分子遗传学4章真核生物基因的表达调控

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1、第五章真核基因的表达调控ThreelevelscontrolThreeorfourlevelscontrol?Generegulationverycomplexineukaryotescells!Multipleplacescontrol!真核生物基因表达调控的特点：在真核生物中，染色体的结构对基因的表达有明显的调控作用；真核基因的转录和翻译是在不同地点不同时间进行，从而使真核基因的表达有多种转录后的调控机制；基因表达具有时间性和空间性。时间性：个体发育的不同阶段，基因表达的种类和数量是不同的；空间性：在不同组织和器官

2、中，基因表达的种类和数量是不同的。真核生物基因表达存在细胞特异性或组织特异性。真核生物的基因表达调控是多因子、多步骤的调控过程。一DNA水平的调控基因丢失在细胞分化过程中，某些原生动物、线虫、昆虫等体细胞通过丢失某些基因而除去这些基因的活性。基因扩增某个或某些基因的拷贝数选择性增加的现象。这种增加可以发生在细胞或组织内，也可以在体外(试管中)或在细胞或组织中。这种增加一般与基因组的其他基因的增加不成比例。（爪蟾卵母细胞成熟中rDNA的扩增。）基因重排指某些基因片段改变原来存在顺序而重新排列组合，成为一个完整的转录单位。

3、调节表达产物多样性。（免疫球蛋白IgG）基因重排DNA甲基化与基因的表达成反比关系直接改变基因的构型影响转录因子与顺式作用元件结合5′端调控序列甲基化后与核内甲基化CG序列结合蛋白结合DNaseⅠ高敏感区为去甲基化的标志染色质结构改变组蛋白与DNA结合与解离（活性与非活性）非组蛋白与组蛋白竞争结合DNA，解除组蛋白对基因表达的抑制组蛋白修饰（甲基化、乙酰化、磷酸化）常染色质与异染色质的互变DNA甲基化（一）顺式作用元件（cis-element）：顺式作用元件:指DNA上对基因表达有调节活性的某些特定的调节序列，其活性仅

4、影响与其自身处于同一DNA分子的基因。这种DNA序列多位与基因旁侧或内含子中，不编码蛋白质。1、启动子2、增强子3、绝缘子4、应答元件二转录水平的调控1、 启动子(promotor)位于转录起始位点附近，具有相对固定位置，且为转录起始所必需的序列元件。启动子一般模式：核心启动子，TATAbox上游启动子成分（UPE），CAATbox等TATA框控制转录的精确性，而UPE则控制转录的起始频率，启动子的强度决定于UPE的数目和种类。CorePromotorICorePromotorIIAssemblyofRNApolIII

5、2、 增强子(enhancer)位于转录起始位点较远位置上，具有参与、激活和增强转录起始功能的序列元件。增强子元件常常是组织特异性或短暂调节的靶位点。增强子特点：与启动子的相对位置和取向无关，只要存在于同一DNA分子上都能起作用；没有基因专一性，可以在不同的基因组合中表现增强效应；严格的组织特异性和细胞特异性；增强子(enhancer)3、绝缘子(insulator)能阻断激活或失活效应通过的元件，它们有一种或同时有两种主要特征：当绝缘子位于增强子和启动子之间的时候，它能阻断增强子对启动子的激活作用当绝缘子位于活性基因

6、和异染色质之间时，能保护活性基因免受异染色质延伸所带来的失活效应绝缘子的作用是增强基因调控的准确性4、应答元件(responseelement)一组受共同调控的基因，各基因都有一个相同的序列元件，该元件是诱导型转录因子（inducibleactivator）识别靶基因的位点,称为应答元件（responseelement）。如：热休克应答元件（HSE）、血清应答元件（SRE）、糖皮质激素应答元件（GRE）特点：是启动子的上游元件（如HSE）或增强子（如GRE）都含有短的共有序列，但不一定完全相同转录因子结合区在共有序列的

7、任一侧附近应答元件动物模型植物模型（二）反式作用因子(trans-actingfactor)真核细胞内序列特异的DNA（8-15bp）结合蛋白可以使基因开放（正调控）或关闭（负调控）三个功能结构域：DNA结合域，转录活性域，结合其它蛋白结构域反式作用因子:指能直接或间接地识别或结合在各顺式作用元件8～15bp核心序列上，参与调控靶基因转录效率的一组蛋白质，也称序列特异性DNA结合蛋白(sequencespecificDNAbindingprotein，SDBP)，这是一类细胞核内蛋白质因子。在结构上含有与DNA结合的结

8、构域。DNAStructure–MajorandMinorGrooves反式作用因子根据作用方式分为三类：①通用转录因子。普遍存在的转录因子。如TATAbox结合因子TFⅡD、GCbox结合因子SP1等。②组织特异性转录因子。与基因表达的组织特异性有很大关系。③诱导性反式作用因子。活性能被特异的诱导因子所诱导。DNA结合域（DNA