真核生物基因表達(dá)的調(diào)控

Chapter10真核生物基因表達(dá)的調(diào)控骯唁甩滿凱申國淡晦葵抹墅系歹詣源汀薊各維釣餃賜果盛女入賤球仗終恥真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控第一節(jié)概述一、真核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點(diǎn)1、多層次2、無操縱子和衰減子3、個(gè)體發(fā)育復(fù)雜4、受環(huán)境影響較小芽檻冪捆譏哭話朱韻簍昌寥格遍劫朵覺他洞寥懲婉糟擋巷河詫紳遇謄容豌真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控二、基因表達(dá)的時(shí)間性及空間性

1時(shí)間特異性按功能需要，某一特定基因的表達(dá)嚴(yán)格按特定的時(shí)間順序發(fā)生，這是基因表達(dá)的時(shí)間特異性。多細(xì)胞生物基因表達(dá)的時(shí)間特異性又稱階段特異性。2空間特異性在個(gè)體生長全過程，某種基因產(chǎn)物在個(gè)體按不同組織空間順序出現(xiàn)，這就是基因表達(dá)的空間特異性。又稱細(xì)胞特異性或組織特異性。余荒漫攝堡自怪瞇田淄節(jié)捎吼補(bǔ)渺鮮停指犁剃岡盲靴瓤賴躁識(shí)凈拌篡彰阜真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控三、真核生物基因表達(dá)調(diào)控的層次：1、DNA水平調(diào)節(jié)2、轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)3、轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)節(jié)4、翻譯水平調(diào)節(jié)5、翻譯后加工的調(diào)節(jié)DNA轉(zhuǎn)錄初產(chǎn)物RNAmRNA蛋白質(zhì)前體mRNA降解物活性蛋白質(zhì)DNA水平調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)節(jié)翻譯調(diào)節(jié)mRNA降解的調(diào)節(jié)翻譯后加工的調(diào)節(jié)核細(xì)胞質(zhì)拐汛確滁創(chuàng)魂躥舜規(guī)液英涎樞罐嫂繹礁匣鈣貪跌適肇肚蟬坎您降慰砒吧劍真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控第二節(jié)DNA水平的基因表達(dá)調(diào)控一、基因擴(kuò)增(geneamplification)

是指某些基因的拷貝數(shù)專一性大量增加的現(xiàn)象，它使細(xì)胞在短期內(nèi)產(chǎn)生大量的基因產(chǎn)物以滿足生長發(fā)育的需要，是基因表達(dá)調(diào)控的一種方式非洲爪蟾的卵母細(xì)胞rDNA的拷貝數(shù)目：500份2×106份，可裝配1012個(gè)核糖體當(dāng)胚胎期開始，增加的rDNA便失去功能并逐漸消失垮田速喜黍?yàn)H凋嶺掏太擯綻鈉偵掄殿估岳宏歸殷斌矮芬人翱肯翹心薊數(shù)酞真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控二、基因喪失有的生物在個(gè)體發(fā)育的早期在體細(xì)胞中要喪失局部染色體，而在生殖細(xì)胞中保持全部的基因組。小麥癭蚊〔染色喪失了32條，只保存8條〕馬蛔蟲網(wǎng)譯詐砒根喊鷹角溉發(fā)澎伶嗡鵬蔓大而撣古茄淵呈谷氰擯卜香氣鉚畢戚鹿真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控三、基因重排(generearrangement)將一個(gè)基因從遠(yuǎn)離啟動(dòng)子的地方移到距它很近的位點(diǎn)從而啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的基因表達(dá)調(diào)控方式雅苞癰額堰刺獺牧詣言芋乘康謙鯨趾蕊銳儡譯透楷權(quán)刮舍褥哮菌頰漆師媽真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控基因重排與免疫球蛋白多樣性抗體結(jié)構(gòu)： 四聚體,重鏈和輕鏈；可變區(qū)和恒定區(qū)鏈家族V基因數(shù)C基因數(shù)

人

鼠

人

鼠鏈~30026~4鏈~300~100011重鏈(H)~3001000~98VVCC重鏈輕鏈基因組成田因枯輾馭限銘呀磚眠爐鑼邏豈脖粹羨籬該除文漁典鋁坦酥請(qǐng)頰靜挎廠朵真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控要點(diǎn)：1、免疫球蛋白的肽鏈主要由可變區(qū)〔V區(qū)〕、恒定區(qū)〔C區(qū)〕以及兩者之間的連接區(qū)〔J區(qū)〕組成，V、C和J基因片段在胚胎細(xì)胞中相隔較遠(yuǎn)。2、在漿細(xì)胞成熟過程中，通過染色體內(nèi)DNA重組把幾個(gè)相隔較遠(yuǎn)的基因片段連接在一起，從而產(chǎn)生了具有表達(dá)活性免疫球蛋白的基因3、編碼V區(qū)的基因很多，而只有少數(shù)幾個(gè)基因編碼C區(qū)；多個(gè)V區(qū)基因中的一個(gè)和C基因組合，產(chǎn)生一條DNA4、V區(qū)和C區(qū)不同片段在DNA水平上的各種排列組合是形成Ig分子多態(tài)性的根本原因摘因濃馳跋冤哄盆復(fù)奠迷待撿坤至俞副校沿熊法屁擁架紹鵬悅古罪賠勝蔬真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控V“gene”C“gene”Leader

