最新11基因表達課件

11基因表達11基因表達1表型（Phenotype）與基因型（Genotype）表型（Phenotype）與2最新11基因表達課件3最新11基因表達課件4最新11基因表達課件5最新11基因表達課件6最新11基因表達課件7最新11基因表達課件8SDSSDS9二維聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)結(jié)合了等電聚焦技術(shù)（根據(jù)蛋白質(zhì)等電點進行分離）以及SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)（根據(jù)蛋白質(zhì)的大小進行分離）。2D2Dimensional二維聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)結(jié)合了等電聚焦技術(shù)（根據(jù)蛋白質(zhì)等電102D2D11ProteinsampleImageanalysisProteiningelProteinonmembraneProteininsolution2-DPAGEExcisionBlottingElutionPartialdegradationPeptidemixtureMassofproteinN-terminalsequenceMSEdmandegradationPeptidemassfingerprintPeptidesequenceMS/MSdataDatabasesearchingNovelorpreviouslystudiedproteinCharacterizationofpost-translocationmodificationsProteinsampleImageanalysisP12從50－200mg組織或細胞、體液中抽提蛋白質(zhì)↓Cy5和Cy3兩種不同顏色的熒光分子分別標記兩個樣品↓洗去多余的標記分子↓與芯片雜交孵育↓掃描分析結(jié)果抗體芯片技術(shù)從50－200mg組織或細胞、體液中抽提蛋白質(zhì)抗體芯片技術(shù)13抗體芯片Antibodychip微型化、集成化、高通量化抗體芯片微型化、集成化、高通量化14

同一個體的肌細胞和白細胞的基因型是否一致？同一個體的肌細胞和白細胞的基因型是否一致？15

基因表達調(diào)控Regulationofgeneexpression

不同發(fā)育階段、不同的微環(huán)境、不同的功能狀態(tài)下，選擇性、程序性地在特定細胞表達特定數(shù)量的特定基因?；虮磉_調(diào)控16一、原核基因表達調(diào)控

Regulationofprokaryoticgeneexpression

1961年，Jacob和Monod提出。

操縱子(operon)：由功能相關(guān)的一組結(jié)構(gòu)基因(structuralgenes)串聯(lián)在一起，包括上游的調(diào)控區(qū)共同構(gòu)成。

一、原核基因表達調(diào)控

Regulationofprok17調(diào)控區(qū)I：inhibitorygene→阻遏蛋白P:promotersequence→RNA聚合酶結(jié)合位點O:operatorsequence→阻遏蛋白結(jié)合位點結(jié)構(gòu)基因LacZ:β－galactosidase→β－半乳糖苷酶LacY:β－galactosidepermease→β－半乳糖苷透過酶LacA:thiogalactosidetranscetylase→硫代半乳糖苷轉(zhuǎn)乙?；?.乳糖操縱子調(diào)控區(qū)結(jié)構(gòu)基因1.乳糖操縱子18最新11基因表達課件19最新11基因表達課件20最新11基因表達課件21CAP：（catabolitegeneactivatorprotein）分解代謝物基因激活蛋白CRP：（cAMPreceptorprotein）

cAMP受體蛋白分子結(jié)構(gòu)含DNA結(jié)合區(qū)和cAMP結(jié)合位點CAP結(jié)合位點：位于啟動子上游TGTGA或TCACT

cAMP-CAP導(dǎo)致CAP構(gòu)像發(fā)生變化，可與DNA分子特定的CAP結(jié)合位點結(jié)合，激活基因轉(zhuǎn)錄。CAP：（catabolitegeneactivator22細胞內(nèi)葡萄糖濃度↑cAMP濃度↓細胞內(nèi)葡萄糖濃度↓cAMP濃度↑cAMP+CAP→復(fù)合物，結(jié)合于CAP結(jié)合位點，激活基因轉(zhuǎn)錄，增加酶產(chǎn)量。細胞內(nèi)葡萄糖濃度↑cAMP濃度↓23乳糖操縱子的作用機制乳糖操縱子的作用機制24

LacZ在基因工程中的應(yīng)用質(zhì)粒（plasmid）:細菌細胞內(nèi)一種自我復(fù)制的環(huán)狀雙鏈DNA分子，能穩(wěn)定地獨立存在于染色體外，并傳遞到子代，一般不整合到宿主染色體上?，F(xiàn)在常用的質(zhì)粒大多數(shù)是經(jīng)過改造或人工構(gòu)建的，常含抗生素抗性基因，是重組DNA技術(shù)中重要的工具。LacZ在基因工程中的應(yīng)用質(zhì)粒（plasmid）:25MulticloningsiteMulticloningsite26限制性內(nèi)切酶：

一種在特殊核甘酸序列處水解雙鏈DNA的內(nèi)切酶。

限制性內(nèi)切酶：27IPTG：異丙基硫代半乳糖苷，不參加代謝X-Gal：5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷IPTG：異丙基硫代半乳糖苷，不參加代謝28最新11基因表達課件29二、真核基因表達調(diào)控Regulationofeukaryoticgeneexpression

一個多水平的復(fù)雜過程。

1.轉(zhuǎn)錄前水平2.轉(zhuǎn)錄水平

3.轉(zhuǎn)錄后水平

4.翻譯水平

5.翻譯后水平二、真核基因表達調(diào)控30（一）真核細胞基因組的特點1.DNA量大：與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體，儲存于細胞核內(nèi)。

（一）真核細胞基因組的特點312.斷裂基因（splitgene）

外顯子(exon)：為蛋白質(zhì)氨基酸編碼的DNA序列。

內(nèi)含子(intron)：插入到編碼序列之間的非編碼序列。真核生物的細胞平均每個基因含8個內(nèi)含子。前體分子比成熟mRNA大4～10倍。

內(nèi)含子功能：(1)含調(diào)控序列，參與基因表達。(2)不同的剪接，產(chǎn)生不同的產(chǎn)物。2.斷裂基因（splitgene）32最新11基因表達課件333.重復(fù)序列

重復(fù)序列：在基因組中多次反復(fù)出現(xiàn)的DNA序列，按其出現(xiàn)的頻率可分為低度、中度(103-104)和高度(106)重復(fù)序列。出現(xiàn)原因：

