医用分子遗传学-真核基因转录调节

第三节真核基因转录调节 RegulationofEukaryoticGeneTranscription 一 真核基因组结构特点 一 真核基因组结构庞大 二 单顺反子 单顺反子 monocistron 即一个编码基因转录生成一个mRNA分子 经翻译生成一条多肽链 三 基因不连续性 染色体水平DNA的活化转录的起始hnRNA的剪切和加工mRNA转移到胞浆翻译 二 真核基因表达调控特点 二 真核基因表达调控特点 一 多种RNA聚合酶 二 活性染色体结构变化 三 正性调节占主导 四 转录与翻译分隔进行 五 转录后修饰 加工 2 DNA拓扑结构变化 天然双链DNA均以负性超螺旋构象存在 基因活化后 1 对核酸酶敏感 活化基因常有超敏位点 位于调节蛋白结合位点附近 3 DNA碱基修饰变化 1 mCpG是真核生物甲基化的唯一形式2 基因表达与CG甲基化程度呈负相关 甲基化以后可加强阻遏蛋白或降低激活蛋白与DNA的结合3 DNA甲基化对转录的抑制主要决定于甲基化CpG的密度和启动子强度 DNAMethylationandTranscription 5 3 5 3 4 组蛋白变化 富含Lys组蛋白水平降低活性的核小体常缺乏H1 但却结合有非组蛋白HMG 14和HMG 17的存在 H2A H2B二聚体不稳定性增加组蛋白修饰H1组蛋白磷酸化 对DNA亲和力低核心组蛋白的修饰 乙酰化 磷酸化 H3组蛋白巯基暴露 三 RNApolI和pol 的转录调节 RNApolI转录产物只有rRNA前体 有2个顺式作用元件 45 20bp核心元件 156 107bp上游控制元件UCE 需两种转录因子来正确有效地帮助起始转录 上游结合因子1和选择性因子1 RNApol 对tRNA和5SrRNA基因的转录调节 启动子在转录区内 tRNA有2种转录因子 5SrRNA有3种转录因子 但都只有TF B才是真正的转录起始因子 在定位RNApol方面起重要作用 四 RNApolII转录起始的调节 1 由10 12个亚基组成2 最大亚基的C末端含有可磷酸化位点的氨基酸残基 Tyr Ser Pro Thr Ser Pro Ser 重复序列 称为CTD CarboxylTerminalDomain 3 CTD是TFII H的底物 磷酸化后与RNA链延伸有密切关系 一 顺式作用元件 1 启动子 真核基因启动子是RNA聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件 至少包括一个转录起始点以及一个以上的功能组件 定义 是能直接或间接地识别或结合在各顺式作用元件核心序列上 参与调控靶基因转录速率的一组蛋白质 结构 至少含有DNA结合域和转录活性区域 二 反式作用因子 二 反式作用因子 1 转录调节因子分类 按功能特性 基本转录因子 generaltranscriptionfactors 是RNA聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白因子 决定三种RNA mRNA tRNA及rRNA 转录的类别 特异转录因子 specialtranscriptionfactors 为个别基因转录所必需 决定该基因的时间 空间特异性表达 转录激活因子 转录抑制因子 基础转录因子 1 TFII D 由TBP和8种辅助因子 TAF 结合的复合物 TBP识别TATAbox 并与上游调控元件调节基础转录速率有关 2 TFII B C末端直接结合在TBP DNA复合物上 N 末端具有结合RNA聚合酶的功能 3 TFII F 1 可直接和聚合酶II作用 在激活因子作用下 将此复合物募集到起始复合物上去 2 TFII F还有解旋的活性4 TFII E 和TBP相互作用 参与调节TFII H的酶活性5 TFII H 有解旋酶活性 磷酸化RNA聚合酶II大亚基 TBPAssociatedFactor TAF 功能 1 在无TAF的情况下 TBP能启动基础转录水平 2 TAF将反式作用因子的活性区域与基础转录复合物连接 2 转录调节因子结构 锌指结构Cys X2 4 Cys X3 Phe X5 Leu X2 His X3 His 锌指结构 碱性 亮氨酸拉链Basic Leucine Zipper 碱性 螺旋 环 螺旋Basic Helix Loop Helix 碱性 螺旋 环 螺旋Basic Helix Loop Helix 甾体类激素受体 甾体类激素受体 转录活化域 三 mRNA转录激活及其调节 真核RNA聚合酶 在转录因子帮助下 形成的转录起始复合物 TFIID是唯一具有位点特异的DNA结合能力的因子 TBP相关因子是细胞特异的 与转录激活因子共同决定组织特异性转录 研究真核生物基因转录调控的方法 体外 1 DNaseI的敏感位点2 GelShift EMSA 3 Footprint体内 1 TraisentTransfection2 Esta