生物化学基因表达调节

生物化学基因表达调节第1页，课件共107页，创作于2023年2月本章要点一、基因表达的概念二、基因表达调节的特点：时间性及空间性三、基因表达的方式四、基因表达的生物学意义五、基因表达调节的基本原理（重点）第2页，课件共107页，创作于2023年2月一、基因表达的概念基因表达（geneexpression）就是指在一定调节因素的作用下，DNA分子上特定的基因被激活并转录生成特定的RNA，或由此引起特异性蛋白质合成的过程。基因表达产物：RNA

或蛋白质

第3页，课件共107页，创作于2023年2月人类基因组DNA中约含3万(安全中数）个基因，但在某一特定时期，只有少数的基因处于转录激活状态，其余大多数基因则处于静息状态。一般来说，在大部分情况下，处于转录激活状态的基因仅占5%。这都是基因表达调节的结果。通过基因表达以合成特异性蛋白质，从而赋予细胞以特定的生理功能或形态，以适应内外环境的改变。第4页，课件共107页，创作于2023年2月二、基因表达调节的特点：时间性及空间性

（一）时间特异性：基因表达调节的时间特异性(temporalspecificity)是指特定基因的表达严格按照特定的时间顺序发生，以适应细胞或个体特定分化、发育阶段的需要。故又称为阶段特异性。

第5页，课件共107页，创作于2023年2月第6页，课件共107页，创作于2023年2月（二）空间特异性：基因表达调节的空间特异性（spatialspecificity）是指多细胞生物个体在某一特定生长发育阶段，同一基因的表达在不同的细胞或组织器官不同，从而导致特异性的蛋白质分布于不同的细胞或组织器官。故又称为细胞特异性或组织特异性。

第7页，课件共107页，创作于2023年2月三、基因表达的方式

（一）组成型表达：组成型基因表达（constitutivegeneexpression）是指在个体发育的任一阶段都能在大多数细胞中持续进行的基因表达。其基因表达产物通常是对生命过程必需的或必不可少的，且较少受环境因素的影响。这类基因通常被称为看家基因（housekeepinggene）。

第8页，课件共107页，创作于2023年2月看家基因是维持细胞最低限度功能所不可少的基因,如编码组蛋白基因、编码核糖体蛋白基因、线粒体蛋白基因、糖酵解酶的基因等。看家基因的特点：必需性、广泛性、持续性、稳定性第9页，课件共107页，创作于2023年2月（二）诱导和阻遏表达：诱导表达（induction）是指在特定环境因素刺激下，基因被激活，从而使基因的表达产物增加。这类基因称为可诱导基因。阻遏表达（repression）是指在特定环境因素刺激下，基因被抑制，从而使基因的表达产物减少。这类基因称为可阻遏基因。

第10页，课件共107页，创作于2023年2月四、基因表达的生物学意义（一）适应环境、维持生长和增殖。（二）维持个体发育与分化。

第11页，课件共107页，创作于2023年2月大肠杆菌在培养基里只有乳糖时才表达乳糖分解代谢酶类，而有葡萄糖时则不表达这些酶类。这样一方面适应了环境的变化，同时也避免了浪费（同时保留两套利用糖的酶类）。第12页，课件共107页，创作于2023年2月五、基因表达调节的基本原理

（一）基因表达的多级调节：基因表达调节可见于从基因激活到蛋白质生物合成的各个阶段，因此基因表达的调节可分为转录前水平、转录水平（基因激活及转录起始），转录后水平（加工及转运），翻译水平及翻译后水平。

第13页，课件共107页，创作于2023年2月中心法则第14页，课件共107页，创作于2023年2月（二）基因转录调节基本要素：

基因表达的调节与基因的结构、性质，生物个体或细胞所处的内、外环境，以及细胞内所存在的转录调节蛋白有关。

1.特异DNA序列和调节蛋白质：

原核生物真核生物第15页，课件共107页，创作于2023年2月原核生物——操纵子(operon)

机制特异DNA序列编码序列

启动序列

操纵序列

其他调节序列(promoter)(operator)

蛋白质因子第16页，课件共107页，创作于2023年2月是RNA聚合酶结合并启动转录的特异DNA序列。1)启动序列RNA转录起始-35区-10区TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N16N7N7N6N7N6AAAAAtrptRNATyrlacrecAAraBADTTGACATATAAT共有序列第17页，课件共107页，创作于2023年2月共有序列(consensussequence)决定启动序列的转录活性大小。某些特异因子（蛋白质）决定RNA聚合酶对一个或一套启动序列的特异性识别和结合能力。第18页，课件共107页，创作于2023年2月2操纵序列（操作子）