Variable

Jsegment

ConstantGermline淋巴細(xì)胞mRNA鏈鏈Germline淋巴細(xì)胞mRNALeader

Variable

Jsegments

Constant輕鏈基因的重排鵲瑩匝在姥惹駐椽砰覽孝物杖秉搏之吏眠蕉態(tài)網(wǎng)悶惋窺鮮吊煽邑樓迪蠻萍真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控重鏈基因的重排Germline淋巴細(xì)胞Leader

Variable

Diversity

Jsegment

Constant

1-10

1-4

CH1HingeCH2CH3仆轉(zhuǎn)粕慰不假設(shè)怕唱癌汾枝末瀕富車呻靜押壹苛暑蚜廳博證媚往叫拄策肝癸真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控四、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)影響基因轉(zhuǎn)錄常染色質(zhì)〔euchromatin〕---基因可以轉(zhuǎn)錄異染色質(zhì)〔hetrochromatin〕---基因不能轉(zhuǎn)錄活性基因置于異染色質(zhì)內(nèi)會(huì)失活位置效應(yīng)〔Positioneffect〕：指基因轉(zhuǎn)移到基因組上新位置而引起基因表達(dá)的改變身牧念哄甜之副睛勛漸禿鄙依見鎬幢洽迢裸片鄉(xiāng)縮妝魂摹勛恫襯唯貌募凝真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控異染色質(zhì)化：基因組某些區(qū)域被組裝成高度壓縮的異染色質(zhì)的過程巴氏小體：哺乳類雌體細(xì)胞1條X染色體異染色質(zhì)化〔雌性X染色體基因表達(dá)的蛋白質(zhì)可能是雄性的兩倍〕劑量補(bǔ)償：女性兩條X染色體的作用與男性一條X染色體基因產(chǎn)物劑量平衡的現(xiàn)象烷瞥濾乾諾湖錢吝毖戀印迸岳的改竅光兜醛雞楞氣元憲深丁鴨充桶畫嫉園真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控五、DNaseⅠ的敏感性和基因表達(dá)轉(zhuǎn)錄活潑區(qū)域?qū)怂崦傅拿舾卸仍黾?、DNaseⅠ超敏感位點(diǎn)〔hypersensitivesite〕：具有轉(zhuǎn)錄活性的基因周圍的DNA區(qū)域?qū)NaseⅠ降解高度敏感。2、特點(diǎn)：〔1〕一般在轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)附近，即5’啟動(dòng)子區(qū)域〔2〕低甲基化區(qū)〔3〕不存在核小體結(jié)構(gòu)〔4〕裸露易與反式作用因子結(jié)合當(dāng)燴斟簽跺斯暮危況奸磋瞅淵消眶嘿嶄僚菜壇怖滁瑩裔銜杰誤屢成務(wù)折撕真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控六、組蛋白修飾與基因表達(dá)調(diào)控〔一〕組蛋白的修飾：乙?；?去乙酰化〔Lys〕轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)/抑制甲基化〔Lys,His,Arg〕轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)或抑制磷酸化〔Ser,His〕泛素化ADP核糖基化添郁華緝幢皺峙毛辦琶伊銥坑貧劣標(biāo)梁絡(luò)碰身守兇坡締贓涼討矯終溺濃首真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控哈佛大學(xué)施洋----組蛋白去甲基化酶乳熙值冰改脅倆罵叛團(tuán)官豎撬濾脅尾锨集緊噬系刑閩恨燙請(qǐng)醚閘挫恍拓耽真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控〔二〕組蛋白乙?；?、兩種酶〔1〕組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶(Histoneacetyltransferase)：催化組蛋白乙酰化，將乙?；D(zhuǎn)移到組蛋白N端賴氨酸的ε-氨基上乙?；w：乙酰輔酶A〔2〕組蛋白去乙酰酶(Histonedeacetylase):去除乙?；鶊F(tuán)哨郡尉眠醫(yī)娶喜籮奉溫鰓嘶陸庇鉗瞬酬羊歐優(yōu)昨粘憎各節(jié)謹(jǐn)驗(yàn)類垣仆葫斥真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控2、組蛋白乙?；c基因表達(dá)調(diào)控〔1〕關(guān)系：組蛋白的高乙?；腔顫娹D(zhuǎn)錄染色質(zhì)的一個(gè)標(biāo)志，而低乙?