真核生物的基因表达调控

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1、真核生物的基因表达调控真核生物与原核生物在调控机制上的主要差异调控的原因：原核生物基因表达调节的目的是为了更有效和更经济地对环境的变化做出反应，而多细胞真核生物基因表达调节的主要目的是细胞分化，它需要在不同的生长时期和不同的发育阶段具有不同的基因表达样式；调控的层次：原核生物基因表达调控主要集中在转录水平，但真核生物基因表达的转录后水平调节与其在转录水平上的调节各占“半壁江山”，而某些调控层次是真核生物特有的，比如染色质水平、RNA后加工水平和mRNA运输等；调控的手段：原核生物绝大多数的基因组织成操纵子，但真核生物一般无操纵子结构。在染色质水平上的基因调控原核生物的DNA绝大多数

2、处于完全暴露和可接近的状态，而真核生物DNA大部分被遮挡并组织成染色质。因此，原核生物DNA转录的“默认状态”是开放，其调控机制主要是通过阻遏蛋白进行的负调控，而真核生物DNA转录的“默认状态”是关闭，其调控机制主要是通过激活蛋白进行的正调控。染色质的结构是一种动态可变的结构，其结构的变化能直接影响到基因的表达。已有众多证据表明，一个基因在表达前后，其所在位置的染色质结构会发生重塑或重建。由于染色质的组成单位是核小体，因此，染色质结构的改变是从核小体的变化开始的，而核小体的变化是从组蛋白的共价修饰和去修饰开始的。组蛋白能够经历的共价修饰包括乙酰化、甲基化、磷酸化、泛酰化和ADP-核糖

3、基化等，其中乙酰化对染色质结构的影响最大。组蛋白的乙酰化修饰至少具有三个功能：（1）中和Lys残基上的正电荷而减弱组蛋白与DNA的亲和力；（2）招募其它刺激转录的激活蛋白和辅激活蛋白；（3）启动染色质重塑。以上三个方面均有利于基因转录的发生。组蛋白乙酰化或去乙酰化与染色质转录活性的关系组蛋白乙酰化与染色质重塑的关系组蛋白的修饰与染色质构象变化的关系在DNA水平上的基因表达调控DNA扩增DNA重排DNA甲基化基因丢失DNA印记启动子的选择使用DNA扩增是通过增加基因的拷贝数来提高基因表达效率的一种手段，使用这种手段来进行调控的基因通常是细胞在较短的时间内或在特定的发育阶段大量需要的基因

4、。当其它调控手段已到达极限的时候，DNA扩增就显得尤为重要。实例：果蝇的绒毛膜基因；两栖动物的成熟卵细胞的rRNA基因；哺乳动物细胞的DHFR基因。DNA重排B淋巴细胞在成熟过程Ig基因经历的重排锥体虫主要的表面抗原基因发生的重排酿酒酵母在交配类型转换过程中发生的基因重排抗体基因多样性产生的分子机制VJ和VDJ的重组连接连接的多样性，重排过程中的连接是不精确的，这种“故意”的不精确连接可导致氨基酸的变化或缺失，从而影响到抗原结合位点的结构，实际上它是抗体上出现高变区的原因插入的多样性，TdT作用导致DJ连接或V-DJ连接中随机插入若干个核苷酸到V基因、D基因或J基因的末端体细胞超突变

5、，主要发生在V基因选择性剪接和选择性加尾抗体轻链基因的重排机制胚性细胞内轻链基因的结构抗体重链基因重排、转录、后加工和翻译D基因和J基因连接的多样性锥体虫主要表面抗原基因的重排锥体虫是由一种叫采采蝇的吸血蝇传播的血液寄生性原生动物，它是非洲昏睡病的病原体。在应付宿主细胞的免疫系统方面，锥体虫可谓是魔高一丈，它会不断而有序地改变其表面抗原，以逃避免疫系统对它的攻击，因此，一旦人被感染锥体虫，患者极容易进入慢性感染状态，最后可能发展到严重的神经损伤、昏迷或死亡。锥体虫的表面抗原性质与其可变的表面糖蛋白（VSG），由它形成一种保护性的外被。锥体虫基因组约有1000拷贝的VSG基因，但并不是

6、所有的VSG基因都能表达。只有处于表达偶联位点的拷贝（ELC）才有可能被转录，其它位点上的VSG被称为基本拷贝（BC），无转录活性。锥体虫主要表面抗原基因的重排酿酒酵母在交配类型转换过程中发生的基因重排DNA甲基化与基因表达DNA甲基化是一种复制后加工反应。真核生物和原核生物的甲基化位点和甲基化的功能完全不同。真核生物DNA的甲基化位点主要是CpG二核苷酸（少数是CpNpG三核苷酸序列）之中的C，甲基供体为SAM，由DNA甲基化酶催化，C甲基化后成为5-甲基胞嘧啶。CpG序列在基因组中的分布并不均一，它们通常成簇存在，形成所谓的CpG岛。每一个CpG岛长度在1kb~2kb左右，通常位

7、于基因的启动子附近或内部，并有可能延伸到基因的第一个外显子。甲基化样式与基因表达有关：活性基因的CpG岛处于去甲基化状态，非活性基因的CpG岛处于甲基化状态。管家基因的CpG岛在所有的细胞都呈去甲基化状态，而组织特异性基因的CpG岛只是在表达它的细胞才处于去甲基化状态。DNA甲基化导致基因转录活性丧失的三种可能机制DNA印记就许多真核生物的某些基因而言，在一个发育的个体之中，两个等位基因中只有一个才表达，而哪一个被表达是由亲代决定的：有的是来自父本的基因才