(1)基因的多拷貝。(2)與染色質(zhì)的構(gòu)像、著絲點形成有關(guān)。

(3)參與表達調(diào)控，染色質(zhì)DNA的“區(qū)間性”。3.重復(fù)序列

重復(fù)序列：在基因組中多次反復(fù)出現(xiàn)的DNA序34最新11基因表達課件35最新11基因表達課件36微衛(wèi)星(microsatellite)：遍布于人類基因組的短小重復(fù)序列，每一重復(fù)序列為1bp~6bp，重復(fù)次數(shù)不超過60次，片段長度小于350bp。微衛(wèi)星(microsatellite)：37微衛(wèi)星不穩(wěn)定性的研究方法PCR變性PAGE銀染與正常組織相比較,若某一等位基因條帶消失或相對密度減少50%以上,記為雜合性缺失(lossofheterozygosity,LOH);若等位基因條帶增多和大小有改變則記為MI。微衛(wèi)星不穩(wěn)定性的研究方法PCR變性PAGE銀染與正常38

1234567ABCABCABCABCABCABCABC1239

4.不存在操縱子結(jié)構(gòu)4.不存在操縱子結(jié)構(gòu)40（二）轉(zhuǎn)錄前水平的表達調(diào)控

發(fā)生在基因組水平上的基因結(jié)構(gòu)的改變。

1.基因丟失

2.基因擴增3.基因重排

4.甲基化修飾

5.染色質(zhì)結(jié)構(gòu)（二）轉(zhuǎn)錄前水平的表達調(diào)控411.基因丟失

體細胞分化過程中，必須將某些基因永久性關(guān)閉。最簡單有效的方式－－－將這些基因丟失。

將要分化為生殖細胞的細胞則一直保留著整套基因組。1.基因丟失422.基因擴增

發(fā)育分化、環(huán)境條件的改變，對某些基因產(chǎn)物的需要量急劇增加－－增加該基因的拷貝數(shù)。

非洲爪蟾卵母細胞(200萬個)中rRNA基因(rDNA)的拷貝數(shù)為體細胞(500個)的4000倍。擴增→1012核糖體。無擴增→500年。多數(shù)人認為是基因反復(fù)復(fù)制的結(jié)果。2.基因擴增43Myc基因擴增形成均染區(qū)(黃色)的核型

Myc基因擴增形成均染區(qū)(黃色)的核型44不適當?shù)幕驍U增，可導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。不適當?shù)幕驍U增，可導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。45

基因組擴增:

肝細胞的基因組是通過多倍體擴增的。成人肝細胞4倍體占60％。

這些多倍體細胞的代謝極其活躍。多倍體可能有益于連續(xù)產(chǎn)生大量的蛋白質(zhì)和酶?；蚪M擴增:463.基因重排

某些基因片段改變原來存在的順序重新排列組合。

如：Ig由2條相同的輕鏈（λ或κ）和2條相同的重鏈（H）組成。3.基因重排47

人類分別由位于22、2和14號染色體的λ、κ和H基因編碼。

κ基因由可變區(qū)（V，200種）、連接區(qū)（J，4種）和不變區(qū)（C）3部分組成。

H區(qū)由高變區(qū)（V，200種）、可變區(qū)（D，10種）、連接區(qū)（J，4種）和不變區(qū)（C）組成。人類分別由位于22、2和14號染色體的λ、κ和H基因編48

細胞分化時，每個細胞中的κ基因發(fā)生重排，隨機取1個V、J、C基因連接形成1個完整的輕鏈基因，將其他的V、J基因切除。H基因同樣形成VDJ，其mRNA通過與不同的C基因拼接形成IgG、IgM、IgA、IgE和IgD。

κ基因重排產(chǎn)生200×4＝800種不同輕鏈

H基因重排產(chǎn)生200×10×4＝8000種VDJ

抗體：800×8000＝6400000細胞分化時，每個細胞中的κ基因發(fā)生重排，隨機取1個V、49最新11基因表達課件504.甲基化修飾

脊椎動物中，DNA上特定的CpG序列處C可發(fā)生甲基化修飾（5mC）。

mCpG占全部CpG的70％。

4.甲基化修飾51

DNA甲基化引起DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定性和染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，并影響DNA與蛋白質(zhì)的相互作用，抑制基因的轉(zhuǎn)錄。

DNA甲基化對轉(zhuǎn)錄的抑制主要決定于甲基化CpG的密度和啟動子強度兩個因素。

轉(zhuǎn)錄活躍的基因是低甲基化或不甲基化，而不表達基因則高度甲基化。

DNA甲基化引起DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定性和染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的52管家基因(house-keepinggene)：維持一般細胞正常功能所必須的,而且持續(xù)表達的基因。其轉(zhuǎn)錄起始區(qū)極少發(fā)生甲基化。

生殖細胞中，全部組織特異性的基因均不表達，且被甲基化。

（紅系細胞）低甲基化珠蛋白基因（不表達珠蛋白細胞）高甲基化管家基因(house-keepinggene)：維持一般細53甲基化修飾與腫瘤發(fā)生甲基化修飾與腫瘤發(fā)生54最新11基因表達課件555.染色質(zhì)結(jié)構(gòu)

DNA+HP+NHP+RNA=Chromosome5.染色質(zhì)結(jié)構(gòu)DNA+HP+NHP+RNA56

組蛋白(histoneprotein,HP):

含堿性氨基酸25％。與DNA有很高的親和力。細胞內(nèi)大量存在。（6×107個分子/細胞）進化上較保守。與核小體的穩(wěn)定和高級結(jié)構(gòu)的組裝有關(guān)。保護DNA免受損傷，維持基因組的穩(wěn)定性。抑制基因表達。

HP經(jīng)磷酸化、乙酰化或甲基化，可削弱其與DNA之結(jié)合力，有利于基因轉(zhuǎn)錄。組蛋白(histoneprotein,HP):57非組蛋白(non-histoneprotein,NHP)：

多為中性或酸性蛋白。種類較多，數(shù)量少。（＜10000個分子/細胞）分子量一般比組蛋白大。激素－受體復(fù)合體的接受位點。具種屬特異性和組織特異性，而且處于不同細胞周期和不同分化階段的NHP也有差異。非組蛋白(non-histoneprotein,NHP)58最新11基因表達課件59瓊脂糖電泳瓊脂糖電泳60表觀遺傳學(xué)的研究方法

DNA甲基化

甲基化敏感性內(nèi)切酶-PCR

基因組DNA

內(nèi)切酶（甲基化敏感性/非敏感性）酶切PCR

BothHpaⅡandMspⅠcleaveatCCGGsites.However,HpaⅡdoesnotcuttheDNAwhentheinternalCismethylated,andMspⅠdigeststheDNAregardlessofmethylationstatus.表觀遺傳學(xué)的研究方法

DNA甲基化61

甲基化特異性PCR

亞硫酸鹽修飾基因組DNA

甲基化特異性/非特異性引物

PCR

序列分析

Bisulfitetreatmentconvertsunmethylatedbutnotmethylatedcytosineintouracil.甲基化特異性PC62染色質(zhì)免疫沉淀技術(shù)(CHIP-PCR)可以檢測基因組特定區(qū)域染色質(zhì)中組蛋白的乙?；癄顟B(tài)染色質(zhì)免疫沉淀技術(shù)(CHIP-PCR)63染色質(zhì)免疫沉淀技術(shù)(CHIP-PCR)