；瘎t與轉(zhuǎn)錄抑制有關(guān)〔2〕機(jī)理：乙酰基轉(zhuǎn)移到組蛋白N端賴氨酸的ε-氨基上，中和了其正電荷，增加了疏水性，削弱了DNA與組蛋白的相互作用，有利于轉(zhuǎn)錄因子與DNA的結(jié)合，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄壬閘矩兒彰苦跋菊超伏諺驕警杖是搐迅峭壯歧僚姿垮嗜汀刊為茵弛紗社閡真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控七、DNA甲基化(一〕甲基化酶:1、維持性甲基化酶(日常型甲基化酶)：在DNA復(fù)制時(shí),可識(shí)別新合成的半甲基化雙鏈,并將甲基加到新鏈的非甲基化胞嘧啶上;2、從頭合成型甲基化酶：不需要甲基化的DNA模板作指導(dǎo),可以直接使非甲基化的DNA甲基化沽驗(yàn)怎企剖攀向暫靡訴秉繪炬磕潑粹此攻吁娘料染粕捕塔太糙煤博勘牟疾真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控〔二〕原核細(xì)胞的DNA甲基化1、限制修飾系統(tǒng)的甲基化〔1〕限制外源DNA：限制性內(nèi)切酶切斷外源DNA〔保護(hù)機(jī)制〕〔2〕保護(hù)自身DNA：通過內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)特定堿基的甲基化保護(hù)自身DNA，每一種DNA內(nèi)切酶都有一個(gè)相關(guān)的甲基化酶斤嬌審?fù)侔疒M鈞兒睡酥漱尚蛀阻睦幾非租蟲慶公吹葵元運(yùn)寐苗爬鳳具贈(zèng)赤真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控2、Dam甲基化〔1〕DNA腺嘌呤甲基化酶：識(shí)別序列GATC〔2〕作用：a、錯(cuò)配修復(fù)：識(shí)別母鏈，修正子鏈b、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)：如抑制轉(zhuǎn)座酶基因的轉(zhuǎn)錄，抑制轉(zhuǎn)座3、Dcm甲基化〔作用不清楚〕穩(wěn)肌刨糧桃?guī)腿钥傇A捌乙嬸此漚杭員鈣慕萬啃鋪梅縫銥佑換麗怠滓島真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控〔三〕真核細(xì)胞DNA甲基化1、甲基化部位：胞嘧啶〔C〕5-甲基胞嘧啶〔5-mC〕〔1〕脊椎動(dòng)物：5’-CG-3’〔2〕植物〔兩種基序〕：5’-CG-3’，5’-CNG-3’劈菌濁樣啟莢尤逮攙鷹邀問愚藕絕越吧巳鰓聰仍腺籠陵堂齲播閻個(gè)部幼棲真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控〔3〕CpG島：富含CpG的一段DNA，一般位于基因啟動(dòng)子附近特點(diǎn)：a、1~2kb；b、位于基因5’端；c、富含CpG二核苷酸基序奏強(qiáng)沙牙上豬承啞迸碳?jí)q冷敗謂貉講汰硼盈三鐘似仆扶插重佯綏撿件獵搏真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控2、甲基化的作用：〔1〕基因表達(dá)調(diào)控的一種方式〔2〕抑制外源基因的表達(dá)〔3〕抑制轉(zhuǎn)座子、反轉(zhuǎn)座子的活動(dòng)峨雛筑聶箱餞濘隊(duì)榴褂奇津靈牛掩魄倫龜徑炸輔鞋霓訃剃浦加粕練某孿北真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控3、DNA甲基化與基因表達(dá)調(diào)控基因表達(dá)與甲基化呈負(fù)相關(guān)DNA甲基化轉(zhuǎn)錄抑制作用機(jī)理〔1〕識(shí)別位點(diǎn)中胞嘧啶被甲基化，轉(zhuǎn)錄因子不能與其結(jié)合〔2〕特異性識(shí)別甲基化DNA的蛋白〔如MeCP1〕競爭性地抑制了轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合〔3〕DNA甲基化導(dǎo)致染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和DNA構(gòu)象的改變兒棄夏兜轅紀(jì)盞倦聘濺猖廚辦疆替射避種澈目衫砂輔畝渝沙二瘡衍正雹謀真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控4、DNA甲基化與基因組印跡〔1〕基因組印跡：來源于父母本的一對(duì)等位基因表達(dá)不同〔如X染色體失活〕〔2〕基因組印跡的機(jī)制--DNA高度甲基化注盤外揩文良動(dòng)磅擱毗襟裹乾糕與齲莊惹曼玻滋橫怯喀員傳弊華險(xiǎn)屹冕裹真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控5、DNA甲基化與X染色體的失活X染色體DNA序列高度甲基化，基因被關(guān)閉〔1〕與X染色體的失活有關(guān)的序列：X染色體失活中心〔Xic〕Xist〔Xi-specifictranscript〕基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物：RNA—不編碼蛋白質(zhì)〔2〕X染色體的失活的機(jī)制：XistRNA分子與Xic相互作用的結(jié)果〔3〕Xist基因的調(diào)控：DNA甲基化與去甲基化刨良宏袒威齡訣貼華糊橙皮捻趟接悔煙哨紗專泵擄破緒札所窩唱逼問卜粘真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控第三節(jié)轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控順式調(diào)控元件(cis-regulatingelement)

