南京大学分子生物学第23讲

1、3，酵母接合型相关匣子（1）序列组成（表9-1）（2）沉寂匣子的阻遏蛋白及其结合位点（3）沉寂匣子不活跃转录的原因1（二）哺乳动物免疫球蛋白的表达与基因重排 1，轻链（1）种类（2）结构 （3）基因及基因重排2A，轻链的V，C，J（如V，C，J）基因在不产生抗体的细胞中相距很远，在产生抗体的细胞中被排列组合重排在一起，V和C之间是较短的J片段。轻链V区是由V基因片段和J基因片段共同编码的3B， 链的形成C， 链的形成2，重链（1）种类 （2）结构 （3）基因及基因重排43，免疫球蛋白类型的转换（1）抗体类型的转换现象（2）抗体类型的转换的机制5二、染色体水平上的基因活化调节（一）染色质的状态1

2、，非活性染色质的结构2，活性染色质的结构6（二）开放染色质结构的形成1，DNA结构的影响2，组蛋白的修饰（1）H1组蛋白的磷酸化7（2）核心组蛋白的修饰A，核心组蛋白的乙酰基化 B，H2A组蛋白的泛素化（3）其他DNA结合蛋白的作用A，启动子上游调控因子B，HMG结构域蛋白8（三）活性染色质的特征1，DNA酶I敏感位点（1）活跃基因的DNA酶I优先敏感性（2）活跃基因DNA酶I优先敏感性区域的分布 （3）造成DNA酶I优先敏感性的原因 （4）DNA酶I优先敏感性与基因转录的时间关系 92， DNA酶I超敏感位点（1）DNA酶I超敏感点及其定位方法 （2）超敏感点与基因活性的关系 （3）超敏感点

3、与基因转录的时间关系10（4）超敏感点的特点 不是特定的碱基位置，而是一段100200bp的DNA序列至少一部分序列以游离DNA形式存在可能有局部的解链与其下游转录起始位点距离因基因而异113，组蛋白H3巯基的暴露正在转录的染色质中，组蛋白H3的110位的巯基暴露出来，表明转录活性存在于伸展的染色质中12（四）DNA的甲基化和去甲基化1，真核生物基因组DNA甲基化（1）真核生物DNA甲基化位点真核生物DNA的mCpG是DNA甲基化的唯一形式一般哺乳动物基因组5%的胞嘧啶甲基为mCpG，且在DNA双链对称出现， mCpG占全部CpG的70%13（2）基因的甲基化状态高度甲基化（如：女性的一条X染

4、色体）诱导的去甲基化（如：组织或发育阶段特异性表达基因）持续低水平甲基化（如：持家基因）14（3）DNA的甲基化状态全甲基化半甲基化非甲基化15（4）用于甲基化研究的限制性内切酶（图98）Hpa：识别并切割未甲基化的CCGGMsp：识别并切割所有的CCGG162，甲基化DNA的结合蛋白（1）MeCP1：在体外结合至少12对mCpG，是参与甲基化对基因转录抑制的主要蛋白（2）MeCP2：结合一个mCpG碱基对，生物学意义不详173，DNA甲基化的转录抑制（1）哺乳动物以CpG甲基化程度为标准的启动子分类18A，CpG岛启动子在某些持家基因的启动子附近CG高度集中（较其他区域高1020倍），形成长

5、达0.53kb的富含CG区域，称为CpG岛。 CpG一般不能和MeCP1结合19B，组织特异性启动子CpG相对较少，在大部分组织中为甲基化状态，受DNA甲基转移酶调节20（2） DNA甲基化与基因表达活性的负相关性A，限制酶研究结果：活跃基因表现为甲基化不足B，用5-氮胞苷人为造成去甲基化可诱导基因表达21C，在特异性表达某些基因的组织中，活化基因附近mCpG降低至其他组织中的30%D，有H1的压缩状态核小体中含有哺乳动物和DNA中80%的mCpG224，DNA去甲基化位点的特点（1）范围和DNA酶I优先敏感区域十分吻合（2）只有一小部分CG二核苷酸对的去甲基化与基因激活有关，它们位于对基因表

6、达关系十分密切的序列中235， DNA甲基化位点的维持及去甲基化位点的产生DNA甲基化酶可以识别半甲基化的CG二核苷酸对并使之完全甲基化去甲基化可以由去甲基化酶催化产生，或是在DNA复制时甲基化酶未能在半甲基化处催化甲基化246， DNA甲基化/去甲基化对基因活性调控的相对性（1） DNA甲基化程度因物种而异DNA甲基化随进化程度的提高而增强25（2） DNA甲基化/去甲基化对不同基因活性有不同影响例子：非洲爪蟾rDNA的活性不受DNA甲基化/去甲基化的影响，而其他基因不同原因：可能与转录所用的RNA聚合酶种类有关26第四节转录水平的调控27一、Britten-Davidson模型（一）保证各

