第4節(jié)基因表達(dá)調(diào)控與癌基因

1、第4節(jié)基因表達(dá)調(diào)控與癌基因基因的表達(dá)調(diào)控包括基因水平的調(diào)控轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物加工的調(diào)控mRNA從細(xì)胞核向胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)過程的調(diào)控翻譯水平的調(diào)控以及翻譯后的加工等 基因表達(dá)的調(diào)控方式 阻遏負(fù)調(diào)控:調(diào)控蛋白+DNA序列 基因的表達(dá) (相應(yīng)蛋白質(zhì)降低) 促進(jìn)正調(diào)控:調(diào)控蛋白+DNA序列 基因的表達(dá) (相應(yīng)蛋白質(zhì)增加)一 原核生物基因表達(dá)的調(diào)控方式特點(diǎn)調(diào)控機(jī)制 -操縱子正調(diào)控負(fù)調(diào)控轉(zhuǎn)錄翻譯偶聯(lián)快速乳糖操縱子 -負(fù)、正調(diào)控 轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控 色氨酸操縱子-負(fù)調(diào)控 轉(zhuǎn)錄終止的調(diào)控 一個操縱子 =編碼序列（2-6） +啟動序列+操縱序列+(其他調(diào)節(jié)序列) 操縱子：原核生物中幾個功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因成簇串聯(lián)排列組成

2、的一個基因表達(dá)的協(xié)同單位啟動子操縱序列多個結(jié)構(gòu)基因終止子53 調(diào)控區(qū) 結(jié)合RNA聚合酶和調(diào)節(jié)蛋白編碼功能相關(guān)的蛋白質(zhì)介導(dǎo)轉(zhuǎn)錄終止轉(zhuǎn)錄出多順反子mRNA，翻譯后得到多種蛋白質(zhì)操縱子的基本結(jié)構(gòu)啟動子P操縱序列O終止子53CAP結(jié)合位點(diǎn)三個結(jié)構(gòu)基因ZYA半乳糖苷酶 乳糖通透酶乙酰化酶 乳糖操縱子轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制 （一）乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)5P I P操縱序列O終止子3CAP結(jié)合位點(diǎn)ZYA阻遏蛋白I別乳糖（或IPTG）乳糖mRNA轉(zhuǎn)變5P I P操縱序列O終止子3CAP結(jié)合位點(diǎn)ZYA阻遏蛋白I （二）阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)1.阻遏2.去阻遏啟動子P操縱序列O終止子ZYAcAMPCAPcAMP CAPRNA聚合酶C

3、AP結(jié)合位點(diǎn)mRNA532. 高葡萄糖濃度5啟動子P操縱序列O終止子3CAP結(jié)合位點(diǎn)ZYAcAMP1. 低葡萄糖濃度（三）CAP-cAMP的正性調(diào)節(jié)二 真核生物基因表達(dá)的調(diào)控（一） 轉(zhuǎn)錄前基因水平的調(diào)控（二） 轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控（三） 轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控（四） 翻譯水平的調(diào)控（五） 翻譯后蛋白質(zhì)的加工（一） 轉(zhuǎn)錄前基因水平的調(diào)控1 對核酸酶敏感，活化基因區(qū)易被DNase I降解 2 DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化 3 DNA堿基修飾呈低甲基化狀態(tài) 4 組蛋白的變化 （二）轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控啟動子沉默子增強(qiáng)子a. 啟動子：RNA聚合酶和基本轉(zhuǎn)錄因子識別和結(jié)合的部位， 它們在啟動子上組裝成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物b. 增強(qiáng)子

4、：長度為100-200bp的含有特異的重復(fù)的DNA短片 段，是一些特異的轉(zhuǎn)錄活化因子結(jié)合部位，可 增強(qiáng)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄活性。c. 沉默子：為負(fù)性調(diào)控元件。特異的蛋白質(zhì)因子與沉默子 結(jié)合后可抑制基因轉(zhuǎn)錄起始。順式作用元件: DNA上的一段特定序列，可以和 轉(zhuǎn)錄因子特異性結(jié)合。2. 反式作用因子： 與順式作用元件特異結(jié)合的蛋白質(zhì)，可調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄活性 轉(zhuǎn)錄因子 啟動子結(jié)構(gòu)基因增強(qiáng)子沉默子轉(zhuǎn)錄因子 RNA聚合酶IImRNA三. 癌基因與抑癌基因 （一）癌基因的發(fā)現(xiàn)與分類癌基因：是一類普遍存在于正常細(xì)胞內(nèi)調(diào)控細(xì)胞增殖和分化的重要基因 當(dāng)它受到物理、化學(xué)或病毒等因素的作用，被“活化”而失去正常功能時才會導(dǎo)致

