第七章真核生物表达调控

第七章真核生物表达调控第一页，共七十四页，编辑于2023年，星期一本章所讲述内容：

1、真核生物的基因结构与转录活性；

2、真核基因的转录水平调控；

3、反式作用因子的调控作用；

4、真核基因转录调控的主要模式；

5、其他水平的基因调控；

第二页，共七十四页，编辑于2023年，星期一

真核生物的基因结构与转录活性:

1、简述真核生物基因表达调控总论；

2、真核基因组的一般构造特点；

3、基因的典型结构及特点；

4、真核生物DNA水平上的基因表达调控;

5、DNA甲基化与基因活性的调控;第三页，共七十四页，编辑于2023年，星期一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！大肠杆菌约有4000个基因，人则约有3～5万个基因。第四页，共七十四页，编辑于2023年，星期一

真核基因表达调控的最显著特征是能在特定时间和特定的细胞中激活特定的基因，从而实现"预定"的、有序的、不可逆转的分化、发育过程，并使生物的组织和器官在一定的环境条件范围内保持正常功能。第五页，共七十四页，编辑于2023年，星期一

真核生物基因调控，根据其性质可分为两大类：

第一类是瞬时调控或称可逆性调控，它相当于原核细胞对环境条件变化所做出的反应，包括某种底物或激素水平升降，或细胞周期不同阶段中酶活性和浓度的调节。

第二类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。第六页，共七十四页，编辑于2023年，星期一真核基因表达调控的环节更多

基因表达是基因经过转录、翻译、产生有生物活性的蛋白质的整个过程。同原核生物一样，转录依然是真核生物基因表达调控的主要环节。但真核基因转录发生在细胞核（线粒体基因的转录在线粒体内），翻译则多在胞浆，两个过程是分开的，因此其调控增加了更多的环节和复杂性，转录后的调控占有了更多的分量。第七页，共七十四页，编辑于2023年，星期一在真核生物中基因表达的调节其特点是:（1）多层次;（2）无操纵子和衰减子;（3）个体发育复杂;（4）受环境影响较小;第八页，共七十四页，编辑于2023年，星期一

7.1.1基因的典型结构及特点

(1)真核基因组结构庞大由DNA、组蛋白、非组蛋白(P25)等大分子组成。其基本结构物质是DNA和组蛋白。

核小体是染色质的基本单位。真核染色体上三要素：DNA复制起始点、着丝点(centromere)和端粒(telomere)。

着丝粒（centromere)：细胞分裂时染色体与仿锤丝相连结的部位，为染色体的正常分离所必需。

端粒(telomere)：真核生物线状染色体分子末端的DNA区域.具有防止DNA末端降解，保证染色体的稳定性的功能第九页，共七十四页，编辑于2023年，星期一

(2)重复序列分为三种：单拷贝序列(singlecopysequences)

：

一个基因组中只有一个或几个拷贝的序列；长度约为750-2000bp，相当于一个结构基因的长度，占基因组的40-80%。例如结构基因基本上属于不重复序列，如蛋清蛋白、蚕的丝心蛋白等。中度重复序列(moderaterepetitivesequences)

：重复次数在101-104之间;多数长100-500bp，占基因组10-40%。各种rRNA、tRNA及某些结构蛋白基因（如组蛋白基因）。高度重复序列(highrepetitivesequences)—卫星DNA

：这类序列一般较短，长10-300bp，重复次数>lO5，占基因组DNA序列总量的10-60%，人的基因组中这类序列约占20%，功能还不明了。

重复序列的存在是真核生物DNA区别于原核生物DNA的一个重要特征。第十页，共七十四页，编辑于2023年，星期一

(3)基因不连续性(interruptedgene)