1.用1％的甲醛將核小體與DNA輕微交聯(lián)。

2.分離染色質(zhì)，并用超聲儀處理切割到平均3個核小體長度。

3.用抗乙酰化N－末端組蛋白序列的特異抗體進行免疫沉淀。

4.逆轉(zhuǎn)交聯(lián)，抽提免疫沉淀染色質(zhì)中的DNA。

5.PCR擴增特定的DNA序列，從而檢測特定基因相關(guān)染色質(zhì)中組蛋白乙?；某潭?。染色質(zhì)免疫沉淀技術(shù)(CHIP-PCR)64（三）轉(zhuǎn)錄水平的表達調(diào)控

選擇個別基因在何種特定的組織或細胞、特定的體內(nèi)外條件或發(fā)育階段進行表達。

主要涉及3種因素的相互作用。

1.RNA聚合酶2.順式調(diào)控元件3.反式作用因子（三）轉(zhuǎn)錄水平的表達調(diào)控主要涉及3種因素的相互作用。65最新11基因表達課件661.RNA聚合酶(RNApolymerase,RNApol)

真核生物RNApol有3種：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。

RNApolⅠ:存在于核仁，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為45srRNA。RNApolⅡ：存在于核質(zhì)，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為hnRNA和mRNA前體。RNApolⅢ：存在于核質(zhì)，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為tRNA和5sRNA。1.RNA聚合酶(RNApolymerase,RNA67最新11基因表達課件682.順式調(diào)控元件

順式調(diào)控元件(cis-actingelement,CAE)：與結(jié)構(gòu)基因串聯(lián)的特定的DNA序列。

Generalpatternofcontrolelementsthatregulategeneexpressioninmulticellulareukaryotesandyeast

2.順式調(diào)控元件Generalpatternofco69

（1）啟動子(promoter)：

與基因轉(zhuǎn)錄啟動有關(guān)的核心序列。

真核生物啟動子分為Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ

3類，分別結(jié)合3種不同的RNApol，這其中也需要3種不同的轉(zhuǎn)錄因子，即TFⅠ、TFⅡ和TFⅢ。啟動子包括核心啟動子和上游啟動子元件。最新11基因表達課件70①核心啟動子（corepromoter):

足以使RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄正常起始所必需的、最少的起始子(initiator)。

TATA盒（Goldberg-Hogness盒）：

核心序列為TATAATAAT，位于轉(zhuǎn)錄起始位點-25bp~-35bp區(qū)域。

①核心啟動子（corepromoter):71TATA盒功能：決定了轉(zhuǎn)錄的精確起始；介導(dǎo)轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成；產(chǎn)生基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄。

②上游啟動子元件(upstreampromoterelement,UPE):

主要有CAAT盒和GC盒。

CAAT盒：核心序列為GCCAAT，位于轉(zhuǎn)錄起始位點-75bp區(qū)域，與轉(zhuǎn)錄起始的頻率有關(guān)。

GC盒：核心序列為GGGCGC，位于轉(zhuǎn)錄起始位點-40bp~-110bp區(qū)域。與SP1結(jié)合，并激活轉(zhuǎn)錄。

TATA盒功能：72（2）增強子(enhancer)：

位于-200～-300bp區(qū)域，由多個獨立的、具有回文結(jié)構(gòu)的核苷酸組成，以單拷貝或多拷貝串聯(lián)形式存在。增強啟動子功能，促進基因轉(zhuǎn)錄活性。

①具有組織特異性。②無基因特異性。③無方向性。④遠距離作用。(＞3000bp)⑤具有相位性。（2）增強子(enhancer)：①具有組織特異性。73無基因特異性無基因特異性74遠距離作用遠距離作用75（3）沉默子(silencer)：

抑制基因轉(zhuǎn)錄。同1DNA序列即有增強子的活性，又有沉默子的活性，決定于與其相互作用的蛋白質(zhì)因子。（4）加尾信號：在polyA尾位點上游10-20bp處，常見1保守的AATAA序列，如去除此序列，基因會連續(xù)轉(zhuǎn)錄下去而不終止。（3）沉默子(silencer)：76最新11基因表達課件77順式調(diào)控元件的研究方法報告基因(reportergene):是一種編碼可被檢測的蛋白質(zhì)或酶的基因，也就是說，是一個其表達產(chǎn)物非常容易被鑒定的基因。

轉(zhuǎn)染（transfection）：通過生物學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)等方法使外源DNA分子進入受體細胞，并在受體細胞內(nèi)穩(wěn)定維持和表達的過程稱為轉(zhuǎn)染。順式調(diào)控元件的研究方法報告基因(repor78ReportergeneReportergene79Sv40DNA最先被發(fā)現(xiàn)的增強子Sv40DNA805’缺失突變實驗鑒定真核基因DNA上游轉(zhuǎn)錄調(diào)控序列的調(diào)控元件：1個位于2與3之間；另一個位于4與5之間。5’缺失突變實驗813.反式作用因子

反式作用因子(trans-actingfactor)：由位于不同染色體或同一染色體上相距較遠的基因編碼的蛋白質(zhì)因子。

Thehumangenomeencodes≈2000transcriptionfactors.

CAE是反式作用因子的結(jié)合位點。3.反式作用因子82

由于反式作用因子結(jié)構(gòu)上含有與DNA結(jié)合的結(jié)構(gòu)域，能與特定的DNA序列結(jié)合，因此反式作用因子也被稱為DNA結(jié)合蛋白(DNAbindingprotein,DBP)。

83噬菌體434抑制子與DNA的相互作用

黃和綠表示抑制子單體。星號表示識別螺旋。噬菌體434抑制子與DNA的相互作用84

反式作用因子的結(jié)構(gòu)

一個完整的反式作用因子含有2個必不可少的結(jié)構(gòu)域，即DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域(DNAbindingdomain)和轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域(trans-activatingdomain)。反式作用因子通過前者與DNA特定序列結(jié)合，通過后者發(fā)揮轉(zhuǎn)錄活化功能。某些反式作用因子含二聚體結(jié)構(gòu)域（dimerzationdomain）。反式作用因子的結(jié)構(gòu)85結(jié)構(gòu)域：蛋白質(zhì)分子的構(gòu)像上相互獨立的區(qū)域，與分子的功能和特性有關(guān)。