——阻遏蛋白(repressor)的结合位点当操纵序列结合有阻遏蛋白时，会阻碍RNA聚合酶与启动序列的结合，或是RNA聚合酶不能沿DNA向前移动，阻碍转录。启动序列编码序列操纵序列pol阻遏蛋白第19页，课件共107页，创作于2023年2月3)其他调节序列、调节蛋白例如激活蛋白(activator)可结合启动序列邻近的DNA序列，促进RNA聚合酶与启动序列的结合，增强RNA聚合酶活性。有些基因在没有激活蛋白存在时，RNA聚合酶很少或完全不能结合启动序列。第20页，课件共107页，创作于2023年2月真核生物1．顺式作用元件：顺式作用元件（cis-actingelement）又称分子内作用元件，指存在于DNA分子上的一些与基因转录调节有关的特殊顺序。

BADNA编码序列转录起始点第21页，课件共107页，创作于2023年2月2．反式作用因子：反式作用因子（trans-actingfactor）又称为分子间作用因子，指一些与基因表达调节有关的蛋白质因子。反式作用因子与顺式作用元件之间的共同作用，才能够达到对特定基因进行调节的目的。比较：顺式作用元件——DNA序列反式作用因子——蛋白质分子第22页，课件共107页，创作于2023年2月2.DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质的相互作用指的是反式作用因子与顺式作用元件之间的特异识别及结合。通常是非共价结合，被识别的DNA结合位点通常呈对称、或不完全对称结构。第23页，课件共107页，创作于2023年2月

大多数调节蛋白在与DNA结合之前，需先通过蛋白质-蛋白质相互作用，形成二聚体或多聚体，然后再通过识别特定的顺式作用元件，而与DNA分子结合。这种结合通常是非共价键结合。

第24页，课件共107页，创作于2023年2月3.RNA聚合酶⑴原核启动序列/真核启动子与RNA聚合酶活性。通过RNA聚合酶与启动子的亲和力，影响转录。⑵调节蛋白与RNA聚合酶活性一些特异调节蛋白在适当环境信号刺激下表达，然后通过DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用影响RNA聚合酶活性。第25页，课件共107页，创作于2023年2月

重点：原核生物基因转录调节

存在于原核生物中的一种主要的调节模式是操纵子（operon）调节模式，该模式也见于低等真核生物中。若干结构基因串联在一起，其表达受到同一调节系统的调节，这种基因的组织形式称为操纵子（operon）

。

第26页，课件共107页，创作于2023年2月一、操纵子的结构与功能

典型的操纵子可分为控制区和信息区两部分。控制区由各种调节序列所组成，而信息区则由若干结构基因串联在一起构成。

第27页，课件共107页，创作于2023年2月**操纵子=控制区+信息区控制区：（1）启动子（Promoter）:为cAMP受体蛋白（CRP）和RNA聚合酶结合区。（2）操作子（0perater）:为调节蛋白结合位点。信息区:由一个或数个结构基因串联在一起组成。第28页，课件共107页，创作于2023年2月乳糖操纵子的调节机理

大肠杆菌在含有葡萄糖的培养基里生长时不代谢乳糖；转入只含有乳糖的培养基时，代谢乳糖的酶量增加1000倍，可代谢乳糖。如果此时在培养基里又加入葡萄糖，大肠杆菌停止代谢乳糖转而重新利用葡萄糖，乳糖代谢酶类急剧下降。由此可见葡萄糖代谢阻遏了乳糖代谢，这一过程是乳糖操纵子调节的结果。第29页，课件共107页，创作于2023年2月第30页，课件共107页，创作于2023年2月原核生物大肠杆菌乳糖操纵子(Lacoperon)

的控制区包括启动子（其CRP结合位点位于RNA聚合酶结合位点上游）和操作子；其信息区由3个酶基因串联组成：

1、β-半乳糖苷酶基因（lacZ）；

2、通透酶基因（lacY）；

3、转乙酰基酶基因（lacA）。调节基因（阻遏基因），产生调节蛋白（阻遏蛋白）。有些调节基因产物对操纵子起着正调节作用。第31页，课件共107页，创作于2023年2月（一）乳糖操纵子(lacoperon)的结构

