錄因子只在特定類型的細(xì)胞內(nèi)表達(dá) 通常呈時(shí)空特異性的表達(dá) 2 組織特異性的轉(zhuǎn)錄因子與組織特異性的順式作用元件 主要是組織特異性的增強(qiáng)子 結(jié)合 與普遍表達(dá)的基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子一起調(diào)節(jié)基因的表達(dá) 3 某些轉(zhuǎn)錄因子專門在細(xì)胞分化的早期階段表達(dá) 作用于受阻遏的染色質(zhì)上的啟動(dòng)子 并招募其它蛋白質(zhì) 促進(jìn)染色質(zhì)的重塑 以形成具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)結(jié)構(gòu) 4 轉(zhuǎn)錄激活通常還受到其它信號(hào)的調(diào)節(jié) 5 在整個(gè)個(gè)體發(fā)育階段 一種轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)往往受到另一種轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)節(jié) 不同的轉(zhuǎn)錄因子會(huì)構(gòu)成一種復(fù)雜的級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò) 肌肉形成的三個(gè)階段 轉(zhuǎn)錄因子MyoD Myf5 MRF4和肌肉生成素對(duì)肌肉細(xì)胞形成的影響 果蠅的發(fā)育 在受精卵形成以后 任何一種真核生物隨后的生長(zhǎng)和發(fā)育都將涉及到復(fù)雜而又精妙的基因表達(dá)調(diào)控 在發(fā)育的每一個(gè)階段 受控的基因表達(dá)程序是必要的 這種程序是高度可重復(fù)的 對(duì)每一個(gè)胚胎都是相同的所有的發(fā)育都開始于一個(gè)單一的受精卵 但必須意識(shí)到合子和卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)并不是均一的 一個(gè)卵細(xì)胞的內(nèi)部具有非常確定的mRNA和蛋白質(zhì)的分布 這種分布是在一個(gè)正在發(fā)育的卵母細(xì)胞受到它周圍的滋養(yǎng)細(xì)胞和卵泡細(xì)胞的作用下形成的 于是母系基因通過這些mRNA和蛋白質(zhì)對(duì)后面的發(fā)育進(jìn)程產(chǎn)生極為重要的影響 在果蠅的發(fā)育過程中 有三類基因控制或調(diào)節(jié)整個(gè)發(fā)育進(jìn)程 1 母系基因 這些基因編碼的是貯存在卵細(xì)胞內(nèi)的mRNA和蛋白質(zhì) 由它們決定正在發(fā)育的胚胎的前后軸和背腹軸的形成 2 分節(jié)基因 這些基因?yàn)楹献踊钚曰?在受精后被激活 它們決定體節(jié)的數(shù)目以及每個(gè)體節(jié)具有正確的極性 3 同源異形基因 這一類基因通過控制在體節(jié)內(nèi)發(fā)育的器官的性質(zhì)來決定每一體節(jié)的性質(zhì) 一個(gè)同源異形基因的突變通常表現(xiàn)在一個(gè)身體的器官出現(xiàn)在錯(cuò)誤的地方 果蠅不同發(fā)育階段的基因表達(dá) 果蠅的前后軸和背腹軸 分節(jié)基因?qū)w節(jié)形成的影響 果蠅的同源異形基因的對(duì)器官形成的影響以及小鼠同源異形基因的排列 果蠅的同源異形基因的排列 選擇性剪接 選擇性剪接也稱為可變剪接 它是指一種mRNA前體在剪接反應(yīng)中某些區(qū)段的序列可能被保留 也可能被排除 從而得到幾種不同成熟mRNA產(chǎn)物的過程 它是高等真核生物蛋白質(zhì)多樣性產(chǎn)生的重要來源 據(jù)估計(jì) 人類基因組中的基因至少有一半經(jīng)歷選擇性剪接 平均每個(gè)基因有3個(gè) 4個(gè)剪接變體 選擇性剪接可能是組成型的 也可能是受到調(diào)控的 前者是指一種mRNA的不同剪接方式發(fā)生在所有的組織細(xì)胞內(nèi) 而后者是指某種剪接方式的發(fā)生是有條件的 即具有組織特異性 發(fā)育階段的特異性或生理狀態(tài)的特異性 受到調(diào)控的選擇性剪接可產(chǎn)生組織特異性或發(fā)育階段特異性的不同蛋白質(zhì)的同工異體 選擇性剪接主要有四種方式 1 外顯子跳過 剪接反應(yīng)中跳過一個(gè)或幾個(gè)外顯子 從而導(dǎo)致成熟的mRNA上缺失相應(yīng)的外顯子 2 內(nèi)含子保留 一個(gè)或幾個(gè)內(nèi)含子被保留下來而出現(xiàn)在成熟的mRNA之中 3 可變的3 剪接位點(diǎn)的使用 3 剪接位點(diǎn)不止一個(gè) 使用不同的剪接位點(diǎn)產(chǎn)生不同的剪接產(chǎn)物 4 可變的5 剪接位點(diǎn)的使用 5 剪接位點(diǎn)不止一個(gè) 使用不同的剪接位點(diǎn)產(chǎn)生不同的剪接產(chǎn)物 選擇性剪接的四種方式 SV40病毒大T抗原和小t抗原的產(chǎn)生 原肌球蛋白mRNA前體的組織特異性選擇性剪接 降鈣素mRNA前體的組織特異性選擇性剪接 內(nèi)耳內(nèi)毛細(xì)胞內(nèi)鉀離子通道蛋白mRNA前體的選擇性剪接 果蠅性別決定過程中的選擇性剪接 選擇性加尾 很多真核生物基因的3 端含有2個(gè)或2個(gè)以上的加尾信號(hào) 使用不同的加尾信號(hào)將導(dǎo)致產(chǎn)生不同長(zhǎng)度或不同性質(zhì)的mRNA 同一種mRNA前體在加尾反應(yīng)中 對(duì)不同加尾信號(hào)的選擇而導(dǎo)致產(chǎn)生不一樣的成熟mRNA的現(xiàn)象被稱為選擇性加尾或選擇性多聚腺苷酸化 選擇性加尾可能會(huì)改變編碼區(qū)的長(zhǎng)度 也可能會(huì)保留或去除位于3 UTR內(nèi)影響mRNA穩(wěn)定性的特定信號(hào) 前一種情形是導(dǎo)致一個(gè)基因編碼不同的多肽產(chǎn)物的另外一種途徑 有時(shí)它與選擇性剪接組合使用可