基序(motif)：具有功能意義的亞結(jié)構(gòu)域。結(jié)構(gòu)域：蛋白質(zhì)分子的構(gòu)像上相互獨立的區(qū)域，與86真核轉(zhuǎn)錄因子分子結(jié)構(gòu)的示意圖GAL4和GCN4是酵母轉(zhuǎn)錄因子(GR)糖皮質(zhì)激素受體真核轉(zhuǎn)錄因子分子結(jié)構(gòu)的示意圖87（1）DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域

①鋅指結(jié)構(gòu)域(zincfingermotif)

最常見、最普遍C2H2鋅指12個氨基酸袢錨定于從四面結(jié)合鋅離子的2個C和2個H。TFⅢA9個鋅指基序SP13個以上鋅指基序C4鋅指（1）DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域最常見、最普遍C2H2鋅指88鋅指結(jié)構(gòu)域鋅指結(jié)構(gòu)域89②同源盒結(jié)構(gòu)域(homeodomain,HD)

同源盒(homeobox)：同源盒基因家族各基因間均有1相同的保守序列（約183bp），稱同源盒。

同源盒結(jié)構(gòu)域(homeodomain,HD)：同源盒產(chǎn)物蛋白中所具有的1非常相似的結(jié)構(gòu)域。由60個氨基酸組成，具有helix-turn-helix結(jié)構(gòu)。②同源盒結(jié)構(gòu)域(homeodomain,HD)90同源盒結(jié)構(gòu)域同源盒結(jié)構(gòu)域91③堿性結(jié)構(gòu)域（basicdomain）

常與1個或2個二聚體結(jié)構(gòu)域關(guān)聯(lián)。轉(zhuǎn)錄因子二聚體化使2個堿性結(jié)構(gòu)域與DNA相互作用。③堿性結(jié)構(gòu)域（basicdomain）92（2）二聚體結(jié)構(gòu)域①亮氨酸拉鏈(leucinezipper)由30～35個氨基酸組成，每隔6～7個氨基酸即出現(xiàn)1個疏水性L殘基，高度保守。形成α螺旋時，L分布于螺旋的同1側(cè)面，形成疏水面，另1側(cè)由親水基團形成親水面，此結(jié)構(gòu)稱兩性α螺旋。（2）二聚體結(jié)構(gòu)域93通過該結(jié)構(gòu)域可形成同源或異源二聚體，二個分子α螺旋的亮氨酸一側(cè)是形成二聚體的基礎(chǔ)，形同拉鏈。2個堿性結(jié)構(gòu)域呈對稱排列，與DNA分子相應(yīng)的識別位點以相反的方向結(jié)合并像夾子樣夾住DNA。通過該結(jié)構(gòu)域可形成同源或異源二聚體，二個分子α螺旋的亮氨酸一94亮氨酸拉鏈亮氨酸拉鏈95由于異源二聚體轉(zhuǎn)錄因子形成所產(chǎn)生的組合可能性

轉(zhuǎn)錄因子A、B和C可相互作用，使此3個轉(zhuǎn)錄因子可與6個不同的DNA序列(sites1–6)結(jié)合，并產(chǎn)生6個活性結(jié)構(gòu)域的組合。由于異源二聚體轉(zhuǎn)錄因子形成所產(chǎn)生的組合可能性96②螺旋-袢-螺旋(Helix-Loop-Helix,HLH)兩個α螺旋間有1段袢狀肽段，HLH與亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)相似。堿性區(qū)域為結(jié)合DNA所必需。②螺旋-袢-螺旋兩個α螺旋間有1段袢狀肽段，HLH與亮氨酸拉97（3）轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域①酸性α－螺旋結(jié)構(gòu)域含有較多負電荷，并能形成親脂性α－螺旋。②富含谷氨酰胺結(jié)構(gòu)域含25％谷氨酰胺。③富含脯氨酸結(jié)構(gòu)域

含20％～30％脯氨酸。

（3）轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域98

反式作用因子家族（1）類固醇受體家族

結(jié)合激素、結(jié)合DNA、結(jié)合細胞內(nèi)阻扼蛋白。反式作用因子家99同源二聚體核受體激素依賴基因活化模型同源二聚體核受體激素依賴基因活化模型100（2）AP1家族

c-Fos、c-Jun亮氨酸拉鏈

第三信使（3）STAT家族SignalTransducersandActivatorsofTranscription

一組胞質(zhì)蛋白，經(jīng)過磷酸化和多聚化修飾，就可進入細胞核內(nèi)，直接與靶基因的調(diào)控元件結(jié)合，并活化靶基因。

將配體在細胞表面的結(jié)合與細胞核內(nèi)基因表達的活化兩種功能直接耦聯(lián)。（2）AP1家族101

反式作用因子的作用機制

（1）轉(zhuǎn)錄因子相互作用反式作用因子的作102在干擾素增強子上形成的增強體（enhancesome）模型在干擾素增強子上形成的增強體（enhanceso103人和酵母介導(dǎo)子(mediator)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)人和酵母介導(dǎo)子(mediator)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)104（2）競爭性排除組蛋白

序列特異性轉(zhuǎn)錄因子與轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物穩(wěn)定結(jié)合，可競爭性地排除組蛋白，阻斷其對轉(zhuǎn)錄的抑制作用。（3）與核基質(zhì)蛋白作用

某些轉(zhuǎn)錄因子的活化區(qū)域與核基質(zhì)結(jié)合，將基因錨定于那些具有其他轉(zhuǎn)錄因子及隨后過程所必需因子的區(qū)域，促進基因轉(zhuǎn)錄。（2）競爭性排除組蛋白105（4）DNA解旋作用

某些轉(zhuǎn)錄因子(TFⅡH)具有DNA解旋酶的作用，在轉(zhuǎn)錄起始點使DNA雙螺旋解旋。（4）DNA解旋作用106轉(zhuǎn)錄起始復(fù)后物A:TBP是第一個結(jié)合于TATA盒啟動子的蛋白質(zhì)。

B:TBP結(jié)合于TATA盒,TFIIB即可結(jié)合。

C:TFIIB結(jié)合后，一個預(yù)形成的四聚體TFIIF和PolII復(fù)合物即可結(jié)合，將聚合酶定位于起始位點。D:TFIIH的1個亞單位具有解旋酶活性。E:

當聚合酶轉(zhuǎn)錄離開啟動子區(qū)域，TBP保持結(jié)合于TATA盒；但其他普通轉(zhuǎn)錄因子解離。轉(zhuǎn)錄起始復(fù)后物107轉(zhuǎn)錄起始復(fù)后物轉(zhuǎn)錄起始復(fù)后物108反式作用因子的研究方法反式作用因子的研究方法109WesternBlottingWesternBlotting110SouthwesternBlottingSDSBlotingonNCMIncubatingwithDNAProbeProteinStainingSouthwesternBlottingSDSB111ElectrophoreticmobilityshiftassayGel-Shift,GelretardationElectrophoreticmobilityshift112