调控区CAP结合位点启动序列操纵序列

结构基因Z：β-半乳糖苷酶Y：通透酶A：乙酰基转移酶ZYAOPDNA第32页，课件共107页，创作于2023年2月第33页，课件共107页，创作于2023年2月乳糖操纵子的结构基因及其表达产物第34页，课件共107页，创作于2023年2月二、乳糖操纵子的调节机制负调控：阻遏物阻止转录过程。负调控提供了一个保险机制。正调控：调节蛋白的作用是帮助转录起始。它和DNA、RNA聚合酶相互作用来帮助起始。第35页，课件共107页，创作于2023年2月1、负调节：阻遏蛋白。该蛋白由调节基因（I）最先表达合成，与操纵子（O）结合阻止转录；与乳糖结合失活。2、正调节：CAP（降解物基因活化蛋白）。乳糖操纵子的启动子是弱启动子，RNA聚合酶与其结合的能力很弱，只有活化的CAP(与cAMP结合）结合到启动子上游的CAP位点后，促使RNA聚合酶与启动子结合，才能开始有效转录。3、协调调节：负调节和正调节协调作用。第36页，课件共107页，创作于2023年2月阻遏蛋白的结构和作用机理该蛋白是由4个相对分子量为37000的亚基聚合而成。亚基与DNA结合的结构域含有螺旋—转角—螺旋基序，该结构常见于DNA结合蛋白。两个短的α螺旋，中间夹一个β转角，其中一个α螺旋能与DNA相互作用，识别操作子序列并与之结合，称为识别螺旋。第37页，课件共107页，创作于2023年2月识别螺旋第38页，课件共107页，创作于2023年2月操作子序列为一段含有28bp旋转对称的回文结构，阻遏蛋白亚基与其结合时正好贴在DNA的深沟处，识别螺旋的氨基酸与碱基对之间形成特异的氢键。操作子序列在其上游和下游各有一个相似的回文结构，阻遏蛋白4个亚基除与操纵序列回文结构结合外，还与上游或下游的回文结构结合，中间DNA形成突环，由此增加了阻遏蛋白阻止转录的效果。第39页，课件共107页，创作于2023年2月第40页，课件共107页，创作于2023年2月第41页，课件共107页，创作于2023年2月CAP与cAMPCAP(降解物基因活化蛋白）或CRP（环腺苷酸受体蛋白），为相对分子量22000亚基的二聚体，其结合DNA的结构域也有螺旋—转角—螺旋基序。CAP与cAMP结合后被活化，当该复合物结合于DNA时，可使DNA发生94度弯曲，并促进了RNA聚合酶与启动子的结合，二者正好位于弯曲DNA的同一方向，彼此作用得到加强，从而可以增强转录。第42页，课件共107页，创作于2023年2月葡萄糖分解代谢的降解物能抑制腺苷酸环化酶活性并活化磷酸二酯酶，降低cAMP浓度。第43页，课件共107页，创作于2023年2月CAP与cAMP结合后活化，可结合到启动子上游的CAP位点上，促进RNA聚合酶与启动子结合。可诱导分解代谢操纵子的CAP结合位点均含有TGTGA序列。第44页，课件共107页，创作于2023年2月第45页，课件共107页，创作于2023年2月第46页，课件共107页，创作于2023年2月（一）乳糖操纵子的诱导：第47页，课件共107页，创作于2023年2月第48页，课件共107页，创作于2023年2月（二）乳糖操纵子的阻遏：第49页，课件共107页，创作于2023年2月第50页，课件共107页，创作于2023年2月习题E.Coli细胞能在不同的碳源上生长，当它在以下物质存在条件下生长时，lac操纵子的转录速度如何（按从大到小排序）？

