细胞生物学基因表达调控学习教案

1、会计学1细胞细胞(xbo)生物学基因表达调控生物学基因表达调控第一页，共27页。转录前水平的调控转录前水平的调控 一、染色体丢失一、染色体丢失 马蛔虫马蛔虫 受精卵受精卵体细胞体细胞染色体断裂染色体断裂小染色体小染色体丢失丢失 生殖细胞：保留生殖细胞：保留(boli)(boli)完整染色体完整染色体 哺乳动物的红细胞哺乳动物的红细胞 原生动物四膜虫原生动物四膜虫 大核（营养核）、小核（生殖核）大核（营养核）、小核（生殖核） 二、基因扩增二、基因扩增 卵母细胞（非洲爪蟾）卵母细胞（非洲爪蟾） rDNA rDNA（200200拷贝）拷贝）在减数分裂期在减数分裂期大量复制大量复制200200万万rD

2、NArDNA拷贝拷贝 第2页/共27页第二页，共27页。三、基因三、基因(jyn)重排重排第3页/共27页第三页，共27页。轻链：轻链：2p 2p 、22q22q第4页/共27页第四页，共27页。重链重链 1414号染色体号染色体第5页/共27页第五页，共27页。第6页/共27页第六页，共27页。第7页/共27页第七页，共27页。转录水平上的基因调控转录水平上的基因调控一、基因调控的顺式作用一、基因调控的顺式作用(zuyng)(zuyng)元件元件(cis acting elements)(cis acting elements) 启动子启动子RNARNA聚合酶结合并起动转录的聚合酶结合并起动

3、转录的DNADNA序列。序列。 元件名称元件名称共同序列共同序列结合的蛋白因子结合的蛋白因子名称名称分子量分子量结合结合DNADNA长长度度TATA boxTATA boxTATAAAATATAAAATBPTBP30,00030,00010bp10bpGC boxGC boxGGGCGGGGGCGGSP-1SP-1105,000105,00020bp20bpCAAT boxCAAT boxGGCCAATCTGGCCAATCTCTF/NF1CTF/NF160,00060,00022bp22bpOctamerOctamerATTTGCATATTTGCATOct-1Oct-176,00076,000

4、10bp10bpkBkBGGGACTTTCCGGGACTTTCCNFkBNFkB44,00044,00010bp10bp第8页/共27页第八页，共27页。第9页/共27页第九页，共27页。第10页/共27页第十页，共27页。 增强子能够使与它连锁的基因转录效率明显增加的增强子能够使与它连锁的基因转录效率明显增加的DNADNA序列。增强子序列。增强子通常占通常占100100200bp200bp长度，也和启动子一样由若干组件构成，基长度，也和启动子一样由若干组件构成，基本核心组件常为本核心组件常为8 812bp12bp，可以单拷贝或多拷贝串连形式存在。增强效，可以单拷贝或多拷贝串连形式存在。增强效

5、应、位置可远近、方向可正反、必须有启动子、无启动子特异性、需要应、位置可远近、方向可正反、必须有启动子、无启动子特异性、需要特定蛋白参与、有组织或细胞特异性。特定蛋白参与、有组织或细胞特异性。 沉默子沉默子 在酵母以及在在酵母以及在T T淋巴细胞的淋巴细胞的T T抗原受体基因的转录和重排中证抗原受体基因的转录和重排中证实这种负调控顺式元件的存在。沉默子的作用实这种负调控顺式元件的存在。沉默子的作用(zuyng)(zuyng)可不受序列可不受序列方向的影响，也能远距离发挥作用方向的影响，也能远距离发挥作用(zuyng)(zuyng)，并可对异源基因的表，并可对异源基因的表达起作用达起作用(zuy

6、ng)(zuyng)。 第11页/共27页第十一页，共27页。二、反式作用二、反式作用(zuyng)(zuyng)因子因子(trans-acting factors) (trans-acting factors) 1. 1.转录因子转录因子(transcription factors, TF)(transcription factors, TF) 与与RNARNA聚合酶聚合酶、相应的转录因子分别称为相应的转录因子分别称为TFTF、TFTF、TFTF。为球状蛋白。为球状蛋白, ,具有具有DNADNA结合域和转录激活结构域结合域和转录激活结构域. . 第12页/共27页第十二页，共27页。 例如酵

7、母例如酵母(jiom)(jiom)细胞的细胞的Gal1Gal1基因的表达基因的表达第13页/共27页第十三页，共27页。蛋白结构类型：蛋白结构类型：螺旋螺旋(luxun)-(luxun)-转角转角- -螺旋螺旋(luxun)(luxun)（helix-turn-helixhelix-turn-helix HTH HTH） 由两个短由两个短-螺旋螺旋(luxun)(luxun)片段组成片段组成, ,各约各约7-97-9个氨基酸残基长个氨基酸残基长, ,中间由一条中间由一条-转角分隔开。转角分隔开。 第14页/共27页第十四页，共27页。锌指结构锌指结构(jigu)(jigu)（Zn finger

8、Zn finger） 锌指由大约锌指由大约3030个氨基酸残基组成个氨基酸残基组成, ,其中的其中的4 4个残基或者是半胱氨酸个残基或者是半胱氨酸(Cys),(Cys),或者或者是两个半肽氨酸是两个半肽氨酸(Cys)(Cys)和两个组氨酸和两个组氨酸(His),(His),与一个锌与一个锌(Zn)(Zn)原子配位。原子配位。 第15页/共27页第十五页，共27页。亮氨酸拉链结构（亮氨酸拉链结构（leucine zipperleucine zipper） 一种特殊的一种特殊的-螺旋螺旋, ,这些这些-螺旋的显著特点是亮氨酸的频繁螺旋的显著特点是亮氨酸的频繁(pnfn)(pnfn)出现出现, ,每

9、每7 7个氨基酸残基出现个氨基酸残基出现1 1个亮氨酸个亮氨酸, ,使之沿着使之沿着-螺旋的疏水侧排列成直线。螺旋的疏水侧排列成直线。 第16页/共27页第十六页，共27页。 激活激活(j hu)(j hu)方式方式第17页/共27页第十七页，共27页。 蛋白质与蛋白质与DNADNA、蛋白质与蛋白质相互作用、蛋白质与蛋白质相互作用第18页/共27页第十八页，共27页。转录后水平的调节转录后水平的调节 hnRNA hnRNA的修饰加工的修饰加工(ji gng)(ji gng) 戴帽、加尾、剪切戴帽、加尾、剪切第19页/共27页第十九页，共27页。第20页/共27页第二十页，共27页。第21页/共

10、27页第二十一页，共27页。第22页/共27页第二十二页，共27页。mRNAmRNA前体的选择性拼接前体的选择性拼接(pn ji)(pn ji)第23页/共27页第二十三页，共27页。mRNAmRNA的选择性运输的选择性运输 海胆海胆(hi dn)(hi dn)囊胚细胞中有囊胚细胞中有2000020000种种hnRNAhnRNA，而仅有，而仅有1300013000种种mRNAmRNA；成；成体肠细胞中有体肠细胞中有2500025000种种hnRNAhnRNA，而仅有，而仅有30003000种种mRNAmRNA。第24页/共27页第二十四页，共27页。翻译和翻译后加工水平的调控翻译和翻译后加工水平的调