ElectrophoreticmobilityshiftassayElectrophoretic113DNAseIFootprinting顯示調(diào)控元件序列，并可用于轉(zhuǎn)錄因子的純化1.每個DNA鏈僅單個切口；2.蛋白質(zhì)保護結(jié)合區(qū)域不被切割。[Protein]+DNAseI12DNAseIFootprinting[Protein]+114DNAseIFootprintingDNAseIFootprinting115轉(zhuǎn)錄因子活性譜芯片

生物樣品(組織或細胞)抽提核蛋白，蛋白濃度測定核蛋白與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合序列的混合物共同孵育分離回收與核蛋白中轉(zhuǎn)錄因子發(fā)生結(jié)合的探針擴增并熒光標記芯片雜交和掃描數(shù)據(jù)分析

轉(zhuǎn)錄因子活性譜芯片116

轉(zhuǎn)錄因子活性譜芯片轉(zhuǎn)錄因子活性譜芯片117ChIP-on-chipChIP-on-chip(alsoknownasChIP-chip)isatechniquethatcombineschromatinimmunoprecipation("ChIP")withmicro-arraytechnology("chip").Startingwithabiologicalquestion,aChIP-on-chipexperimentcanbedividedintothreemajorsteps:Thefirstistosetupanddesigntheexperimentbyselectingtheappropriatearrayandprobetype.ChIP-on-chip118Second,theactualexperimentisperformedinthewet-lab.Second,theactualexperiment119Proteinofinterest(POI)iscross-linkedwiththeDNAsiteThecellsarelysedandtheDNAisshearedbysonicationOnlythesecomplexesarefilteredoutofthesetofDNAfragments,usinganantibodyspecifictothePOI.Thecross-linkingofPOI-DNAcomplexesisreversed(usuallybyheating)andtheDNAstrandsarepurified.Afteranamplificationanddenaturationstep,thesingle-strandedDNAfragmentsarelabeledwithafluorescenttagsuchasCy5orAlexa647.ThefragmentsarepouredoverthesurfaceoftheDNAmicroarray,whichisspottedwithshort,single-strandedsequencesthatcoverthegenomicportionofinterest.Proteinofinterest(POI)is120Last,duringthedry-labportionofthecycle,gathereddataareanalyzedtoeitheranswertheinitialquestionorleadtonewquestionssothatthecyclecanstartagain.Last,duringthedry-labporti121(四)轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控

選擇性表達何種產(chǎn)物？包括mRNA前體的加工、剪接、RNA編輯、mRNA通過核孔。

(四)轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控1221.戴“帽”(capping)5’加上m7GpppN1.戴“帽”(capping)5’加上m7Gpp123①防止降解，延長壽命。帽子結(jié)合蛋白(capbindingprotein)②協(xié)同mRNA通過核孔。

20％mRNA進入胞質(zhì)③與核糖體小亞基結(jié)合。④為翻譯起始因子(eIF4E)所識別。蛋白質(zhì)起始復(fù)合物。

①防止降解，延長壽命。1242.加“尾”(tailing)3’加polyA。CPSF:CleavageandpolyadenylationspecificityfactorPAP:poly(A)polymerase2.加“尾”(tailing)3’加polyA。125①保持mRNA穩(wěn)定性。PABP：polyA結(jié)合蛋白(polyAbindingprotein)。

免受RNA酶降解。

PABPⅠ:胞質(zhì)PABPⅡ:胞核②為mRNA進入細胞質(zhì)所必須。①保持mRNA穩(wěn)定性。126

3.剪接(splicing)將hnRNA(核不均一RNA）中的內(nèi)含子序列切除，外顯子部分連接起來，稱為RNA剪接。脊椎動物pre-mRNA5‘和3’剪接位點的共同序列3.剪接(splicing)脊椎動物pre-mRNA127(b)電子圖片(左

)和示意圖(右

)(a)中標出的袢A、B和C對應(yīng)于內(nèi)含子。由于病毒基因組DNA的這些內(nèi)含子序列不存在于成熟mRNA,他們從與互補mRNA序列雜交的外顯子序列突出(loopout)。(b)電子圖片(左)和示意圖(右)128

剪接體(spliceosome):

核內(nèi)mRNA前體分子轉(zhuǎn)錄后，立即與蛋白質(zhì)結(jié)合，在其外顯子與內(nèi)含子結(jié)合處，以及內(nèi)含子中RNA特定序列上形成RNA和蛋白質(zhì)組成的RNP復(fù)合物。每個內(nèi)含子5’和3’兩端的復(fù)后體成對聯(lián)結(jié)形成的60s顆粒。幾乎所有內(nèi)含子5’端序列為GU，3’序列為AG。剪接體(spliceosome):129組成性剪接：有序地刪除mRNA前體中的每一個內(nèi)含子。組成性剪接：130選擇性剪接(alternativesplicing):

某個內(nèi)含子5’的供點可以在特定條件下與另一個內(nèi)含子的3’受點進行剪接，從而同時刪除這兩個內(nèi)含子及其中間的全部外顯子或內(nèi)含子。

來自一個基因的mRNA前體因選擇性剪接而產(chǎn)生多種mRNA，翻譯出不同的蛋白質(zhì)，或形成一組相似的蛋白質(zhì)家族，稱為同源蛋白質(zhì)(isoform)。脊椎動物中約5％的基因以該方式剪接，各個同源蛋白質(zhì)具有相同的結(jié)構(gòu)或功能域，還具有特異性質(zhì)的差別。選擇性剪接(alternativesplicin1314.RNA“編輯”

RNA編輯(RNAediting):RNA分子上的一種修飾。

插入、缺失、核苷酸替換→信息改變→氨基酸序列不同的多種蛋白質(zhì)擴大遺傳信息生物適應(yīng)4.RNA“編輯”132apo-Bpre-mRNA的RNA編輯apo-Bpre-mRNA的RNA編輯133apo-Bpre-mRNA的RNA編輯

產(chǎn)生于肝臟的apoBmRNA被翻譯為apoB-100,他有2個功能域：1個與脂類結(jié)合的N-末端結(jié)構(gòu)域（綠色）和1個與細胞膜LDL受體結(jié)合的C-末端結(jié)構(gòu)域