5、正常細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化原癌基因：在正常細(xì)胞中以非激活形式存在的 癌基因癌基因產(chǎn)物在細(xì)胞內(nèi)的定位sis胞漿功能PDGFerb-B質(zhì)膜EGF受體ras胞漿具有G蛋白功能fos jun細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄因子部分癌基因的定位與功能（二）原癌基因的激活1. 基因突變：各種理化因素造成的DNA損傷與突變2. 基因重排：基因易位3. 基因擴(kuò)增：4. 基因插入： （三）抑癌基因1. 視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤（Rb）基因Rb基因P105Rb蛋白去磷酸化形式磷酸化形式促進(jìn)細(xì)胞分裂抑制細(xì)胞分裂2. P53基因P53基因P53蛋白分子量為53Kd調(diào)節(jié)細(xì)胞周期抑癌基因染色體定位RB113q1相關(guān)腫瘤視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤，肺癌等p5317p肺癌，肝

6、癌等BRCA117q21乳腺癌p169q21黑色素瘤部分抑癌基因第五節(jié) 基因重組、基因診斷與基因治療 一、重組DNA（基因工程） 在體外按照一定的目的和方案對DNA分子進(jìn)行人工操作，將同一來源或異源的基因進(jìn)行重組，然后把他們引入適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞中，隨著細(xì)胞的繁殖，DNA重組體得到擴(kuò)增，并同時得到表達(dá) （一）重組DNA常用的工具酶1. 限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶專一性來 源BamH IHind IIIEcoR I5GGATTC 35GAATTC 35AAGCTT 33CCTAGG 55CTTAAG 35TTCGAA 3液化芽孢桿菌大腸桿菌Ry13流感嗜血桿菌Rd分子克?。簩我换蛞脒m當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞

7、 基因組DNA中，使其進(jìn)行復(fù)制， 從而重組DNA的大量拷貝。基因基因組DNA復(fù)制重組DNA（二）重組DNA中常用的載體1. 質(zhì)粒：細(xì)菌染色體外能自主復(fù)制的小分子 DNA，多為環(huán)狀雙鏈結(jié)構(gòu)克隆載體：能攜帶外源基因進(jìn)入受體細(xì)胞， 并能在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制和表達(dá)的DNA分子自主復(fù)制2. 噬菌體DNA：可在細(xì)菌內(nèi)復(fù)制3. 病毒：可在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制4. 酵母人工染色體載體：為酵母基因和質(zhì)粒pBR322人工拼接的載體，可在大腸桿菌中復(fù)制.2. DNA連接酶:3. 逆轉(zhuǎn)錄酶:4. 其它酶類:mRNAcDNA逆轉(zhuǎn)錄酶（三）基因工程的基本過程目的基因的制備載體DNA的選擇與制備目的基因與載體DNA的體外重組重組DN

8、A分子導(dǎo)入受體細(xì)胞篩選及鑒定含重組分子的受體細(xì)胞擴(kuò)增重組分子以表達(dá)目的基因目的基因擴(kuò)增與表達(dá)目的基因質(zhì)粒載體positiveGAPDH陽性對照500bp1 2 M 電泳圖： 1：SHEE細(xì)胞 2：SHEEC細(xì)胞 3：DNA ladderpGEM-T easy載體圖 重組質(zhì)粒的酶切鑒定圖1,3,5,7：重組質(zhì)粒；2,4,6,8：EcoR I酶切后的重組質(zhì)粒；M1：DNA/EcoR I + Hind III markers ；M2：DNA ladder 2027bp5148bp500bpM1 1 2 3 4 5 6 7 8 M2（四）基因工程的意義1. 制藥2. 農(nóng)業(yè)基因工程3. 植物基因工程4.

9、 基因治療5. 其它二、基因診斷 基因診斷： 用分子生物學(xué)的技術(shù)對遺傳病腫瘤以及傳染性疾病等在基因水平上進(jìn)行病原學(xué)以及細(xì)胞遺傳基因的檢測和分析（一）限制性片段長度分析依據(jù)：限制性內(nèi)切酶能識別DNA上特定堿基序列。當(dāng)基因發(fā)生突變時，可能會改變內(nèi) 切酶的識別位點(diǎn)。因而，用適當(dāng)?shù)南拗菩詢?nèi)切酶水解DNA時，所得到的片段長度會發(fā)生改變 應(yīng)用：遺傳病、腫瘤等疾病的診斷應(yīng)用：遺傳病、腫瘤等疾病的診斷正常病變SNP診斷疾病示意圖（二）分子雜交技術(shù)依據(jù)：核酸的變性和復(fù)性應(yīng)用：遺傳病、腫瘤和傳染性疾病的診斷探針探針DNA應(yīng)用：遺傳病、腫瘤和傳染性疾病的診斷正常病變分子雜交診斷疾病示意圖（三）聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)依據(jù)：可對特定基因進(jìn)行體外擴(kuò)增。應(yīng)用：遺傳病的診斷、腫瘤和傳染性疾病 的檢測等。原理：（三）聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)依據(jù)