最新[生物学]第七章真核基因表达调控模式521-药学医学精品资料.ppt

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1、最新[生物学]第七章真核基因表达调控模式2012521-药学医学精品资料概述第一节：真核生物的基因结构与转录活性第二节：真核基因的转录第三节：反式作用因子第四节：真核基因转录调控的主要模式第五节：其它水平上的基因调控目录真核生物和原核生物由于基本生活方式不同所决定基因表达调控上的巨大差别。原核生物的调控系统就是要在一个特定的环境中为细胞创造高速生长的条件，或使细胞在受到损伤时，尽快得到修复，所以，原核生物基因表达的开关经常是通过控制转录的起始来调节的。真核生物（除酵母、藻类和原生动物等单细胞类之外）主要由多细胞组成，每个真核细胞所携带

2、的基因数量及总基因组中蕴藏的遗传信息量都大大高于原核生物。人类细胞单倍体基因组就包含有3×109bp总DNA，约为大肠杆菌总DNA的1000倍，是噬菌体总DNA的10万倍左右！概述真核生物基因表达调控的种类：A根据其性质可分为两大类：1.是瞬时调控或称为可逆性调控它相当于原核细胞对环境条件变化所做出的反应。瞬时调控包括某种底物或激素水平升降时，及细胞周期不同阶段中酶活性和浓度的调节。2.是发育调控或称不可逆调控是真核基因调控的精髓部分，它决定了真核细胞生长、分化、发育的全部进程。B根据基因调控在同一事件中发生的先后次序又可分为：DNA

3、水平调控－－转录水平调控－－转录后水平调控－－翻译水平调控－－蛋白质加工水平的调控真核生物基因表达调节特点是:1.多层次2.真核基因的转录与染色质的结构变化相关3.真核基因表达以正性调控为主4.无操纵子和衰减子（转录与翻译间隔进行）5.存在转录后修饰、加工6.个体发育复杂7.受环境影响较小1.多层次真核基因表达调控的层次与水平染色体水平（DNA水平，转录前水平）转录水平转录后水平翻译水平翻译后水平2.真核基因的转录与染色质的结构变化相关(1).染色质结构影响基因转录(2).组蛋白的作用(3).转录活跃区域对核酸酶作用敏感度增加(4).

4、DNA拓扑结构变化(5).DNA碱基修饰变化(1).染色质结构影响基因转录：松散的常染色质中的基因可以转录。紧凑折叠结构的异染色质从未见有基因转录表达，可见紧密的染色质结构阻止基因表达。(2).组蛋白的作用：组蛋白是碱性蛋白质，带正电荷，可与DNA链上带负电荷的磷酸基相结合，从而遮蔽了DNA分子，妨碍了转录，可能扮演了非特异性阻遏蛋白的作用。(3).转录活跃区域对核酸酶作用敏感度增加：高敏感点常出现在转录基因的5′侧区、3′末端或在基因上，多在调控蛋白结合位点的附近，分析该区域核小体的结构发生变化，可能有利于调控蛋白结合而促进转录。(

5、4).DNA拓扑结构变化：天然双链DNA的构象大多是负性超螺旋。当基因活跃转录时，RNA聚合酶转录方向前方DNA的构象是正性超螺旋，其后面的DNA为负性超螺旋。正性超螺旋会拆散核小体，有利于RNA聚合酶向前移动转录；而负性超螺旋则有利于核小体的再形成。(5).DNA碱基修饰变化：真核DNA中的胞嘧啶约有5%被甲基化为5－甲基胞嘧啶，这种甲基化最常发生在某些基因5′侧区的CpG序列中，这段序列甲基化可使其后的基因不能转录，甲基化可能阻碍转录因子与DNA特定部位的结合从而影响转录。如果用基因打靶的方法除去主要的DNA甲基化酶，小鼠的胚胎就

6、不能正常发育而死亡，可见DNA的甲基化对基因表达调控是重要的。3.真核基因表达以正性调控为主真核RNA聚合酶对启动子的亲和力很低，基本上不依靠自身来起始转录，需要依赖多种激活蛋白的协同作用。真核基因调控中虽然也发现有负性调控元件，但其存在并不普遍；真核基因转录表达的调控蛋白也有起阻遏和激活作用或兼有两种作用者，但总的是以激活蛋白的作用为主。即多数真核基因在没有调控蛋白作用时是不转录的，需要表达时就要有激活的蛋白质来促进转录。换言之：真核基因表达以正性调控为主导。4.无操纵子和衰减子（转录与翻译间隔进行）5存在转录后修饰、加工6.个体发

7、育复杂7.受环境影响较小研究基因调控主要应回答3个问题：①什么是诱发基因转录的信号？②基因调控主要是在哪一步（模板DNA的转录、mRNA的成熟或蛋白质合成）实现的？③不同水平基因调控的分子机制是什么？染色体水平（DNA水平，转录前水平）1.“开放”型活性染色质结构对转录的影响2.基因扩增（数量增加）与丢失3.基因重排（位置变化、组合出不同类型）4.甲基化（碱基修饰）5.组蛋白修饰第一节：真核生物的基因结构与转录活性一、基因家族二、真核基因的断裂结构三、真核生物DNA水平上的基因表达调控四、DNA甲基化与基因活性的调控前述：真核基因组的

8、一般构造特点①在真核细胞中，一条成熟的mRNA链只能翻译出一条多肽链，不存在原核生物中常见的多基因操纵子形式。②真核细胞DNA都与组蛋白和大量非组蛋白相结合，只有一小部分DNA是裸露的。③高等真核细胞DNA中很大部分是不