1.乳糖和葡萄糖；

2.葡萄糖；

3.乳糖。第51页，课件共107页，创作于2023年2月趣闻：乳糖操纵子与诺贝尔奖1961年，法国科学家莫诺（J·L·Monod，1910-1976）与雅可布（F·Jacob）发表“蛋白质合成中的遗传调节机制”一文，提出（乳糖）操纵子学说，开创了基因表达调节的研究。1965年，两人即荣获诺贝尔生理学与医学奖。但在莫诺和雅可布最早提出的操纵子模型中并没有启动子，直接对结构基因起操纵作用的，仅有一个操作子。因此，有人开玩笑说：“半个操纵子就可以得诺贝尔奖”。对某一项成就，人们如果说它的一半就可以实现某种重要作用，就表明这项成就的伟大。我国北宋时代的名臣赵普就有“半部论语就可以治天下”的名言，由此也可见操纵子学说的巨大意义。第52页，课件共107页，创作于2023年2月等待最久的诺贝尔奖美国科学家鲁斯发现过滤性病毒是引发癌症的一种原因，在他公布有关理论55年后，终于在1966年获得了诺贝尔生理学与医学奖，此时他已经87岁高龄。还有1996年诺贝尔经济学奖得主维克里，他创建非对称的信息理论时才刚过而立之年，得奖时已过82岁，并且在宣布获奖3天后就因心脏病不幸去世。如果他在获奖宣布前去世，不知评委们该如何处理，因为按评选规定，诺贝尔奖只能颁给在世的人。

第53页，课件共107页，创作于2023年2月三、色氨酸操纵子的调节机制

色氨酸操纵子（trpoperon）属于阻遏型操纵子，主要参与调节一系列用于色氨酸合成代谢的酶蛋白的转录合成。当细胞内缺乏色氨酸时，此操纵子开放，而当细胞内合成的色氨酸过多时，此操纵子被关闭。色氨酸的合成分5步完成。每个环节需要一种酶，编码这5种酶的基因紧密连锁在一起，被转录在一条多顺反子mRNA上，编码了邻氨基苯甲酸合酶（trpE

和trpG）、邻氨基苯甲酸焦磷酸转移酶（trpD

）、邻氨基苯甲酸异构酶（trpF）、吲哚甘油磷酸合酶（trpC

）和色氨酸合酶（trpA

和trpB

）。第54页，课件共107页，创作于2023年2月第55页，课件共107页，创作于2023年2月色氨酸操纵子的调节可分为两个层次：1、阻遏蛋白的负调节；2、衰减调节。（一）阻遏蛋白的负调节色氨酸操纵子的调节机制与乳糖操纵子类似，但通常情况下，操纵子处于开放状态，其辅阻遏蛋白不能与操作子结合而阻遏转录。而当色氨酸合成过多时，色氨酸作为辅阻遏物与辅阻遏蛋白结合而形成阻遏蛋白，后者与操作子结合而使基因转录关闭。

第56页，课件共107页，创作于2023年2月TrpTrp高时Trp低时mRNAOPtrpR调节区结构基因

RNA聚合酶

RNA聚合酶

阻遏蛋白负调节色氨酸操纵子第57页，课件共107页，创作于2023年2月（二）衰减调节色氨酸操纵子第一个结构基因前存在有一段前导序列,其中有一衰减区域，当细胞内色氨酸酸浓度很高时，通过与转录相偶联的翻译过程，形成一个衰减子结构，使RNA聚合酶从DNA上脱落，导致转录终止。第58页，课件共107页，创作于2023年2月色氨酸操纵子转录的mRNA的5′端有162个核苷酸的前导序列，该序列可合成一段小肽（前导肽，14肽），它在翻译水平上控制前导区转录的终止。前导RNA链有4个区域彼此互补，可形成特殊的茎环结构，实际上是一种位于结构基因上游前导区的终止子，控制着转录的进行。第59页，课件共107页，创作于2023年2月色氨酸操纵子mRNA前导区序列第60页，课件共107页，创作于2023年2月前导序列中4个互补区形成茎环结构能力强弱：

序列1/2>序列2/3>序列3/4第61页，课件共107页，创作于2023年2月色氨酸操纵子衰减机制（a）氨基酸缺乏：前导肽不能形成，转录在终止信号处（RNA形成的特殊茎环构象和寡聚U处）停止。（b）色氨酸缺乏但有其他氨基酸：前导肽翻译至色氨酸密码子（UGG）处停止，核糖体占据区域1，区域2和3配对，终止信号不能形成，转录继续进行。第62页，课件共107页，创作于2023年2月（c）色氨酸浓度高、其他氨基酸也足够：前导14肽被正常合成，核糖体占据1和2位置，终止信号形成，转录终止。苯丙氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸和组氨酸的合成操纵子都存在衰减子的调节位点，也有前导肽序列，通过重复的调节密码子，在编码小肽时，翻译的同时调节基因的转录。第63页，课件共107页，创作于2023年2月衰减机制示意图第64页，课件共107页，创作于2023年2月转录（上）和翻译（下）相偶联，注意观察前导肽的翻译程度（是否通过色氨酸密码子）及核糖体的停留位置。第65页，课件共107页，创作于2023年2月UUUU……UUUU……调节区结构基因trpROP前导序列衰减子区域UUUU……前导mRNA1234衰减子结构