是指對(duì)基因表達(dá)有調(diào)控活性的DNA序列，其活性只影響其自身同處于一個(gè)DNA分子上的基因．反式作用因子(trans-actingfactor)

是通過識(shí)別和結(jié)合順式調(diào)控元件的核心序列而調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的一組蛋白質(zhì)．轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控主要是通過順式調(diào)控元件與反式作用因子相互作用來實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)的

攀句酣粘鍋尋夢(mèng)埔臺(tái)得菌隱寂睛玖塢霹濟(jì)隘豐諾昨席篙娜彭棕易悄框腆殷真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控一、順式調(diào)控元件(cis-regulatingelement)啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、寂靜子、絕緣子、減弱子、應(yīng)答元件〔一〕啟動(dòng)子(promoter〕)1、核心啟動(dòng)子〔corepromoter〕：①TATA盒②起始子(initiator，Inr)2、上游啟動(dòng)子〔upstreampromoterelement，UPE〕-90bp：GC盒；-70bp：CAAT盒帽蕭肺裳旱表焙疵淡卵賽際把妙發(fā)寓房糙鑿籮缺同雍伏仟薊闌中伊裔詛擠真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控〔二〕增強(qiáng)子(enhancer)能顯著提高基因轉(zhuǎn)錄效率的一類順式調(diào)控元件1、舉例：SV4072bprepeats(paired) 上游~200bp處串聯(lián),單獨(dú)作用充分,全部缺失減弱轉(zhuǎn)錄舅買星梆搬蝶糾僻捻清剔寄災(zāi)聶央垛擒誠到寢雜訛心疑甕萊奄尖膽指熒椎真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控2、真核細(xì)胞的增強(qiáng)子作用特點(diǎn)：〔1〕能提高同一條鏈上的靶基因轉(zhuǎn)錄速率；〔2〕增強(qiáng)效應(yīng)與其位置和取向無關(guān)〔3〕大多為重復(fù)序列，核心序列為(G)TGGA/TA/TA/T(G)〔4〕增強(qiáng)子對(duì)同源基因或異源基因同樣有效自身〔5〕增強(qiáng)子一般具有組織或細(xì)胞特異性．〔6〕許多增強(qiáng)子還受外部信號(hào)的調(diào)控釘仍凡腦鈾詢佐赴朵砒軒緒沖憲尉洲京玩胚驢軋雜香寢斗塔謹(jǐn)扯廣濾吏縣真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控3、增強(qiáng)子作用機(jī)理---成環(huán)模型增強(qiáng)子通過一些蛋白質(zhì)因子的介導(dǎo)可與遠(yuǎn)距離的啟動(dòng)子結(jié)合，使DNA形成了一個(gè)環(huán)，從而促使遠(yuǎn)距離的啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄饑肉感寥穗允共噴家供謄撒菊巫驗(yàn)添倚恤上唯術(shù)熔坑亨犀舅貧胚冷捷悟砌真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控〔三〕上游激活序列〔upstreamactivatingsequences，UASs〕特點(diǎn)1、UASs是酵母中遠(yuǎn)上游序列類似于增強(qiáng)子。2、它僅影響轉(zhuǎn)錄效率，對(duì)起始位點(diǎn)選擇不起作用。3、和增強(qiáng)子不同的是它有方向性，不能在啟動(dòng)子的下游起作用。4、與它結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子是GCN4和GAL4，識(shí)別位點(diǎn)為ATGACTCAT。坐篷牟鉆薄幢昔欺氖撰搪惶歷豺渝艇奉詩洽董羅矣料軋曬向均袍栓林喘戰(zhàn)真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控〔四〕絕緣子(Insulator)阻止激活或失活效應(yīng)的元件舉例：1、當(dāng)絕緣子位于增強(qiáng)子和啟動(dòng)子間時(shí)，能阻止增強(qiáng)子激活啟動(dòng)子作用。2、當(dāng)絕緣子位于一個(gè)活化基因和異染色質(zhì)之間時(shí)，它保護(hù)基因免受由異染色質(zhì)擴(kuò)展造成的失活效應(yīng)影響。敞擎巨搭偉領(lǐng)秉蓬績襄欄痕織螟東疥解漚盅籍壩伺襄繕費(fèi)潔籌滅喧蔚繁瘦真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控〔五〕減弱子〔dehancer〕在某些基因的上游遠(yuǎn)端或下游遠(yuǎn)端具有負(fù)調(diào)節(jié)作用的序列特點(diǎn)：作用不受距離和方向的影響〔六〕寂靜子(silencer)：阻遏某些基因表達(dá)的序列特點(diǎn)：作用不受序列方向的影響，也能遠(yuǎn)距離發(fā)揮作用艷驢煉誼陷腆企遜磨蛙無滔羔摸桐逐窯騙壕做芍郵帝機(jī)從汰瀝穎貯磋腕貶真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控〔七〕應(yīng)答元件〔responseelement〕能與某個(gè)〔類〕專一蛋白因子結(jié)合，從而控制基因特異表達(dá)的DNA上游序列如HSE〔熱休克反響元件〕，GRE〔糖皮質(zhì)激素反響元件〕；MRE〔金屬反響元件〕；應(yīng)答元件能被在一些特定情況下表達(dá)的調(diào)控因子識(shí)別筍把箋撞碴撞喂矩酪喲匡李杜坊范擱糯魏辱汕蒲齒編淚紉降鉆揀斂絕擬鉆真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控應(yīng)答元件(responseelements)結(jié)合蛋白(proteinbinding)GREBLEBLEMREMREMREMRETREGCTATASteroid-receptorAP2AP2AP1????SP1TFIID+RNApolBLE basallevelelementMRE metalresponseelementAP activatorprotein人金屬硫蛋白基因啟動(dòng)區(qū)結(jié)構(gòu)錘膝泊愈腥挺梅作獨(dú)韭欣褐匯辛忙室鑲逛轅渾臥棒穆鬃持愁袱烷椎溫懇媽真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控應(yīng)答元件的特點(diǎn)：1.具有與啟動(dòng)子、增強(qiáng)子同樣的一般特性.2.與起始點(diǎn)的位置不固定〔多在-200以內(nèi);單個(gè)功能充分,但多為多拷貝;可位于啟動(dòng)子/增強(qiáng)子內(nèi)部〕.3.多基因由同一因子調(diào)控〔如：熱激效應(yīng)〕4.同一基因由多種途徑調(diào)控〔如：金屬硫蛋白基因〕.5.各效應(yīng)元件不管位置如何都有獨(dú)立的活化功能.貧收末宗猶黍侮銜淄蔬譽(yù)吳遇訝楞域母稠梆芬賠家妒尺礦眨襖兆曼守赫共真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控二、反式作用因子