基因的编码序列在DNA分子上是不连续的，为不编码的序列所隔开。不连续基因是通过mRNA和DNA杂交试验发现的。外显子(exon)：编码序列内含子(intron)：非编码序列外显子和内含子的概念与是否编码氨基酸的概念并不相对应。从不连续基因到成熟mRNA之间存在着一个基因转录的中间体,叫做初级转录物，叫做不均一核RNA(heterogeneousnuclearRNA,hnRNA),这个基因的初级转录物既含有外显子又含有内合子序列，从不均一核RNA到成熟mRNA要经过一转录后的加工拼接过程。真核生物基因的不连续性和转录后加工是真核基因有别于原核基因的又一重要特征。第十一页，共七十四页，编辑于2023年，星期一在真核生物中也有些基因是不含内含子的，如组蛋白基因及α型、β型干扰素基因、大多数酵母蛋白基因等。在一个结构基因中，编码某一蛋白质不同区域的各个外显子并不连续排列在一起，而常常被长度不等的内含子所隔离，形成镶嵌排列的断裂方式。所以，真核基因有时被称为断裂基因(interruptedgene)。目前尚不清楚内含子的生理功能。研究发现，只有真核生物具有切除基因中内含子，产生功能型mRNA和蛋白质的能力，原核生物一般不具有这种本领。如果要在原核细胞里表达真核基因，必须首先构建切除内含子的重组基因，才有可能得到所研究的蛋白质。第十二页，共七十四页，编辑于2023年，星期一第十三页，共七十四页，编辑于2023年，星期一

(4)存在许多基因家族(genefamily)来源相同、结构相似、功能相关的基因组成为单一的基因簇或称基因家族。同一家族中的成员有时紧密地排列在一起，成为一个基因簇；更多的时候，它们却分散在同一染色体的不同部位，甚至位于不同的染色体上，具有各自不同的表达调控模式。第十四页，共七十四页，编辑于2023年，星期一简单多基因家族

简单多基因家族中的基因一般以串联方式前后相连。在大肠杆菌中，16S，23S和5SrRNA基因联合成一个转录单位，各种rRNA分子都是从这个转录单位上剪切下来的。

在真核生物中，前rRNA转录产物的分子量为45S，包括18S，28S和5.8S三个主要rRNA分子。前rRNA分子中至少有100处被甲基化（主要是核糖的2-OH甲基化），原始转录产物也被特异性RNA酶切割降解，产生成熟rRNA分子。5SrRNA作为一个独立的转录单位，由RNA聚合酶III（而不是聚合酶I）完成转录。第十五页，共七十四页，编辑于2023年，星期一复杂多基因家族

复杂多基因家族一般由几个相关基因家族构成，基因家族之间由间隔序列隔开，并作为独立的转录单位。现已发现存在不同形式的复杂多基因家族。

海胆的组蛋白基因家族串联单位中的每一个基因分别被转录成单顺反子RNA，这些RNA都没有内含子，而且各基因在同一条DNA链上按同一方向转录，每个基因的转录与翻译速度都受到调节。研究还表明，在一个特定的细胞中，并不是所有串联的单位都得到转录。胚胎发育的不同阶段或不同组织中，有不同的串联单位被转录，暗示可能存在具有不同专一性的组蛋白亚类和发育调控机制。第十六页，共七十四页，编辑于2023年，星期一发育调控的复杂多基因家族

多基因家族成员的表达受到不同发育阶段的影响，而形成不同的基因产物。如血红蛋白α2β2的亚基在胚胎期为2ζ22ε2，婴儿期有2%为2α22δ

，98%为2α22β

，这是由于在不同的发育阶段基因的排列顺序决定了基因的表达顺序。发育阶段组成胚胎期(8w以前)2(ζε)2(ζγ)2(αε)胎儿期(8~41w)2(αγ)婴儿期2(αδ)2(αβ)不同发育阶段血红蛋白亚型第十七页，共七十四页，编辑于2023年，星期一7.1.3