（橙色）。產(chǎn)生于小腸的apo-BmRNA，外顯子26的CAA密碼子被編輯為UAA終止密碼。結(jié)果，小腸細胞產(chǎn)生apoB-48，其相當于apoB-100的N-末端。

apo-Bpre-mRNA的RNA編輯1345.通過核孔Top:胞質(zhì)面觀察可見核孔復(fù)合體埋入膜內(nèi)的八邊形。Bottom:核質(zhì)面觀察顯示從膜內(nèi)部分伸出的核籃（nuclearbasket）。5.通過核孔Top:胞質(zhì)面觀察可見核孔復(fù)合體埋入膜內(nèi)的八135核孔復(fù)合體的切面模型核孔復(fù)合體的切面模型136胞核mRNPs的外運

基于電鏡下研究mRNPs通過核孔復(fù)合體(NPC)的轉(zhuǎn)運模型。注意彎曲的mRNPs在通過核孔時展開。當mRNA進入胞質(zhì)，其迅速與核糖體結(jié)合，表明5’首先通過NPC。

胞核mRNPs的外運137（五）翻譯水平的調(diào)控起始、延伸、終止（五）翻譯水平的調(diào)控起始、1381.可溶性蛋白因子的修飾

因子名稱亞單位分子量（×103）主要功能eIF-118多重作用eIF-236，38，55結(jié)合于Met-tRNAi，并需要GTP存在eIF-2A65AUG存在下，Met-tRNAi結(jié)合于40S亞單位eIF-2B26，39，58，67，82eIF-2鳥嘌呤核苷酸交換因子eIF-335，36，40，44，47，67，11，170亞單位解聚，結(jié)合于40S亞單位真核起始因子(EukaryoticInitiationFactor)1.可溶性蛋白因子的修飾因子名稱亞單位分子量主要功能eIF-139因子名稱亞單位分子量（×103）主要功能eIF-4A44依賴于RNA的ATP酶eIF-4B80激活eIF-4A和eIF-4FeIF-4C17激活亞單位的連接eIF-4D17激活第一個肽鍵的合成eIF-4F25，44，220識別mRNA的m7G帽子eIF-5125亞單位的連接，依賴于核糖體的GTP酶eIF-625亞單位解聚，結(jié)合于60S亞單位真核起始因子(EukaryoticInitiationFactor)因子名稱亞單位分子量主要功能eIF-4A44依賴于RNA的A140eIF-4E的分子量為25×103，是4F中最小的亞單位，能直接與mRNA5’-m7G結(jié)合，又稱為帽子結(jié)合蛋白。eIF-4E的磷酸化對翻譯起激活作用。eIF-2磷酸化后，可引起翻譯起始作用的受阻，抑制蛋白質(zhì)的合成。

延伸因子(eukaryoticelongationfactor,eEF)eEF-2的磷酸化也具有阻扼翻譯的作用。他的抑制是由于磷酸化的eEF-2阻礙了peptidyl-tRNA的轉(zhuǎn)位。eIF-4E的分子量為25×103，是4F中最小的亞單位，141

2.

5’非翻譯區(qū)(5’untranslatedregion,5’UTR)

一個適當長度的、無高級結(jié)構(gòu)和上游AUG密碼的5’UTR對mRNA的有效翻譯是必需的。

17～80個核苷酸，＜12個核苷酸，40S亞單位滑過第一個AUG 2.5’非翻譯區(qū)(5’untranslatedre1423.

3’非翻譯區(qū)(3’untranslatedregion,3’UTR)

PABP約70×103，存在于所有真核細胞。

PABP對polyA尾的覆蓋密度為1PABP/25A，與PABP有效結(jié)合的最短長度為12個殘基。

polyA尾對翻譯的促進與其長度有關(guān)（哺乳動物細胞為200～250個堿基）。促進80S核糖體翻譯起始復(fù)合物的形成。3.3’非翻譯區(qū)(3’untranslatedreg1434.對mRNA穩(wěn)定性調(diào)節(jié)催乳激素可使乳腺組織中的酪蛋白mRNA的半衰期提高20倍。紅細胞分化過程中，細胞專一性降解其他mRNA，而保留珠蛋白mRNA。4.對mRNA穩(wěn)定性調(diào)節(jié)催乳激素可使乳腺組織中的酪蛋白mR144

5.反義RNA對翻譯的調(diào)節(jié)

反義RNA(anti-sense)：一段含有與被調(diào)控基因所產(chǎn)生mRNA互補堿基序列的小分子RNA。

5.反義RNA對翻譯的調(diào)節(jié)145根據(jù)反義RNA的作用機制可將其分為3類：Ⅰ類反義RNA直接作用于靶mRNA的SD序列和(或)部分編碼區(qū)，直接抑制翻譯，或與靶mRNA結(jié)合形成雙鏈RNA，從而易被RNA酶Ⅲ降解；Ⅱ類反義RNA與mRNA的非編碼區(qū)結(jié)合，引起mRNA構(gòu)象變化，抑制翻譯；Ⅲ類反義RNA則直接抑制靶mRNA的轉(zhuǎn)錄。根據(jù)反義RNA的作用機制可將其分為3類：146（六）翻譯后水平的調(diào)控

包括前體的剪切、磷酸化、甲基化、乙?；刃揎棥?.前體分子的活化:

分泌型蛋白必須切除疏水性信號肽。（六）翻譯后水平的調(diào)控1.前體分子的活化:1472.多肽分子間的聚合體

血紅蛋白、免疫球蛋白2.多肽分子間的聚合體1483.化學(xué)修飾

①糖基化：使一級結(jié)構(gòu)相似的蛋白質(zhì)產(chǎn)生多種酶、受體等分子識別的特異性。3.化學(xué)修飾149②乙?；焊淖兊鞍踪|(zhì)的帶電性質(zhì)，“封閉”多肽N末端。

DNA-蛋白質(zhì)相互作用、亞細胞定位、轉(zhuǎn)錄活性、蛋白質(zhì)穩(wěn)定性等.