第10、11密码子为trp密码子终止密码子14aa前导肽编码区:

包含序列1

trp密码子

UUUU……第66页，课件共107页，创作于2023年2月UUUU……34UUUU3’34核糖体

前导肽前导mRNA1.当色氨酸浓度高时转录衰减机制125’trp密码子衰减子结构就是终止子可使转录前导DNAUUUU3’

RNA聚合酶

终止第67页，课件共107页，创作于2023年2月UUUU……342423UUUU……核糖体

前导肽前导mRNA15’trp密码子

结构基因前导DNA

RNA聚合酶

2.当色氨酸浓度低时Trp合成酶系相关结构基因被转录序列3、4不能形成衰减子结构第68页，课件共107页，创作于2023年2月衰减调节的意义色氨酸操纵子衰减机制可以保证充分地消耗色氨酸，使其合成维持在满足需要的水平，防止色氨酸堆积和过多地消耗能量。同时，也使细菌能够优先将环境中的色氨酸消耗完，然后开始自身合成。第69页，课件共107页，创作于2023年2月习题E.Coli细胞生长在以葡萄糖为唯一碳源的介质中，突然加入色氨酸，细胞继续生长，每30分钟分裂一次。定性地描述在下列条件下细胞内色氨酸合成酶的活性如何变化？1.trpmRNA稳定；2.trpmRNA快速降解，但色氨酸合成酶稳定；3.trpmRNA和色氨酸合成酶都降解，而且比正常条件下快。第70页，课件共107页，创作于2023年2月参考答案：（应从基因表达调节、转录、翻译和酶稳定性角度综合回答）1.尽管存在色氨酸，但色氨酸合成酶活性仍维持高水平（mRAN稳定，虽然转录抑制但可以继续翻译）；2.活性维持高水平（mRAN降解，虽然翻译抑制，但原有的酶自身稳定性高）；3.活性快速下降（既无翻译产生新酶，原有的酶又快速降解）。第71页，课件共107页，创作于2023年2月小结：色氨酸操纵子的负调节与衰减调节相同点：都是在转录水平上进行调节。区别：前者控制转录能否起始（粗调）；后者控制转录起始后能否继续到RNA聚合酶通过衰减区形成完整的mRNA（微调）。结论：衰减作用是比阻遏蛋白负调节更为精细的调节。第72页，课件共107页，创作于2023年2月三、原核生物转录的整体调控模式调节子：由成群的操纵子组成的基因转录调控网络。通过组成调节子调控网络，对若干操纵子及若干蛋白质的合成进行协同调控，从而达到整体调控的目的。典型的整体调控模式是SOS反应，由一组与DNA损伤修复有关的酶和蛋白质基因参与。在正常情况下，这些基因均被LexA阻遏蛋白封闭。当有紫外线照射时，细菌体内的RecA蛋白水解酶被激活，催化LexA阻遏蛋白裂解失活，从而导致与DNA损伤修复有关的基因表达。第73页，课件共107页，创作于2023年2月SOS反应

SOS基因紫外线激活RecALexA阻遏蛋白

与DNA损伤修复有关的酶和蛋白质基因表达LexA阻遏蛋白操纵序列DNA水解阻遏蛋白第74页，课件共107页，创作于2023年2月重点：真核基因表达调节

与原核生物一样，真核生物除组成型基因外，绝大多数基因的表达是受调节的，但较原核生物复杂得多。真核生物的基因表达调节：正调节为主。真核生物基因个数较多，如果采取负调节，则要合成大量阻遏蛋白，不经济；正调节则只要在需要表达时合成相应的激活蛋白就可以了。第75页，课件共107页，创作于2023年2月真核基因表达调节的五个水平