真核生物DNA水平上的基因表达调控

分子生物学的最新研究表明，在个体发育过程中，用来合成RNA的DNA模板也会发生规律性变化，从而控制基因表达和生物体的发育。高度重复基因的形成通常与个体分化阶段DNA的某些变化有关。例如，一个成熟的红细胞能产生大量的可翻译出成熟珠蛋白的mRNA，而其前体细胞却不产生珠蛋白。许多情况下，这种变化是由于基因本身或它的拷贝数发生了永久性变化。这种DNA水平的调控是真核生物发育调控的一种形式，它包括了基因丢失、扩增、重排和移位等方式，通过这些方式可以消除或变换某些基因并改变它们的活性。这些调控方式与转录及翻译水平的调控是不同的，因为它使基因组发生了改变。第十八页，共七十四页，编辑于2023年，星期一

7.1.3.1．“开放”型活性染色质（activechromatin）结构对转录的影响

真核基因的活跃转录是在常染色质(euchromatin)上进行的(异染色质hetrochromatin高度压缩,不转录)

。转录发生之前，染色质常常会在特定的区域被解旋松弛，形成自由DNA。这种变化可能包括核小体结构的消除或改变，DNA本身局部结构的变化等，这些变化可导致结构基因暴露，促进转录因子与启动区DNA的结合，诱发基因转录。

用DNA酶I处理各种组织的染色质时，发现处于活跃状态的基因比非活跃状态的DNA更容易被DNA酶I所降解。鸡成红细胞（erythroblast）染色质中，β-血红蛋白基因比卵清蛋白基因更容易被DNA酶I切割降解。鸡输卵管细胞的染色质中被DNA酶I优先降解的是卵清蛋白基因，而不是β-血红蛋白基因。第十九页，共七十四页，编辑于2023年，星期一

存在于“灯刷型”染色体（lampbrush）上的环形结构可能与基因的活性转录有关。“灯刷型”染色体只有在两栖类动物卵细胞发生减数分裂时才能被观察到，它是染色体充分伸展时的一种形态。高倍电镜下观察发现，灯刷型染色体上存在许多突起的“泡”状或“环”状结构，有时还能看到RNP沿着这些突起结构移动，表明这些DNA正在被RNA聚合酶所转录。第二十页，共七十四页，编辑于2023年，星期一1.基因的扩增（amplification）两栖类和昆虫卵母细胞rRNA基因的扩增：如非洲爪蟾卵母细胞rDNA(rRNA基因)的扩增,以满足受精后合成大量蛋白质的需要。一旦卵母细胞成熟，多余的rDNA就没有用了，将被逐渐降解。

7.1.3.2．基因扩增

基因扩增是指某些基因的拷贝数专一性大量增加的现象，它使细胞在短期内产生大量的基因产物以满足生长发育的需要，是基因活性调控的一种方式。

第二十一页，共七十四页，编辑于2023年，星期一

7.1.3.3．基因重排(rearrangement)将一个基因从远离启动子的地方移到距它很近的位点从而启动转录，这种方式被称为基因重排。

真核生物最典型的例子是：1、免疫球蛋白在成熟过程中的重排2、酵母的交配型转变.第二十二页，共七十四页，编辑于2023年，星期一

通过基因重排调节基因活性的典型例子是免疫球蛋白(抗体)结构基因和T-细胞受体基因的表达，前者是由B淋巴细胞合成的，而后者则由T-淋巴细胞合成。抗体有100万种以上，一种淋巴细胞只产生一种抗体。第二十三页，共七十四页，编辑于2023年，星期一免疫球蛋白的肽链主要由可变区（V区）、恒定区（C区）以及两者之间的连接区（J区）组成重链由V、D、J、C四种不同基因片段组成，结构比轻链更为复杂第二十四页，共七十四页，编辑于2023年，星期一V、C和J基因片段在胚胎细胞中相隔较远。编码产生免疫球蛋白的细胞发育分化时，通过染色体内DNA重组把4个相隔较远的基因片段连接在一起，从而产生了具有表达活性的免疫球蛋白基因。第二十五页，共七十四页，编辑于2023年，星期一7.1.4

