(18)-5.6 真核基因表达调控

知识回顾原核基因表达调控正调控、负调控操纵子：乳糖、色氨酸翻译水平调控第六节

真核基因表达调控

一、

转录水平调控

二、

翻译水平调控本节重点1.顺式调控

如基因启动子发生突变，使调控蛋白不能识别启动子结构，基因不能表达，这种只影响基因本身表达、不影响其它等位基因调控的突变称顺式调控。2.反式调控

调控蛋白发生突变，不能与这个基因的启动子结合，将可影响到与该调控蛋白结合有关的所有等位基因位点表达这种突变称为反式调控。一、

转录水平调控

指的能够调节同条染色体上结构基因的表达的一段DNA序列。例如：启动子、增强子、沉默子、绝缘子等强化子（增强子，transcriptionalenhancer）：离转录起始点较远，通过调控启动子区域DNA转录起始复合物的组装来提高转录效率。

3.

顺式调控元件（顺式作用元件）

强化子作用机理：与转录激活子结合，使DNA弯曲形成环状结构，使强化子与启动子直接接触，以便使转录因子、转录激活子和RNA聚合酶一起形成转录复合体，利于转录反应，提高转录效率。转录强化子可提高不同的启动子的转录效率，同一时间里，一个强化子只与一个启动子起作用，具体作用取决于启动子与强化子竞争性互作。如：人血红蛋白基因，控制胎儿γ链和成人β链两基因共用同一个强化子，强化子与不同的启动子结合导致不同的基因表达。沉默子：和增强子相反，属负调控元件，参与时空特异性基因的表达调控，不受方向和位置的限制。绝缘子：本身对基因的表达既没有正效应，也没有负效应，其作用只是不让远端调控元件对基因的活化效应或失活效应发生作用。如：激活子（transcriptionactivator）是一种与强化子结合的蛋白质，属于一种转录因子。

正激活子：促进转录

真激活子：与转录复合体接触激活转录；

抗阻遏物激活子：改变染色质结构（染色质重建），促使其它转录因子结合来提高转录效率。

负激活子：抑制转录的因子。

4.反式调控元件

指的是能够调节不同染色体上的结构基因的表达的序列。包括各种转录因子的编码基因。5.选择性启动子

有些真核生物基因具有两个或两个以上的启动子用于在不同的细胞中表达，具有独立的转录调控（不同的启动子可产生不同的初级转录产物和相同的蛋白质编码序列）。

如果蝇的乙醇脱氢酶基因分别具有幼虫和成虫启动子。6.选择性mRNA切割

同一初级转录产物在不同的细胞中用不同方式进行切割加工，形成不同的成熟mRNA分子，使蛋白质含量或组成上都可能不同。例：老鼠的α－淀粉酶基因，肝脏和腺体中的不同切割，外显子Ｓ和Ｌ分别成为腺体和肝脏mRNA的前导序列，形成不同mRNA。二、翻译水平的调控

1.翻译多肽过程的调控

①.mRNA加尾过程：

组织细胞中已存在的mRNA的多聚Ａ（polyA）尾端序列，在生物发育适宜时期，尾端序列加长至几百个核苷酸序列，并翻译成蛋白质。

如植物种子在发芽的早期阶段，虽没有mRNA的合成，但有蛋白质的合成。

②.阻遏蛋白特异结合：

如铁蛋白的翻译调控：铁蛋白的功能是贮存铁。铁蛋白的mRNA翻译取决于铁的供应。

当细胞没有铁时，阻遏蛋白与铁蛋白mRNA启动子区域铁反应元（ironresponseelement，IRE）结合，翻译被阻止；

当有铁存在时，阻遏物不再与IRE结合，翻译顺利进行。2.蛋白质加工过程的调控

⑴蛋白质的折叠

蛋白质在一定的条件下（如伴蛋白chaperones存在时），才能折叠成一定的空间构型，并具有生物学功能。

⑵蛋白酶的切割①末端切割：有些分泌蛋白对细胞有毒害作用，常以无活性的前体蛋白形式贮存在于细胞内，需这种蛋白时，由蛋白酶切割加工成有功能的蛋白。如蜜蜂的蜜毒素。②多聚蛋白质切割：

有些蛋白质开始翻译时形成一个含有多个蛋白质分子的多肽链，切割后产生具有不同功能的蛋白质分子。如，一些脊椎动物的激素合成。

人的脑垂体产生一种蛋白质，至少包括四种不同的荷尔蒙分子，经蛋白酶切割多聚蛋白质后形成。在不同细胞中切割的方式和位点不同，从而产生不同的荷尔蒙分子，以适应不同的细胞发育的需要。⑶蛋白质的化学修饰

①简单修饰

将一些小化学基团，如乙酰基、甲基和磷酸基加到氨基酸侧链或蛋白质的氨基端或羧基端上，具有特异性。如核小体组蛋白H3的乙酰化，使染色质的构型发生变化，影响基因表达。

②

复杂修饰

蛋白质的糖基化（glycosylation）：一些大分子量碳水化合物加到多肽链上。

⑷蛋白质内含子

同mRNA一样，一些前体蛋白质具有内含子（intein）序列，位于多肽序列的中间经加工切除后，两端的蛋白质外显子（extein）连接为成熟蛋白质分子。

特点：①切割位点保守

内含子前面常为半胱氨酸，后面序列是组氨酸－天门冬酰胺；内含子后面外显子序列的前面常是半胱氨酸、丝氨酸和苏氨酸；存在一些保守序列。

②具有自动切割加工能力

如果蝇胚胎发育的内含子蛋白质（Hedgehog）。③蛋白质内含子片段具有核酸内切酶活性杂合体中，无内含子的DNA序列，经内含子的切割跳跃而成为