医用分子遗传学真核基因转录调节ppt课件

1、第第 三三 节节 真核基因转录调理真核基因转录调理Regulation of Eukaryotic Gene Transcription一、真核基因组构造特点一、真核基因组构造特点一真核基因组构造庞大一真核基因组构造庞大哺乳类动哺乳类动物基因组物基因组DNA 约约 3 10 9 碱基对碱基对编码基因约编码基因约 有有 40000 个，占总长的个，占总长的1 %rDNA等反复基因约等反复基因约 占占 5% 10%二单顺反子二单顺反子单顺反子单顺反子(monocistron) 即一个编码基因转录生成一个即一个编码基因转录生成一个mRNA分子，分子，经翻译生成一条多肽链。经翻译生成一条多肽链。 三基

2、因不延续性三基因不延续性染色体程度染色体程度DNA的活化的活化转录的起始转录的起始hnRNA 的剪切和加工的剪切和加工mRNA 转移到胞浆转移到胞浆翻译翻译二、真核基因表达调控特点二、真核基因表达调控特点二、真核基因表达调控特点二、真核基因表达调控特点一多种一多种RNA聚合酶聚合酶二活性染色体构造变化二活性染色体构造变化三正性调理占主导三正性调理占主导四转录与翻译分隔进展四转录与翻译分隔进展五转录后修饰、加工五转录后修饰、加工2. DNA拓扑构造变化拓扑构造变化天然双链天然双链DNA均以负性超螺旋构象存在；均以负性超螺旋构象存在；基因活化后基因活化后RNA-pol正超螺旋正超螺旋负超螺旋负超螺

3、旋转录方向转录方向1. 对核酸酶敏感对核酸酶敏感活化基因常有超敏位点，位于调理蛋活化基因常有超敏位点，位于调理蛋白结合位点附近。白结合位点附近。3. DNA碱基修饰变化碱基修饰变化真核真核DNA约有约有5%的胞嘧啶被甲基化，的胞嘧啶被甲基化，甲基化范围与基因表达程度呈反比。甲基化范围与基因表达程度呈反比。DNA Methylation and Transcription53534. 组蛋白变化组蛋白变化富含富含Lys组蛋白程度降低组蛋白程度降低 活性的核小体常缺乏活性的核小体常缺乏H1，但却结合，但却结合有非组蛋有非组蛋 白白HMG14和和HMG17的存的存在在 H2A, H2B二聚体不稳定性

4、添加二聚体不稳定性添加组蛋白修饰组蛋白修饰H1组蛋白磷酸化，对组蛋白磷酸化，对DNA亲和力低亲和力低 中心组蛋白的修饰，乙酰化，磷中心组蛋白的修饰，乙酰化，磷酸化酸化 H3组蛋白巯基暴露组蛋白巯基暴露三、三、RNA pol I 和和pol 的转录调理的转录调理 RNA pol I转录产物只需转录产物只需rRNA前体，有前体，有2个顺式作用元个顺式作用元件件-45+20bp中心元件，中心元件，-156-107bp上游控制元件上游控制元件UCE，需两种转录因子来正确有效地协助起始转录，需两种转录因子来正确有效地协助起始转录上游结合因子上游结合因子1和选择性因子和选择性因子1。 RNA pol 对对

5、tRNA和和5S rRNA基因的转录调理，启动基因的转录调理，启动子在转录区内。子在转录区内。 tRNA有有2种转录因子，种转录因子， 5S rRNA有有3种转录因子，但都只需种转录因子，但都只需TFB才是真正的转录起始因才是真正的转录起始因子，在定位子，在定位RNA pol方面起重要作用。方面起重要作用。四、四、RNA pol II转录起始的调理转录起始的调理1.由由1012个亚基组成个亚基组成2.最大亚基的最大亚基的C末端含有可磷酸化位点的氨末端含有可磷酸化位点的氨基酸残基基酸残基Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser反 复 序 列 ， 称 为反 复 序 列 ， 称 为 C