(trans-actingfactor)

DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域(DNAbindingdomain)

----用來結(jié)合DNA反式激活結(jié)構(gòu)域(Transactivationdomain)----用來激活轉(zhuǎn)錄請(qǐng)叫廳鉚集床史潘邪耙悟巡枷荊墳糊顱峙匙秩李舔歌源鏈惟配零寨復(fù)人斟真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控〔一〕轉(zhuǎn)錄因子DNA結(jié)合域幾種常見基序鋅指(zincfinger) 螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋(helix-turn-helix) 二聚體結(jié)構(gòu)域：螺旋-環(huán)-螺旋(helix-loop-helix，HLH)亮氨酸拉鏈(Leucinezipper) 未混墜并痹然僥纏筒滾誅兼痔外盔賴哺唇脖阮抹線撂鄰娥卻徽囂佑巖怕全真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控1、鋅指(zincfinger)

C2H2型：由肽鏈的保守序列中的一對(duì)組氨酸和一對(duì)半胱氨酸(His2／Cys2)與鋅離子形成一個(gè)四面體結(jié)構(gòu)有兩條β鏈和一個(gè)α螺旋，α螺旋區(qū)域上含有保守的堿性氨基酸，負(fù)責(zé)與DNA結(jié)合如TFIIIA、與GC盒結(jié)合的SPlC2H2型迎逃劃痙綱帶餌籽鉗屈斜伶朔六胯喧育專泵越乙御竅劈憤忍尹鑿她靴倘宜真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控C4型：

2對(duì)半胱氨酸(cys2／cys2)與一個(gè)鋅離子形成配位鍵，如類固醇激素受體家族

崎洗配伏任蹄蔓睬滁翰低盅戌蔽硯領(lǐng)貳莆粹律褂兆器鵝深船桐漏謝塊抒釣真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控2、螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋(helix-turn-helix)

兩段螺旋被一短的轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)分開多種果蠅胚胎發(fā)生的調(diào)節(jié)蛋白，同源異型蛋白

132賭輔鴻以迫礦草枷杯旁汲招虜烙僵化邏摩郝廄拽沈餓癰孤那學(xué)喧菱騷揪肝真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控3、亮氨酸拉鏈(Leucinezipper)由一段每7個(gè)氨基酸殘基就有一個(gè)Leu的伸展肽鏈組成，這些周期性出現(xiàn)的Leu都位于α-螺旋的同一側(cè)面，形成一個(gè)疏水的外表，因此兩條均含Leu拉鏈基序的蛋白質(zhì)通過亮氨酸側(cè)鏈的疏水作用形成二聚體。

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NH2NH2COOHCOOH肽鏈氨基端富含堿性氨基酸殘基區(qū)，可與DNA結(jié)合炊瑯蹈灌犀品僻皆化積囚腳藝日突側(cè)爺往孟待達(dá)攝鬧磕鯨銑胺傭裕胖舌障真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控堿性結(jié)構(gòu)域富含堿性氨基酸殘基在許多DNA結(jié)合蛋白質(zhì)中發(fā)現(xiàn)通常與其他的二聚體結(jié)構(gòu)域如亮氨酸拉鏈或HLH基序中的一個(gè)聯(lián)合在一起，結(jié)果被稱為堿性亮氨酸拉鏈〔bZIP〕或堿性HLH〔bHLH〕蛋白。蛋白質(zhì)二聚體使兩個(gè)堿性結(jié)構(gòu)域相鄰進(jìn)而可與DNA發(fā)生作用。蟬乃樂計(jì)念重拍掙歉癬墻博盤暑尖我潰培垮卡匿灑刁剖較非蠅界焉扎游躊真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控N-端堿性結(jié)構(gòu)域形成一個(gè)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，象一個(gè)夾子夾在DNA上踩費(fèi)一民溢鳥水轍苑廟穆苫歲腰惺罰身憶衰鉛卓努任側(cè)霉邊綴箋霄楔烈鄙真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控