②乙?；焊淖兊鞍踪|(zhì)的帶電性質(zhì)，“封閉”多肽N末端。150③磷酸化：哺乳動物細胞中，1/3的蛋白質(zhì)以共價鍵與磷酸基團結(jié)合。

基因組序列中2％～3％的基因編碼蛋白激酶。2000種蛋白激酶。③磷酸化：哺乳動物細胞中，1/3的蛋白質(zhì)以共價鍵與151

蛋白質(zhì)磷酸化在真核生物基因轉(zhuǎn)錄中的重要性A：蛋白質(zhì)磷酸化與轉(zhuǎn)錄因子的核內(nèi)定向B：蛋白質(zhì)磷酸化與轉(zhuǎn)錄因子的DNA結(jié)合活性C：蛋白質(zhì)磷酸化與轉(zhuǎn)錄因子的反式作用活性

蛋白質(zhì)磷酸化152思考題：1.試述乳糖操縱子的作用機制2.斷裂基因3.試述轉(zhuǎn)錄前水平的表達調(diào)控的方式4.順式調(diào)控元件5.試述反式作用因子的結(jié)構(gòu)6.RNA剪接7.RNA編輯8.反義RNA思考題：153

結(jié)束語謝謝大家聆聽?。?！154

結(jié)束語謝謝大家聆聽！?。?5411基因表達11基因表達155表型（Phenotype）與基因型（Genotype）表型（Phenotype）與156最新11基因表達課件157最新11基因表達課件158最新11基因表達課件159最新11基因表達課件160最新11基因表達課件161最新11基因表達課件162SDSSDS163二維聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)結(jié)合了等電聚焦技術(shù)（根據(jù)蛋白質(zhì)等電點進行分離）以及SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)（根據(jù)蛋白質(zhì)的大小進行分離）。2D2Dimensional二維聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)結(jié)合了等電聚焦技術(shù)（根據(jù)蛋白質(zhì)等電1642D2D165ProteinsampleImageanalysisProteiningelProteinonmembraneProteininsolution2-DPAGEExcisionBlottingElutionPartialdegradationPeptidemixtureMassofproteinN-terminalsequenceMSEdmandegradationPeptidemassfingerprintPeptidesequenceMS/MSdataDatabasesearchingNovelorpreviouslystudiedproteinCharacterizationofpost-translocationmodificationsProteinsampleImageanalysisP166從50－200mg組織或細胞、體液中抽提蛋白質(zhì)↓Cy5和Cy3兩種不同顏色的熒光分子分別標記兩個樣品↓洗去多余的標記分子↓與芯片雜交孵育↓掃描分析結(jié)果抗體芯片技術(shù)從50－200mg組織或細胞、體液中抽提蛋白質(zhì)抗體芯片技術(shù)167抗體芯片Antibodychip微型化、集成化、高通量化抗體芯片微型化、集成化、高通量化168

同一個體的肌細胞和白細胞的基因型是否一致？同一個體的肌細胞和白細胞的基因型是否一致？169

基因表達調(diào)控Regulationofgeneexpression

不同發(fā)育階段、不同的微環(huán)境、不同的功能狀態(tài)下，選擇性、程序性地在特定細胞表達特定數(shù)量的特定基因?；虮磉_調(diào)控170一、原核基因表達調(diào)控

Regulationofprokaryoticgeneexpression

1961年，Jacob和Monod提出。

操縱子(operon)：由功能相關(guān)的一組結(jié)構(gòu)基因(structuralgenes)串聯(lián)在一起，包括上游的調(diào)控區(qū)共同構(gòu)成。

一、原核基因表達調(diào)控

Regulationofprok171調(diào)控區(qū)I：inhibitorygene→阻遏蛋白P:promotersequence→RNA聚合酶結(jié)合位點O:operatorsequence→阻遏蛋白結(jié)合位點結(jié)構(gòu)基因LacZ:β－galactosidase→β－半乳糖苷酶LacY:β－galactosidepermease→β－半乳糖苷透過酶LacA:thiogalactosidetranscetylase→硫代半乳糖苷轉(zhuǎn)乙酰基酶1.乳糖操縱子調(diào)控區(qū)結(jié)構(gòu)基因1.乳糖操縱子172最新11基因表達課件173最新11基因表達課件174最新11基因表達課件175CAP：（catabolitegeneactivatorprotein）分解代謝物基因激活蛋白CRP：（cAMPreceptorprotein）

cAMP受體蛋白分子結(jié)構(gòu)含DNA結(jié)合區(qū)和cAMP結(jié)合位點CAP結(jié)合位點：位于啟動子上游TGTGA或TCACT

cAMP-CAP導(dǎo)致CAP構(gòu)像發(fā)生變化，可與DNA分子特定的CAP結(jié)合位點結(jié)合，激活基因轉(zhuǎn)錄。CAP：（catabolitegeneactivator176細胞內(nèi)葡萄糖濃度↑cAMP濃度↓細胞內(nèi)葡萄糖濃度↓cAMP濃度↑cAMP+CAP→復(fù)合物，結(jié)合于CAP結(jié)合位點，激活基因轉(zhuǎn)錄，增加酶產(chǎn)量。細胞內(nèi)葡萄糖濃度↑cAMP濃度↓177乳糖操縱子的作用機制乳糖操縱子的作用機制178

LacZ在基因工程中的應(yīng)用質(zhì)粒（plasmid）:細菌細胞內(nèi)一種自我復(fù)制的環(huán)狀雙鏈DNA分子，能穩(wěn)定地獨立存在于染色體外，并傳遞到子代，一般不整合到宿主染色體上?，F(xiàn)在常用的質(zhì)粒大多數(shù)是經(jīng)過改造或人工構(gòu)建的，常含抗生素抗性基因，是重組DNA技術(shù)中重要的工具。LacZ在基因工程中的應(yīng)用質(zhì)粒（plasmid）:179MulticloningsiteMulticloningsite180限制性內(nèi)切酶：

一種在特殊核甘酸序列處水解雙鏈DNA的內(nèi)切酶。

限制性內(nèi)切酶：181IPTG：異丙基硫代半乳糖苷，不參加代謝X-Gal：5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷IPTG：異丙基硫代半乳糖苷，不參加代謝182最新11基因表達課件183二、真核基因表達調(diào)控Regulationofeukaryoticgeneexpression

一個多水平的復(fù)雜過程。

1.轉(zhuǎn)錄前水平2.轉(zhuǎn)錄水平

3.轉(zhuǎn)錄后水平

4.翻譯水平

5.翻譯后水平二、真核基因表達調(diào)控184（一）真核細胞基因組的特點1.DNA量大：與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體，儲存于細胞核內(nèi)。

（一）真核細胞基因組的特點1852.斷裂基因（splitgene）

外顯子(exon)：為蛋白質(zhì)氨基酸編碼的DNA序列。

內(nèi)含子(intron)：插入到編碼序列之間的非編碼序列。真核生物的細胞平均每個基因含8個內(nèi)含子。前體分子比成熟mRNA大4～10倍。

內(nèi)含子功能：(1)含調(diào)控序列，參與基因表達。(2)不同的剪接，產(chǎn)生不同的產(chǎn)物。2.斷裂基因（splitgene）186最新11基因表達課件1873.重復(fù)序列

重復(fù)序列：在基因組中多次反復(fù)出現(xiàn)的DNA序列，按其出現(xiàn)的頻率可分為低度、中度(103-104)和高度(106)重復(fù)序列。出現(xiàn)原因：