DNA甲基化与基因活性的调控

DNA甲基化是最早发现的修饰途径之一，这一修饰途径可能存在于所有高等生物中并与基因表达调控密切相关。

大量研究表明，DNA甲基化能关闭某些基因的活性，去甲基化则诱导了基因的重新活化和表达。

DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。第二十六页，共七十四页，编辑于2023年，星期一7.1.4.1．DNA的甲基化

DNA甲基化主要形成5-甲基胞嘧啶（5-mC）和少量的N6-甲基腺嘌呤（N6-mA）及7-甲基鸟嘌呤（7-mG）。

由于CpG二核苷酸通常成串出现在DNA上，这段序列往往被称为CpG岛。第二十七页，共七十四页，编辑于2023年，星期一

真核生物细胞内存在两种甲基化酶活性：一种被称为日常型甲基转移酶，另一种是从头合成型甲基转移酶，前者主要在甲基化母链（模板链）指导下使处于半甲基化的DNA双链分子上与甲基胞嘧啶相对应的胞嘧啶甲基化。该酶催化特异性极强，对半甲基化的DNA有较高的亲和力，使新生的半甲基化DNA迅速甲基化，从而保证DNA复制及细胞分裂后甲基化模式不变。后者催化未甲基化的CpG成为mCpG，它不需要母链指导，但速度很慢。第二十八页，共七十四页，编辑于2023年，星期一7.1.4.2．DNA甲基化抑制基因转录的机理

DNA甲基化导致某些区域DNA构象变化，从而影响了蛋白质与DNA的相互作用，抑制了转录因子与启动区DNA的结合效率。研究表明，当组蛋白H1与含CCGG序列的甲基化或非甲基化DNA分别形成复合体时，DNA的构型存在着很大的差别，甲基化达到一定程度时会发生从常规的B-DNA向Z-DNA的过渡。由于Z-DNA结构收缩，螺旋加深，使许多蛋白质因子赖以结合的元件缩入大沟而不利于基因转录的起始。有实验用序列相同但甲基化水平不同的DNA为材料，比较其作为RNA聚合酶转录模板的活性，发现甲基的引入不利于模板与RNA聚合酶的结合，降低了其体外转录活性。第二十九页，共七十四页，编辑于2023年，星期一

5-甲基胞嘧啶在DNA上并不是随机分布的，基因的5'端和3'端往往富含甲基化位点，而启动区DNA分子上的甲基化密度与基因转录受抑制的程度密切相关。对于弱启动子来说，稀少的甲基化就能使其完全失去转录活性。当这一类启动子被增强时（带有增强子），即使不去甲基化也可以恢复其转录活性。若进一步提高甲基化密度，即使增强后的启动子仍无转录活性。因为甲基化对转录的抑制强度与MeCPl（methylCpG-bindingproteinl）结合DNA的能力成正相关，甲基化CpG的密度和启动子强度之间的平衡决定了该启动子是否具有转录活性。第三十页，共七十四页，编辑于2023年，星期一7.1.4.3．DNA甲基化与X染色体失活

X染色体失活是发育过程中独特的调节机制。

雌性胎生哺乳类动物细胞中两条X染色体之一在发育早期随机失活，以确保与只有一条X染色体的雄性个体内X染色体基因的剂量相同。一旦发生X染色体失活，这个信息便能够稳定地传递给子代细胞，使该细胞有丝分裂所产生的后代都保持同一条X染色体失活。第三十一页，共七十四页，编辑于2023年，星期一X染色体失活中心(X-chromosomeinactivationcenter,Xic):Xist基因(Xi-specifictranscript)XistX染色体其他位点甲基化，不转录活性去甲基化，活性去甲基化，转录失活甲基化，失活第三十二页，共七十四页，编辑于2023年，星期一7.2真核基因转录水平的调控

