真核生物的基因组真核生物基因表达调控的特点和种类真核生

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1、真核生物的基因组真核生物基因表达调控的特点和种类真核生物DNA水平上的基因表达调控真核生物转录水平上的基因表达调控真核基因转录后水平上的调控Contents第四节真核生物转录水平上的基因表达调控一、真核基因转录二、真核基因转录调控的主要模式信号转导（一）概述单细胞生物——直接作出反应多细胞生物——通过细胞间复杂的信号传递系统来传递信息，从而调控机体活动。外界环境变化时跨膜信号转导的一般步骤特定的细胞释放信息物质信息物质经扩散或血循环到达靶细胞与靶细胞的受体特异性结合受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统靶细胞产生生物学效应※细胞间信息物质是由细胞分泌的调节靶细胞生命活动

2、的化学物质的统称，又称作第一信使。如生长因子、细胞因子、胰岛素等在细胞内传递信息的小分子物质，如：Ca2+、IP3、DAG、cAMP、cGMP等。※第二信使(secondarymessenger)能与受体呈特异性结合的生物活性分子则称配体(ligand)。受体的定义是细胞膜上或细胞内能特别识别生物活性分子并与之结合的成分。它能把识别和接受的信号正确无误地放大并传递到细胞内部，进而引起生物学效应的特殊蛋白质，个别是糖脂。存在于细胞质膜上的受体，根据其结构和转换信号的方式又分为三大类：离子通道受体，G蛋白偶联受体和跨膜蛋白激酶受体。1、膜受体(membranerecepto

3、r)（1）G蛋白偶联受体又称七个跨膜螺旋受体/蛇型受体目录※G蛋白(guanylatebindingprotein)是一类和GTP或GDP相结合、位于细胞膜胞浆面的外周蛋白，由、、三个亚基组成。有两种构象：非活化型；活化型两种G蛋白的活性型和非活性型的互变目录霍乱毒素能催化ADP核糖基共价结合到Gs的α亚基上，致使α亚基丧失GTP酶的活性，结果GTP永久结合在Gs的α亚基上，使α亚基处于持续活化状态，腺苷酸环化酶永久性活化。导致霍乱病患者细胞内Na+和水持续外流，产生严重腹泻而脱水。2、胞内受体(membranereceptor)高度可变区位于N端，具有转录活性

4、DNA结合区含有锌指结构激素结合区位于C端，结合激素、热休克蛋白，使受体二聚化，激活转录配体：类固醇激素、甲状腺素等功能：多为反式作用因子，当与相应配体结合后，能与DNA的顺式作用元件结合，调节基因转录。（二）信号传导途径1、膜受体介导的信息传递（1）cAMP-蛋白激酶Ａ途径/（P269）A激酶（PKA）：依赖于cAMP的蛋白激酶。cAMP调控的A激酶活性不同细胞对cAMP信号途径的反应速度不同：●在肌肉细胞1秒钟之内可启动糖原降解为葡糖1-磷酸（图），而抑制糖原的合成cAMP活化糖原磷酸化酶示意图●在某些分泌细胞，需要几个小时，激活的PKA进入细胞核，将CRE结合蛋白

5、磷酸化，调节相关基因的表达。CRE（cAMPresponseelement，cAMP应答元件）是DNA上的调节区域。(TGACGTCA)CRE结合蛋白(cAMPresponseelementboundprotein,CREB)cAMP信号与基因表达该信号途径涉及的反应链可表示为：激素→G蛋白耦联受体→G蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→依赖cAMP的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录4，5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）磷脂酶C（PLC-β）1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）二酰基甘油（DAG）（2）磷脂酰肌醇途径（3）酪氨酸蛋白激酶途径（PTK/TPK）分类：跨膜受体型TPK

6、和胞质非受体型TPK细胞外信号EGF、PDGF等具PTK活性的受体GRB2PSOSPRas-GTPPRaf调节其他蛋白活性MAPKKMAPKPPP细胞核反式作用因子调控基因表达细胞膜二聚化目录跨膜受体型TPK胞质非受体型TPK：受体分子缺乏酪氨酸蛋白激酶活性，但它们能借助细胞内的一类具有激酶结构的连接蛋白JAK完成信息转导。干扰素诱导JAK、STAT复合体核内转移及调节基因转录机制目录STAT：信号转导子和转录激活子JAK-STAT途径2、胞内受体介导的信息传递小分子激素激活其受体分子的机制胞内受体的基本结构分析细胞内受体的本质是激素激活的基因调控蛋白类固醇激素与甲状腺

7、素通过胞内受体调节生理过程真核生物的基因组真核生物基因表达调控的特点和种类真核生物DNA水平上的基因表达调控真核生物转录水平上的基因表达调控真核基因转录后水平上的调控Contents五、真核基因转录后水平上的调控（一）RNA的加工成熟1、rRNA和tRNA的加工成熟rRNA的加工：分子内的切割和化学修饰rRNA化学修饰：甲基化原核生物：碱基甲基化真核生物：核糖甲基化tRNA基因转录时也可能先生成前体tRNA，然后再进行加工成熟。一般认为，tRNA基因的初级转录产物在进入细胞质后，首先经过核苷的修饰，生成4.5S前体tRNA，再行剪接成为成