真核生物基因表达受发育阶段及环境因子影响，其调节发生在不同的水平上：

一、转录前水平的调节；二、转录水平（主要调节方式）；三、转录后水平；四、翻译水平；五、翻译后水平。

第76页，课件共107页，创作于2023年2月一、转录前水平的调节通过改变DNA序列和染色质结构从而影响基因表达的过程属于转录前水平的调节。例如：染色体DNA的断裂，某些序列删除、扩增、重排和修饰以及异染色质化。第77页，课件共107页，创作于2023年2月异染色质（heterochromatin）细胞间期及早前期时仍处于凝集状态的染色质。与常染色质相比，异染色质是转录不活跃部分，多在晚S期复制。真核生物可以通过异染色质化而关闭某些基因的表达。雌性哺乳动物细胞有两个X染色体，其中一个高度异染色质化而永久性失去活性。在正常女性的细胞核中有一团高度凝聚的染色质，这是失活的染色体——巴尔小体（Barrbody）。两条X染色体中哪一条失活是随机的，生殖细胞形成时失活的X染色体可得到恢复。第78页，课件共107页，创作于2023年2月人类巴氏小体（箭头所指）：女性细胞中的一个X染色体异染色质化关闭其携带基因的表达。这样，雌、雄动物之间虽X染色体的数量不同，但X染色体上基因产物的剂量是平衡的，这个过程就称为剂量补偿。第79页，课件共107页，创作于2023年2月二、转录水平的调节真核生物的基因调节主要表现在对基因转录活性的控制上。基因的转录活性与基因组DNA和染色质的空间结构有关。（一）染色质的活化染色质中与转录相关的结构变化称为染色质改型，其中包括核小体组蛋白核心酶促乙酰化和脱乙酰化。组蛋白H3和H4氨基末端结构域多个赖氨酸残基被乙酰化，降低了对DNA的亲和力。在转录活跃的地区，缺少或全然没有核小体。第80页，课件共107页，创作于2023年2月乙酰化与去乙酰化第81页，课件共107页，创作于2023年2月（二）启动子和增强子的顺式作用元件顺式作用元件：就是指DNA上对基因表达有调节活性的某些特定的调控序列，其活性仅影响与自身处于“同一”DNA分子的基因。真核生物的启动子有CAAT盒和GC盒等保守序列，这些顺式作用元件可以与反式作用因子结合，促进RNA聚合酶的结合。第82页，课件共107页，创作于2023年2月增强子增强子是指能使和它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列。增强子是通过启动子来增加转录的。1981年Benerji在SV40（猴空泡病毒40

）DNA中发现一个序列，它能大大提高SV40DNA／兔β—血红蛋白融合基因的表达水平，这是发现的第一个增强子。它位于SV40转录位点上游200bp处，由两个正向重复序列组成，每个长72bp。目前发现的增强子多半是重复序列，一般长50bp，通常有一个8—12bp组成的“核心”序列，如SV40增强子的核心序列是5’—GGTGTGGAAAG—3’。第83页，课件共107页，创作于2023年2月SV40病毒的基因组是一种环形双链的DNA，基因组5.2kb，病毒的直径45nm，病毒成熟部位细胞核，无被膜，62个核壳粒亚单位，这种大小很适于基因操作。同时它也是第一个完成基因组DNA全序列分析的动物病毒。

第84页，课件共107页，创作于2023年2月增强子通常具有下列性质：

1、增强效应十分明显，一般能使基因转录频率增加10-200倍。经人巨大细胞病毒增强子增强后的珠蛋白基因表达频率比该基因正常转录高600-1000倍!

2、增强效应与其位置和取向无关，不论增强子以什么方向排列（5'→3'或3'→5'），甚至和基因相距3kp，或在基因下游，均表现出增强效应；第85页，课件共107页，创作于2023年2月3、大多为重复序列，一般长约50bp，适合与某些蛋白因子结合。其内部常含有一个核心序列：（G）TGGA/TA/TA/T（G），是产生增强效应时所必需的；

4、增强效应有严密的组织和细胞特异性，说明只有特定的蛋白质（转录因子）参与才能发挥其功能；

5、没有基因专一性，可以在不同的基因组合上表现增强效应；第86页，课件共107页，创作于2023年2月

增强子的作用原理：1、增强子为转录因子提供进入启动子区的位点。2、增强子能改变染色质的构象。因为增强子区域容易发生从B-DNA到Z-DNA的构象变化。沉默子：能够对基因转录起阻遏作用的DNA片段，属于负性调节元件。绝缘子：存在于染色质结构域的边界，可阻止增强子对区域外启动子影响的DNA片段。第87页，课件共107页，创作于2023年2月（三）调节转录的反式作用因子反式作用因子：参与基因表达调控的因子,它们与特异的靶基因的顺式元件结合起作用。反式作用因子有两个重要的功能结构域:DNA结合结构域和转录活化结构域,它们是其发挥转录调控功能的必需结构。同一类序列特异性的反式作用因子由多基因家族所编码,它们具有特定的蛋白质结构(如锌指结构、碱性亮氨酸拉链、螺旋-环-螺旋基序等)和蛋白质结构上的同源性。