6、 T D C a r b o x y l Terminal Domain3.CTD是是TFIIH的底物，磷酸化后与的底物，磷酸化后与RNA链延伸有亲密关系链延伸有亲密关系一顺式作用元件一顺式作用元件1. 启动子启动子真核基因启动子是真核基因启动子是RNA聚合酶结聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件，至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少包括一个转录起始点以及一个以上的功能组件。的功能组件。TATA盒盒GC盒盒CAAT盒盒2. 加强子加强子(enhancer)指远离转录起始点、决议基因的时间、指远离转录起始点、决议基因的时间、空间特异性、加强启动子转录活性的空间特异

7、性、加强启动子转录活性的DNA序序列。列。3. 沉默子沉默子(silencer)某些基因的负性调理元件，当其结合特异某些基因的负性调理元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。定义：是能直接或间接地识别或结合在各定义：是能直接或间接地识别或结合在各顺式作用元件中心序列上，参与调顺式作用元件中心序列上，参与调控靶基因转录速率的一组蛋白质。控靶基因转录速率的一组蛋白质。构造：至少含有构造：至少含有DNA结合域和转录活性区结合域和转录活性区域域二反式作用因子二反式作用因子 二反式作用因子二反式作用因子 1. 转录调理因子分类按功能特性转录调理因子分类按功能

8、特性* 根本转录因子根本转录因子(general transcription factors)是是RNA聚合酶结合启动子所必需的一组蛋聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白因子，决议三种白因子，决议三种RNA(mRNA、tRNA及及rRNA)转录的类别。转录的类别。* 特异转录因子特异转录因子(special transcription factors)为个别基因转录所必需，决议该基因的为个别基因转录所必需，决议该基因的时间、空间特异性表达。时间、空间特异性表达。转录激活因子转录激活因子转录抑制因子转录抑制因子1.TFIID：由：由TBP和和8种辅助因子种辅助因子TAF结合的复合结合的复合 物，物，

9、TBP识别识别TATA box，并与上游调控元，并与上游调控元件调理根底转录速率有关。件调理根底转录速率有关。2.TFIIB：C末端直接结合在末端直接结合在TBPDNA复合物上，复合物上，N-末端具有结合末端具有结合RNA聚合酶的功能。聚合酶的功能。3.TFIIF：1、可直接和聚合酶、可直接和聚合酶 II 作用，在激活因子作作用，在激活因子作用下，将此复合物募集到起始复合物上去。用下，将此复合物募集到起始复合物上去。 2、TFIIF还有解旋的活性还有解旋的活性4.TFIIE：和：和TBP相互作用，参与调理相互作用，参与调理TFIIH的酶活的酶活性性5.TFIIH：有解旋酶活性，磷酸化：有解旋酶

10、活性，磷酸化RNA聚合酶聚合酶 II 大亚大亚基基1. 1.在无在无TAFTAF的情况下，的情况下，TBPTBP能启动根底转录能启动根底转录程度。程度。2.TAF2.TAF将反式作用因子的活性区域与根底转将反式作用因子的活性区域与根底转录复合物衔接。录复合物衔接。2. 转录调理因子构造转录调理因子构造DNA结合域结合域转录激活域转录激活域TF蛋白质蛋白质-蛋白质结合域蛋白质结合域二聚化构造域二聚化构造域 谷氨酰胺富含域谷氨酰胺富含域酸性激活域酸性激活域脯氨酸富含域脯氨酸富含域三三mRNA 转录激活及其调理转录激活及其调理polTFHTAFTFFTAFTAFTFATFBTBP真核真核RNA聚合酶聚合酶在转录因子协助下，构成在转录因子协助下，构成的转录起始复合物。的转录起始复合物。TF II D是独一具有位点特异是独一具有位点特异的的DNA结合才干的因子。结合才干的因子。TATA DNATBP相关因子相关因子是细胞特异的，是细胞特异的，与转录激活因与转录激活因子共同决议组子共同决议组织特异性转录织特异性转录 体外：体外： 1.DNase I 的敏感位点的敏感位点 2.Gel Shift (EMSA)