真核基因调控主要也是在转录水平上进行的，受大量特定的顺式作用元件（cis-actingelement，又称顺式作用元件）和反式作用因子（trans－actingfactor，又称跨域作用因子）的调控，真核生物的转录调控大多数是通过顺式作用元件和反式作用因子复杂的相互作用来实现的。

真核细胞的三种RNA聚合酶（Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ）中，只有RNA聚合酶Ⅱ能转录生成mRNA，以下主要讨论RNA聚合酶Ⅱ的转录调控。

I型：45S-rRNAII型：hnRNAIII型：小分子RNA（5S-rRNA，tRNA，snRNA）第三十三页，共七十四页，编辑于2023年，星期一1.顺式作用元件(cis-actingelements)

真核基因的顺式调控元件是基因周围能与特异转录因子结合而影响转录的DNA序列。其中主要是起正调控作用的顺式作用元件，包括启动子(promoter)、增强子(enhancer)等；。第三十四页，共七十四页，编辑于2023年，星期一真核基因表达以正调控为主

真核RNA聚合酶对启动子的亲和力很低，基本上不能独靠其自身来起始转录，而是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：真核基因表达以正调控为主导。第三十五页，共七十四页，编辑于2023年，星期一（一）顺式作用元件真核生物DNA序列和被转录的结构基因距离较近包括：启动子（启动子上游近侧序列）增强子和转录调控有关

(可影响自身编码基因表达活性)真核基因转录激活调节第三十六页，共七十四页，编辑于2023年，星期一1.启动子和启动子上游近侧序列是RNA聚合酶结合位点周围的DNA序列位于转录起始点的上游按其对RNA聚合酶的影响分为两类:位于较上游的元件，强烈影响转录起始

CAATbox，GCbox离转录点较近，起转录起始调控作用

TATAbox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第三十七页，共七十四页，编辑于2023年，星期一第三十八页，共七十四页，编辑于2023年，星期一2.增强子一类能增强真核生物启动子功能的顺式作用元件（DNA序列）增强子、启动子交错覆盖/连续没有增强子启动子不表现活性没有启动子增强子无法发挥作用增强子作用不受序列方向的制约有组织特异性

第三十九页，共七十四页，编辑于2023年，星期一3.反应元件真核细胞处于某一特定环境时有反应的基因具有相同的顺式作用元件这一类顺式作用元件--反应元件（DNA序列）

特点：（１）具较短的保守序列

（２）与转录起始点的距离不固定

（３）可位于启动子或增强子内举例：激素反应元件（HRE）第四十页，共七十四页，编辑于2023年，星期一

真核细胞DNA上位于基因上游能被转录因子识别和结合，能对特定环境因素作出应答反应的DNA序列．能专一结合特异性蛋白因子,从而调控基因特异表达.应答元件(responseelement)

包括:热激应答元件（HSE）糖皮质激素应答元件(GRE)金属应答元件(MRE)血清应答元件(SRE)第四十一页，共七十四页，编辑于2023年，星期一当糖皮质激素作用时,真核细胞中有反应的基因具有此类顺式作用元件各种应答元件的作用原理是相同的，即特定的蛋白因子识别应答元件并与其结合，从而调控基因的表达。第四十二页，共七十四页，编辑于2023年，星期一

热激应答是多个基因受单一转录因子调控，温度升高，在关闭一些基因转录的同时，打开热激基因(heatshockgene)的转录。无论是细菌还是高等真核生物，热激基因散布在不同染色体上或同一染色体的不同部位，即生物处在最适温度范围以上时，受到热的诱导，就会使许多热激基因转录，合成一系列热激蛋白。热激蛋白是一种分子陪伴(moleculerchaperon)，可以使因温度升高而构型发生改变的蛋白质恢复成维持原有的三维构象，不致丧失功能而使机体得以存活。