第88页，课件共107页，创作于2023年2月增强子是通过一类称之为转录因子的蛋白质而发挥其促进转录的作用。其作用机制目前公认的是环出模型。在λ噬菌体Cro蛋白结合位点和RNA起始点之间插入数百碱基对的无关DNA，Cro蛋白结合仍然对聚合酶有激活作用。电镜观察发现，Cro蛋白与Cro位点结合后，通过DAN链的弯曲成环与起始点附近的转录蛋白靠近并结合。这一机制同样适合于SV40以及其它真核基因的启动子。

第89页，课件共107页，创作于2023年2月对DNA结合功能域的研究发现一些带共性的结构，主要有：

(1)HTH和HLH结构：

由两段а-螺旋夹一段β-折迭构成，а-螺旋与β-折迭之间通过β-转角或成环连接，即螺旋-转角-螺旋结构和螺旋-环-螺旋结构。典型的例子是λ噬菌体的Cro蛋白，该蛋白含三段а-螺旋和三段β-折迭，两亚基通过β-折迭而形成二聚体，相当于DNA的一个螺距的长度，而每一亚基的一段а-螺旋则刚好能嵌入DNA双螺旋的大沟中与DNA紧密结合。

第90页，课件共107页，创作于2023年2月(2)锌指结构：见于TFⅢA和类固醇激素受体中，由一段富含半胱氨酸的多肽链构成。每四个半胱氨酸残基或His残基螯合一分子Zn2+，其余约12-13个残基则呈指样突出，刚好能嵌入DNA双螺旋的大沟中而与之相结合。第91页，课件共107页，创作于2023年2月(3)亮氨酸拉链结构：

见于真核生物DNA结合蛋白质的C端，与癌基因表达调节有关。由两段α-螺旋平行排列构成，其α-螺旋中存在每隔7个残基规律性排列的Leu残基，Leu侧链交替排列而呈拉链状。两条肽链呈钳状与DNA结合。

第92页，课件共107页，创作于2023年2月三、转录后水平调节1．加帽(addingcap)：即在mRNA的5'-端加上m7GpppN的结构。此过程发生在细胞核内，即hnRNA即可进行加帽。加工过程首先是在磷酸酶的作用下，将5'-端的磷酸基水解，然后再加上鸟苷三磷酸，形成GpppN的结构，再对G进行甲基化。

第93页，课件共107页，创作于2023年2月第94页，课件共107页，创作于2023年2月

2．加尾(addingtail)：这一过程也是细胞核内完成，首先由核酸外切酶切去3'-端一些过剩的核苷酸，然后再加入polyA。polyA结构与mRNA的半寿期有关。

第95页，课件共107页，创作于2023年2月

3．剪接（splicing)：真核生物中的结构基因基本上都是断裂基因。结构基因中能够指导多肽链合成的编码顺序被称为外显子，而不能指导多肽链合成的非编码顺序就被称为内含子。真核生物hnRNA的剪接一般需snRNA参与构成的核蛋白体参加，通过形成套索状结构而将内含子切除掉。

第96页，课件共107页，创作于2023年2月外显第97页，课件共107页，创作于2023年2月

4．内部甲基化：由甲基化酶催化，对某些碱基进行甲基化处理。

第98页，课件共107页，创作于2023年2月四、翻译水平的调节

主要是控制mRNA的稳定性和有选择性的进行转录。另外还有起始因子和翻译控制RNA（tsRNA）。翻译控制RNA（tsRNA）为20-30核苷酸长的寡聚尿苷酸，可与mRNA结合形成双链，抑制翻译作用。双链RNA熔解因子则可使之解链。第99页，课件共107页，创作于2023年2月五、翻译后水平调节即多肽链的加工和成熟过程。第100页，课件共107页，创作于2023年2月要点：原核和真核生物基因组

基因是指DNA分子中的最小功能单位。包括为RNA(tRNA、rRNA)和蛋白质编码的结构基因和无转录产物的调节基因。

基因组是指某一特