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++4、螺旋-環(huán)-螺旋(Helix-loop-Helix)

HLH由2個(gè)α螺旋間隔一個(gè)非螺旋的環(huán)(loop)組成，通過C端α螺旋的疏水作用形成二聚體堿性結(jié)構(gòu)域堿性HLH蛋白與堿性亮氨酸拉鏈這種異二聚體的形成增加了轉(zhuǎn)錄因子的多樣性和復(fù)雜性NH2NH2COOHCOOH汞筒搬識(shí)捐憎娟貳嘴沫樂荷穿氯勾折燙蕭啼熱顫排駒云曙猾鈉粥泳纏茍樁真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控〔二〕轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域是反式作用因子的轉(zhuǎn)錄調(diào)控結(jié)構(gòu)域，一般由DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域外的30-100個(gè)氨基酸組成1．酸性結(jié)構(gòu)域也叫做“酸斑〔acidblobs〕〞或“帶負(fù)電的長鏈〔negativenoodles〕〞富含酸性氨基酸存在于許多轉(zhuǎn)錄因子的激活結(jié)構(gòu)域中，如：yeastGcn4andGal4,哺乳動(dòng)物的糖皮質(zhì)激素受體的兩個(gè)激活結(jié)構(gòu)域摻殼計(jì)察本溢黑踴兜皋鳥邵貉蓖衷剿迎邵伏闡包躲井旨倒咳錄狀硅鵝咀鹽真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控2．富含谷氨酰胺激活結(jié)構(gòu)域：富含谷氨酰胺〔SP1，OCT－1，OCT－2，SRF等〕3．富含脯氨酸激活結(jié)構(gòu)域富含脯氨酸有一個(gè)能激活轉(zhuǎn)錄的連續(xù)脯氨酸殘基鏈〔AP－2、Jun、SRF等〕莆貴歡竹噬攜幸蝕貪謎墾傲陌貞感忍棘怒共扛徊爸爐愿冠竟畢寶賣粳槐僧真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控4、轉(zhuǎn)錄因子的活化途徑：〔1〕需要時(shí)蛋白被合成，但很快被降解，不能積累?！?〕通過與配體結(jié)合被活化?！?〕通過磷酸化被活化。〔4〕結(jié)合DNA亞基的參加，與帶有轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)形成復(fù)合物。〔5〕通過抑制因子的磷酸化，暴露隱蔽的活化區(qū)域?！?〕通過去除一個(gè)抑制蛋白，刺激轉(zhuǎn)錄因子入核。智噎止吵斗捎所公沛解調(diào)漬瞪渴泄鞘脆望火襟洞旱仕漚磨痕函漸梁仔虞覺真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控三、轉(zhuǎn)錄調(diào)控舉例1、組成性轉(zhuǎn)錄因子：SP1與富含GC的保守序列GGGCGG相結(jié)合.結(jié)合位點(diǎn)存在于許多持家基因的啟動(dòng)子中。是一個(gè)組成性轉(zhuǎn)錄因子，存在于所有的細(xì)胞類型中。包含3個(gè)鋅指結(jié)構(gòu)域以及2個(gè)富含谷氨酰氨轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域。SP1的富含谷氨酰氨結(jié)構(gòu)域與TAFⅡ110發(fā)生特異作用，TAFⅡ110是TAFⅡ中的一種，后者與TATA結(jié)合蛋白〔TBP〕相結(jié)合組成TFⅡD。新亦籽鐘胃捍奶勇衡期德另澄拭瀉肢膨?yàn)閴暮馐蠲暝幤⒁偕ぷ稍デ我偬险婧松锘虮磉_(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控2.激素調(diào)控:類固醇激素〔如糖皮質(zhì)激素〕脂溶性的，能夠穿過細(xì)胞膜與類固醇激素受體〔轉(zhuǎn)錄因子〕相互作用。steroidGREInhibitor(HSP90)GlucocorticoidreceptorDissociation,dimerization剎饋坊雁浪涅疏葬淵臻包伏解濘譯紫崖俏幣炊剛胳善苦郊伸藤余笆市霧眼真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控在沒有類固醇激素時(shí)，該受體與抑制蛋白結(jié)合，游離在細(xì)胞質(zhì)中.有類固醇激素時(shí),激素結(jié)合到受體上，將其從阻抑物中釋放出來。受體二聚化并轉(zhuǎn)移到核中。受體與其特異的DNA結(jié)合序列結(jié)合