第四十三页，共七十四页，编辑于2023年，星期一2、反式作用因子

（转录因子transcriptionfactor）一类在真核细胞核中发挥作用的蛋白质因子反式作用因子

识别/结合顺式作用元件中的靶序列启动转录例：转录因子TFⅡD识别结合

TATAbox

转录因子SP1识别结合

GCbox

转录因子CTF1识别结合

CCAATbox第四十四页，共七十四页，编辑于2023年，星期一表RNA聚合酶Ⅱ的基本转录因子转录因子分子量(kD)功能TBP30与TATA盒结合TFⅡ-B33介导RNA聚合酶Ⅱ的结合TFⅡ-F30,74解旋酶TFⅡ-E34,37ATP酶TFⅡ-H62,89解旋酶TFⅡ-A12,19,35稳定TFⅡ-D的结合TFⅡ-I120促进TFⅡ-D的结合第四十五页，共七十四页，编辑于2023年，星期一2、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)转录的类别反式作用因子是能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上，参与调控靶基因转录效率的蛋白质。第四十六页，共七十四页，编辑于2023年，星期一*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第四十七页，共七十四页，编辑于2023年，星期一

作为蛋白质的转录因子从功能上分析其结构可包含有不同区域：①DNA结合域（DNAbindingdomain），多由60-100个氨基酸残基组成的几个亚区组成；②转录激活域（transcriptionalactivationdomain），常由30-100氨基酸残基组成，这结构域有富含酸性氨基酸、富含谷氨酰胺、富含脯氨酸等不同种类；③连接区，即连接上两个结构域的部分。反式作用因子的三个功能结构域：第四十八页，共七十四页，编辑于2023年，星期一

与DNA结合的转录因子大多以二聚体形式起作用，与DNA结合的功能域结构常见有以几种:

①螺旋-转角-螺旋（helix-turn-helix，HTH）这类蛋白质结构中至少有两个α螺旋，中间由短肽段形成的转角，两个这样的结构以二聚体形式相连，两个α螺旋刚好分别嵌入DNA的深沟。第四十九页，共七十四页，编辑于2023年，星期一图．HTH结构及其与DNA的结合第五十页，共七十四页，编辑于2023年，星期一②锌指（zincfinger）其结构如下图所示，每个重复的“指”状结构约含23个氨基酸残基，锌以4个配价键与4个半胱氨酸、或2个半胱氨酸和2个组氨酸相结合。整个蛋白质分子可有2-9个这样的锌指重复单位。每一个单位可以其指部伸入DNA双螺旋的深沟。例如与GC盒结合的转录因子SP1中就有连续的3个锌指重复结构。第五十一页，共七十四页，编辑于2023年，星期一图

蛋白质的锌指结构第五十二页，共七十四页，编辑于2023年，星期一

③碱性-亮氨酸拉链（basicleucinezipper，bZIP）这结构的特点是蛋白质分子的肽链上每隔6个氨基酸就有一个亮氨酸残基，结果就导致这些亮氨酸残基都在α螺旋的同一个方向出现。两个相同的结构的两排亮氨酸残基就能以疏水键结合成二聚体，这二聚体的另一端的肽段富含碱性氨基酸残基，借其正电荷与DNA双螺旋链上带负电荷的磷酸基团结合。第五十三页，共七十四页，编辑于2023年，星期一第五十四页，共七十四页，编辑于2023年，星期一

4.螺旋一环一螺旋（HLH）(bHLH)：bHLH类蛋白只有形成同源或异源二聚体时，才具有足够的DNA结合能力。该调控区长约50个aa残基，同时具有DNA结合和形成蛋白质二聚体的功能，其主要特点是可形成两个亲脂性α-螺旋，两个螺旋之间由环状结构相连，其DNA结合功能是由一个较短的富碱性氨基酸区所决定的。第五十五页，共七十四页，编辑于2023年，星期一