(1)基因的多拷貝。(2)與染色質(zhì)的構(gòu)像、著絲點形成有關(guān)。

(3)參與表達調(diào)控，染色質(zhì)DNA的“區(qū)間性”。3.重復(fù)序列

重復(fù)序列：在基因組中多次反復(fù)出現(xiàn)的DNA序188最新11基因表達課件189最新11基因表達課件190微衛(wèi)星(microsatellite)：遍布于人類基因組的短小重復(fù)序列，每一重復(fù)序列為1bp~6bp，重復(fù)次數(shù)不超過60次，片段長度小于350bp。微衛(wèi)星(microsatellite)：191微衛(wèi)星不穩(wěn)定性的研究方法PCR變性PAGE銀染與正常組織相比較,若某一等位基因條帶消失或相對密度減少50%以上,記為雜合性缺失(lossofheterozygosity,LOH);若等位基因條帶增多和大小有改變則記為MI。微衛(wèi)星不穩(wěn)定性的研究方法PCR變性PAGE銀染與正常192

1234567ABCABCABCABCABCABCABC12193

4.不存在操縱子結(jié)構(gòu)4.不存在操縱子結(jié)構(gòu)194（二）轉(zhuǎn)錄前水平的表達調(diào)控

發(fā)生在基因組水平上的基因結(jié)構(gòu)的改變。

1.基因丟失

2.基因擴增3.基因重排

4.甲基化修飾

5.染色質(zhì)結(jié)構(gòu)（二）轉(zhuǎn)錄前水平的表達調(diào)控1951.基因丟失

體細胞分化過程中，必須將某些基因永久性關(guān)閉。最簡單有效的方式－－－將這些基因丟失。

將要分化為生殖細胞的細胞則一直保留著整套基因組。1.基因丟失1962.基因擴增

發(fā)育分化、環(huán)境條件的改變，對某些基因產(chǎn)物的需要量急劇增加－－增加該基因的拷貝數(shù)。

非洲爪蟾卵母細胞(200萬個)中rRNA基因(rDNA)的拷貝數(shù)為體細胞(500個)的4000倍。擴增→1012核糖體。無擴增→500年。多數(shù)人認為是基因反復(fù)復(fù)制的結(jié)果。2.基因擴增197Myc基因擴增形成均染區(qū)(黃色)的核型

Myc基因擴增形成均染區(qū)(黃色)的核型198不適當?shù)幕驍U增，可導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。不適當?shù)幕驍U增，可導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。199

基因組擴增:

肝細胞的基因組是通過多倍體擴增的。成人肝細胞4倍體占60％。

這些多倍體細胞的代謝極其活躍。多倍體可能有益于連續(xù)產(chǎn)生大量的蛋白質(zhì)和酶?；蚪M擴增:2003.基因重排

某些基因片段改變原來存在的順序重新排列組合。

如：Ig由2條相同的輕鏈（λ或κ）和2條相同的重鏈（H）組成。3.基因重排201

人類分別由位于22、2和14號染色體的λ、κ和H基因編碼。

κ基因由可變區(qū)（V，200種）、連接區(qū)（J，4種）和不變區(qū)（C）3部分組成。

H區(qū)由高變區(qū)（V，200種）、可變區(qū)（D，10種）、連接區(qū)（J，4種）和不變區(qū)（C）組成。人類分別由位于22、2和14號染色體的λ、κ和H基因編202

細胞分化時，每個細胞中的κ基因發(fā)生重排，隨機取1個V、J、C基因連接形成1個完整的輕鏈基因，將其他的V、J基因切除。H基因同樣形成VDJ，其mRNA通過與不同的C基因拼接形成IgG、IgM、IgA、IgE和IgD。

κ基因重排產(chǎn)生200×4＝800種不同輕鏈

H基因重排產(chǎn)生200×10×4＝8000種VDJ

抗體：800×8000＝6400000細胞分化時，每個細胞中的κ基因發(fā)生重排，隨機取1個V、203最新11基因表達課件2044.甲基化修飾

脊椎動物中，DNA上特定的CpG序列處C可發(fā)生甲基化修飾（5mC）。

mCpG占全部CpG的70％。

4.甲基化修飾205

DNA甲基化引起DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定性和染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，并影響DNA與蛋白質(zhì)的相互作用，抑制基因的轉(zhuǎn)錄。

DNA甲基化對轉(zhuǎn)錄的抑制主要決定于甲基化CpG的密度和啟動子強度兩個因素。

轉(zhuǎn)錄活躍的基因是低甲基化或不甲基化，而不表達基因則高度甲基化。

DNA甲基化引起DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定性和染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的206管家基因(house-keepinggene)：維持一般細胞正常功能所必須的,而且持續(xù)表達的基因。其轉(zhuǎn)錄起始區(qū)極少發(fā)生甲基化。

生殖細胞中，全部組織特異性的基因均不表達，且被甲基化。

（紅系細胞）低甲基化珠蛋白基因（不表達珠蛋白細胞）高甲基化管家基因(house-keepinggene)：維持一般細207甲基化修飾與腫瘤發(fā)生甲基化修飾與腫瘤發(fā)生208最新11基因表達課件2095.染色質(zhì)結(jié)構(gòu)

DNA+HP+NHP+RNA=Chromosome5.染色質(zhì)結(jié)構(gòu)DNA+HP+NHP+RNA210

組蛋白(histoneprotein,HP):

含堿性氨基酸25％。與DNA有很高的親和力。細胞內(nèi)大量存在。（6×107個分子/細胞）進化上較保守。與核小體的穩(wěn)定和高級結(jié)構(gòu)的組裝有關(guān)。保護DNA免受損傷，維持基因組的穩(wěn)定性。抑制基因表達。

HP經(jīng)磷酸化、乙?；蚣谆?，可削弱其與DNA之結(jié)合力，有利于基因轉(zhuǎn)錄。組蛋白(histoneprotein,HP):211非組蛋白(non-histoneprotein,NHP)：

多為中性或酸性蛋白。種類較多，數(shù)量少。（＜10000個分子/細胞）分子量一般比組蛋白大。激素－受體復(fù)合體的接受位點。具種屬特異性和組織特異性，而且處于不同細胞周期和不同分化階段的NHP也有差異。非組蛋白(non-histoneprotein,NHP)212最新11基因表達課件213瓊脂糖電泳瓊脂糖電泳214表觀遺傳學(xué)的研究方法

DNA甲基化

甲基化敏感性內(nèi)切酶-PCR

基因組DNA

內(nèi)切酶（甲基化敏感性/非敏感性）酶切PCR

BothHpaⅡandMspⅠcleaveatCCGGsites.However,HpaⅡdoesnotcuttheDNAwhentheinternalCismethylated,andMspⅠdigeststheDNAregardlessofmethylationstatus.表觀遺傳學(xué)的研究方法

DNA甲基化