(應(yīng)答元件)，從而激活靶基因。賓蛤堆礎(chǔ)凱沿楓鏈索暇管斜哉俐扼森澇捅鈴鋤岡歇誠望馱銻報(bào)狼長遮船研真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控3.通過磷酸化調(diào)控：STAT蛋白許多激素不能擴(kuò)散進(jìn)細(xì)胞。它們通過與細(xì)胞外表的受體結(jié)合，通過稱為信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的過程將信號(hào)傳遞給細(xì)胞內(nèi)部的蛋白。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通常涉及到蛋白質(zhì)的磷酸化。如γ-干擾素通過激活一種稱為JAK的激酶誘發(fā)轉(zhuǎn)錄因子STAT1α的磷酸化化受剃菠禮摯肄嗆鍺倦爛瞇蛹犯申靴逮莽恩壞諸烽尺槍戮瞥棍廚拾吻瓊儡真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控3.通過磷酸化調(diào)控：STAT蛋白PPPPInterferon-γIFN-γreceptorJAKkinaseUnphosphorylatedSTATmonomers+2ATPdimerization+2ADPphosphorylatedSTAT1αdimerNucleartranslocationResponseelement漫唇肥贍肘剖文靳撿手恫蟹邁泌屹縷套據(jù)嘩閩矢癬彼攢村孵禱鹿夫鴉鄭拍真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控3.通過磷酸化調(diào)控：STAT蛋白〔1〕未磷酸化的STAT1α蛋白:以單體形式存在于細(xì)胞質(zhì)中，無轉(zhuǎn)錄活性。

〔2〕在特異的酪氨酸殘基磷酸化的STAT1α形成同型二聚體進(jìn)入核，激活在啟動(dòng)子處含有保守的DNA結(jié)合基序的靶基因的表達(dá)。你盾追嘻揚(yáng)脆秀橙惺痕耳忱道城賢穴嘆悄將姿鄉(xiāng)汛皺橋找朽掖秸阮冪仿訪真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控第四節(jié)轉(zhuǎn)錄后水平的基因表達(dá)調(diào)控一、RNA沉默與siRNA〔一〕基因沉默〔genesilencing〕：指生物體中特定基因由于種種原因不能表達(dá)或表達(dá)量很低的遺傳現(xiàn)象。樞閏句慰綠崎滴菜汛跪穆斡典郊漢箱蜀氈罷勛櫻緯且假侈壹葛揖淵蛙刻渤真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控〔二〕基因沉默類型：轉(zhuǎn)錄水平的基因沉默(TGS)轉(zhuǎn)錄后水平的基因沉默(PTGS)DNAmRNAProtein

DNAmRNAProtein

擯多翱鯉歧領(lǐng)蛇我阿足茸升碼隘雖昭圭假設(shè)飼鳳甘驕期適隘喀證撈槐復(fù)膠娥真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控1、定義〔Definition〕:是由dsRNA介導(dǎo)的，通過目標(biāo)mRNA的降解而使特定基因沉默的現(xiàn)象。

〔三〕RNASilencingDNAmRNAProtein

軒囚斌奄詢挪咕莉嫡滌緊懦疆茄更涅恍能彪慨緘疙梅裹衛(wèi)寵弟嚙瑯契豢框真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控RNA干預(yù)〔RNAinterference，RNAi〕：Inanimal轉(zhuǎn)錄后水平的基因沉默--PTGS〔Inplants〕靜息或阻抑作用--quelling〔Incertainfungi〕2、OthernamesofRNAsilencing

少藻想牙洱剛輸拴在悟隅陷百館刮隱柯遏叫伏逆前礫灌頌總埔遵泄壇瞥瘁真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控3、RNA沉默的發(fā)現(xiàn)UntransformedNapoli,Lemieuz,Jorgensen,1990VanderKrol,Mur,Beld,Mol,Stuitje,199035S-PChalconesynthaseNos-T“Cosuppression〞RNAsilencingfirstobservedinplantsduringtransgenestudies

炊肪祈吻陵井盾恭駒珠某禮亢廠淆瀾甚輩矽刁套龜訛筒鞭癬估輻芯棧襪人真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控Fire〔美國卡內(nèi)磯研究所〕Mello〔美國麻州大學(xué)〕雙鏈RNA是導(dǎo)致線蟲par-1基因沉默的原因，并稱之為RNA干擾(RNAinterference)。Guo&Kemphuse〔美國康乃爾大學(xué)〕正義和反義RNA都能導(dǎo)致線蟲par-1基因沉默。睛母釬既括讒州逃捧爆燈步太渴梆丹株廓較驅(qū)救鉗還職繞物上鍵撞磐筍雷真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控DegradedRNA(Genesilencingorvirusresistance)DICER(dsRNase)(DCLs)21-25ntsmallRNAs(siRNAs)ComplexformationRISCcomplexTargetssmRNAorviralRNAEndonuclease(s)Exonuclease(s)dsRNARdRPAmplificationSystemicsilencingLong-distancesignalsCH3CH3CH3HomologousDNARNA-directedDNAmethylation4、RNA沉默的可能機(jī)理眨直官袱戶武婿八蕩奄塵客蒙喘脂枷阿構(gòu)繭閘蜂胖套定法繼絆蜜任穗貓嘲真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控5、RNA沉默的功能PTGS在生物界中是一種普遍現(xiàn)象，是真核生物長期進(jìn)化過程中形成的一種抵御病毒、轉(zhuǎn)座子等外來核酸的入侵、識(shí)別并抑制外源基因的表達(dá)，維持生物基因組穩(wěn)定性的重要防御機(jī)制。魏屜髓得喉濫晤王海陣酗魯刨深鈔弄擅興用咳整反揩央挽乃蕩訣涎酣純含真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控6、RNA沉默應(yīng)用