5、同源域蛋白（hd)：

同源域(homeodomains)基因是指编码60个保守氨基酸序列的DNA片段，同源转换基因与生物生长、发育和分化有关。许多含有同源转换区的基因具有转录调控功能，同源转换区氨基酸序列可能参与了DNA结合区。最早来自控制躯体发育的基因，其中的DNA结合区与螺旋－转角－螺旋(HTH)相似，人们把该DNA序列称为同源域盒。主要与DNA大沟相结合。第五十六页，共七十四页，编辑于2023年，星期一最早在果蝇的homeoticloci（决定身体结构）中发现.同形异位现象(homeosis):果蝇头部长触角部位长出脚来同形异位盒基因(homeobox):高度保守的一段核苷酸序列（180bp）,控制胚胎发育的基因从酵母到人类都存在homeobox,DNA序列高度保守第五十七页，共七十四页，编辑于2023年，星期一转录活化结构域(transcriptionalactivationdomain)

反式作用因子的转录活化功能取决于DNA结合域以外的由30-100个AA组成的区域，此区即为转录活化结构域。

不同的转录活化域大体上有下列几个特征性结构：

-带负电荷的螺旋结构(acidicα–helixdomain)富含谷氨酰胺结构(glutamine-richdomain)富含脯氨酸结构(proline-richdomain)第五十八页，共七十四页，编辑于2023年，星期一7.5其他水平上的基因调控7.5.1RNA的加工成熟

各种基因的转录产物都是RNA，无论是rRNA、tRNA还是mRNA，初级转录产物只有经过加工，才能成为有生物功能的活性分子。7.5.1.1．rRNA和tRNA的加工成熟

rRNA加工有两个内容，一个是分子内的切割，另一个是化学修饰。真核生物的rRNA基因转录时，先产生一个45S的前体rRNA，然后被核酸酶逐渐降解，形成成熟的18S、28S和5.8SrRNA。

第五十九页，共七十四页，编辑于2023年，星期一

rRNA基因转录主要在细胞核仁内进行，初级转录产物45S前体rRNA很快就会被加工降解，生成不同相对分子质量的成熟rRNA。rRNA的化学修饰主要是甲基化，原核生物rRNA主要是碱基甲基化，而真核生物rRNA则主要是核糖甲基化。tRNA基因转录时也可能先生成前体tRNA，然后再进行加工成熟。一般认为，tRNA基因的初级转录产物在进入细胞质后，首先经过核苷的修饰，生成4.5S前体tRNA，再行剪接成为成熟tRNA（4S）。第六十页，共七十四页，编辑于2023年，星期一7.5.1.2．mRNA的加工成熟编码蛋白质的基因转录产生mRNA。这类基因产物在转录后要进行一系列的加工变化，才能成为成熟的有生物功能的mRNA。这些加工主要包括在mRNA的5’末端加“帽子”，在其3’末端加上多聚（A），进行RNA的剪接以及核苷酸的甲基化修饰等。

由于mRNA的这些结构与它作为蛋白质合成模板的功能有密切关系，所以是基因表达的重要调控环节。

与rRNA、tRNA相同，编码蛋白质的基因转录时首先生成前体pre-mRNA（或称核不均一RNA，hnRNA），然后再加工剪接为成熟mRNA。第六十一页，共七十四页，编辑于2023年，星期一7.5.1.3．真核生物基因转录后加工的多样性真核生物的基因可以按其转录方式分为两大类：即简单转录单位和复杂转录单位。这两种转录方式虽然最终都产生蛋白质，但它们的转录后加工方式是不同的。(1)简单转录单位。这类基因只编码产生一个多肽，其原始转录产物有时需要加工，有时则不需要加工。这类基因转录后加工有3种不同形式第一种简单转录单位，如组蛋白基因，它们没有内含子，因此不存在转录后加工问题，其mRNA3’末端没有多聚（A），但有一个保守的回文序列作为转录终止信号。第二种简单转录单位包括腺病毒蛋白IX，α-干扰素和许多酵母蛋白质基因，它们没有内含子，所编码的mRNA不需要剪接，但需要加多聚（A）。第三种简单转录单位包括α-和β-珠蛋白基因及许多细胞蛋白基因，这些基因虽然都有内含子，需要进行转录后加工剪接，还