7、种细胞类型表达“正确”的基因组合的方法 1，多拷贝基因的组织特异性调控 不同类型的细胞通过与细胞类型特异的方式控制多拷贝基因的表达282，单拷贝基因的复合控制系统（二）真核生物基因表达的复合控制系统1，真核生物基因表达调控的基本要素（图9-9）（1）结构基因 29（2）接受位点位于结构基因的5端，可被激活因子（蛋白质或RNA）识别一个结构基因可以有不同的接受位点含有相同接受位点的基因属于一组（set）基因30（3）综合者基因编码激活因子31（4）感受位点与综合者基因相邻并控制其表达一个感受位点可以同时产生几种激活因子一个感受位点所控制的全部结构基因属于一套（battch）基因32（5）感受信号

8、：由感受位点接受的基因表达调控信号332， Britten-Davidson调控模型 （图9-10）（1）一个结构基因可以接受不同感受信号的调控 A，不同感受信号可以激活同一种综合者基因，控制同一个结构基因的表达B，不同感受信号可以激活不同的综合者基因，控制同一个结构基因的表达34（2）一个感受信号可以协调不同结构基因的表达 A，一个感受信号可以通过激活一种综合者基因，控制不同结构基因的表达B，一个感受信号可以通过激活不同的综合者基因，协调不同结构基因的表达35(3)复合控制系统基本要素之间的关系（仅供参考）A，关系图感受信号 感受位点 （综合者基因 接受位点系统） 结构基因 B，说明 ：表示

9、“多对多”的关系 ：表示“一对一”的关系 36二、基因调控的顺式作用成分（一）启动子：启动子是指确保转录精确而有效地起始的DNA序列371，TATA框 作用：保证转录精确起始位于-25-35区富含TA有的基因缺少此区382，上游启动子成分（UPE）：主要控制转录起始频率（1）CCAAT框 （CCAAT box）位于-70-80区（2）GC框（GC box）位于-80-110，含有GCCACACCC或GGGCGG39（3）UPE的作用特点CAAT区对转录起始的影响最大，该区任一碱基的改变都将极大地影响靶基因的转录强度UPE对于TATA框的取向对转录强度影响不大不是每个基因都包含这几种序列40（二

10、）真核生物的增强子1，增强子的特点能使基因转录频率增加10200倍，有的甚至上千倍增强效应与位置和取向无关大多为重复序列，一般长约50bp，适合与蛋白因子结合。其内部常含有一个核心序列：（G）TGGA/TA/TA/T（G）41一般具有组织或细胞特异性没有基因专一性许多增强子还受外部信号的调控422，构成增强子的基本单元（以SV40为例）（1）72bp正向重复序列（2）增强子成分SV40增强子含有A，B，C三种增强子成分须两个或两个以上才有作用增强子成分可以互换，具有等效性43（3）增强子元增强子成分是由两个增强子元组成的每个增强子元都是一个转录因子的结合位点，每种可单独结合转录因子44增强子元

11、也可以互换2个增强子元紧密相连，构成一个增强子成分453，增强子的组织结构及作用机制（1）增强子元水平上的二元组织方式能产型复合物：能够促进转录的复合物激活结构域：有结合于同一增强子成分的两个转录因子产生46（2）增强子成分水平上的二元组织方式近启动子成分复合物上有两个与激活结构域作用的位点，因此需要两个增强子成分及其复合物47（3）增强子所包含的两个水平上的二元组织方式的意义提供更多形式的调控减少突变对基因表达调控的影响48（4）增强子的远程作用解释：转录复合体的形成；DNA环形结构证据：免疫球蛋白链的启动子和增强子的关系49，增强子的种类（）细胞特异性增强子绝大部分组织特异性的增强效应都是

12、由于不同细胞或组织中含有特异的DNA调控蛋白的活性所决定的50（）诱导性增强子其活性通常需要有典型的启动子参与，同时还包括诱导性元件，后者可被相应因素诱导而促进转录515，启动子和增强子的相似性（1）作用机理的相似性（2）DNA序列及反式作用因子的相似性免疫球蛋白基因增强子的八核苷酸序列及其反式作用因子NF-A52（3）启动子和增强子的功能相似性SV40增强子代替-珠蛋白基因启动子UPE双份热震惊基因上游启动子成分HSTE的增强子作用53（三）沉默子（silencer）1，作用对基因的表达起负调控作用2，特点其作用不受距离和方向的限制54（四）转座元转座元对基因的调控可能是由于转座元件的插入，

13、带来新的序列特异性DNA结合蛋白及其结合位点，这些序列可以以增强子的方式远距离地调控基因转录。55由于真核细胞基因组中蛋白质的编码区仅占2%，因此转座元的移动很少引起外元的改变，而主要是通过其调控作用使机体在长期的进化过程中，适应环境压力选择出更多的异质品系56三、基因调控的反式作用因子所有顺式作用元件都要和相应的反式作用因子结合，并通过蛋白质之间的作用才能实现对基因转录的调控57与特异DNA调控序列结合的蛋白质因子称为转录因子。它们中有些被认为是转录复合体的一部分；更多的是基因或启动子特异性结合调控蛋白，是起始某个（类）基因转录所必需的。58特异转录因子对基因表达的调控主要通过两种方式：A，调控转录起始复合物的形成B，提高RNA