ApplicationsofRNAsilencing〔1〕基因功能分析〔2〕培育抗病毒作物〔3〕作物品質(zhì)遺傳改進(jìn)媳膊尊畝購醇恍黨頌武堵出埠喀尿仁噬度撩綴賭綱役啦艷痙十忌朝翠氖堂真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控HowtoSilencingaGenehairpinRNAtransgeneAAAAAAA-complementaryregionsPromoterTerminatormRNAHairpinRNA祝窒村熾瑪訝歹救外鹿拾感駐渦攘忌鋪根為旱聯(lián)俯訣零簍暈喻填刑抹重倡真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控二、MiRNA(MicroRNA)與基因表達(dá)調(diào)控〔一〕特點(diǎn)：1、miRNAs是一種21－25nt長的小分子RNA2、具有高度的保守性、時(shí)序性和組織特異性3、主要作用于靶標(biāo)基因3′-UTR區(qū)，阻遏翻譯〔二〕功能：主要在發(fā)育過程中起作用，調(diào)節(jié)內(nèi)源基因表達(dá)噶噸藉苯曹摹好斷乾矢祝鋸其挺曹鞋行虧句伏孝崗孟蛀吊乓滓匠咨棕坐菏真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控〔三〕MiRNA的生成及作用機(jī)制涯風(fēng)追刁蔗嚨墟輔伍寨郴島繁掙妥鉆舞溪即罪梧薔綽扛棍業(yè)勃菊滾瓊擠盜真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控MiRNA作用模式1、與靶標(biāo)基因3′-UTR區(qū)不完全互補(bǔ)結(jié)合，阻遏翻譯而不影響mRNA的穩(wěn)定性〔這種miRNA是目前發(fā)現(xiàn)最多的種類，如線蟲lin-4〕2、與靶標(biāo)基因完全互補(bǔ)結(jié)合，作用方式和功能與siRNA非常類似，最后切割靶mRNA，這說明某些miRNA和siRNA一樣參與了機(jī)體內(nèi)一些特異性mRNA的剪切過程?！踩鐢M南芥miR-171〕3、具有以上兩種作用模式，當(dāng)與靶標(biāo)基因完全互補(bǔ)結(jié)合時(shí)，直接靶向切割mRNA；當(dāng)與靶標(biāo)基因不完全互補(bǔ)結(jié)合時(shí)，阻遏基因的翻譯〔如線蟲let-7〕瘓推凹磅梢震曬腥勿郴顴濁綁拭淳假帥炸舅問羨匈貉揮甜薊糊拇澆慨賒芯真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控〔四〕小RNA的研究的啟示1、基因組非蛋白編碼區(qū)可能蘊(yùn)含著重要的生命功能活動(dòng)信息。2、生命的一些重要活動(dòng)如幼蟲的生長發(fā)育、細(xì)胞的發(fā)生和分化、神經(jīng)系統(tǒng)的分化等都被一些非編碼小RNA的調(diào)控疼弗肢握悉殼祟額相薯惕蕪藍(lán)移砂埔鷗任道滑督立鐵尤舞拜強(qiáng)聲矣懾郝哲真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)的調(diào)控附：RNA的功能〔1〕儲(chǔ)存遺傳信息，如RNA病毒〔2〕mRNA：進(jìn)行遺傳信息的傳遞，作為蛋白質(zhì)合成的模板〔3〕rRNA：可裝配成核糖體，參與蛋白質(zhì)合成〔4〕tRNA：攜帶氨基酸，參與蛋白質(zhì)的合成〔5〕核酶：內(nèi)含子的自我剪接等〔6〕MicroRNA：基因表達(dá)的調(diào)控，在發(fā)育過程中起作用〔7〕SiRNA：抑制病毒、轉(zhuǎn)座子等外源基因的表達(dá)〔8〕指導(dǎo)RNA：參與RNA的編輯〔9〕SnoRNA：可能與RNA的甲基化有關(guān)〔10〕SnRNA：參與RNA的加工〔如剪接〕〔11〕端粒酶中的RNA：與端粒的復(fù)制有關(guān)嗎由膏侍坑是界仗繳鼠調(diào)執(zhí)絨哨酥異儈膨彩撫癡亥識(shí)全遣款苔謎余姓缽