基因表达的调控2

真核生物基因表达的调控

(ControlofEukaryoticGeneExepression)DNA水平的调控转录水平的调控(transcriptionalregulation)转录后水平的调控(posttranscriptionalregulation)翻译水平的调控(translationalregulation)翻译后水平的调控(proteinmaturation)真核基因组结构特点真核基因组结构庞大3×109bp、染色质、染色体、核膜单顺反子(monocistron)含有大量重复序列

基因不连续性断裂基因（interruptedgene）、内含子(intron)、外显子(exon)非编码区较多多于编码序列(9:1)原核生物：生长调控；真核生物：分化调控多层次调控失活DNA水平的调控染色质的丢失：不可逆核的全能性（totipotency）：细胞核内保存了个体发育所必需的全部基因基因扩增(geneamplification)：增加基因的拷贝数非洲爪蟾卵母细胞rRNA基因卵裂时，扩增2000倍，达1012个核糖体药物：诱导抗药性基因的扩增；肿瘤细胞：原癌基因拷贝数异常增加基因重排(generearrangement)：如免疫球蛋白基因重排，多样性DNA水平的调控DNA甲基化(DNAmethylation)：mCpG，即“CpG岛(CpG-richislands)”甲基化(methylated)程度高，基因表达降低；去甲基化(undermethylated)：基因表达增加染色质(chromatin)或染色体(chromosome)结构对基因表达的调控：DNA甲基化与X染色体失活雌性胎生哺乳动物细胞中两条X染色体之一在发育早期随机失活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，失活常染色质:结构松散，基因表达异染色质:结构紧密，基因不表达有基因表达活性的染色质DNA对DNaseⅠ更敏感，即DnaseⅠ的敏感性可作为该基因的转录活性的标志。转录水平的调控最重要顺式作用元件(cis-actingelement)反式作用因子(trans-actingfactor)转录起始的调控顺式作用元件(cis-actingelement)影响自身基因表达活性的DNA序列非编码序列分启动子、增强子、沉默子启动子：TATA盒，-25bp上游启动子元件(upstreampromotorelements,UPE)：CAAT盒，-75bp；GC序列等顺式作用元件增强子(enhancer)：远离转录起始点（1~30kb），增强启动子转录活性DNA序列，与方向、距离无关沉默子(silencer)：负性调节元件，起阻遏作用顺式作用元件增强子感染真核细胞的病毒DNA，大多具有可被寄主细胞蛋白质激活的增强子。小鼠乳腺瘤病毒（MMTV）的DNA，具有糖皮质激素基因的增强子。在能被类固醇激活的细胞（如乳腺上皮细胞）中，MMTV病毒能旺盛生长。病毒有寄主范围，因它有组织特异和物种特异的增强子。反式作用因子(trans-actingfactor)概念：为DNA结合蛋白，核内蛋白，可使邻近基因开放（正调控）或关闭（负调控）通用或基本转录因子(generaltranscriptionfactors)—RNA聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白因子。TFⅡA、TFⅡB、TFⅡD、TFⅡE等

特异转录因子(specialtranscriptionfactors)—个别基因转录所必需的转录因子.OCT-2：在淋巴细胞中特异性表达，识别Ig基因的启动子和增强子。反式作用因子特点三个功能结构域：DNA识别结合域(DNA-bindingdomain)；转录活性域(transcriptionalactivationdomain)；结合其他蛋白的结合域能识别并结合顺式作用元件(cis-actingelement)正调控与负调控功能

结构域反式作用因子结构域的模式DNA结合域(DNA-bandingdomain)锌指结构(zincfingermotif)同源结构域(homodomain,HD)：螺旋-回折-螺旋(helix-turn-helix)亮氨酸拉链结构(leucinezipper)螺旋-环-螺旋(helix-loop-helix,HLH)碱性α螺旋(alkalineα-helix)锌指结构(zincfingermotif)螺旋-转角-螺旋(helix-turn-helix)亮氨酸拉链(leucinezipper)TRE：TPAresponseelement螺旋-环-螺旋(helix-loop-helix,HLH)螺旋-环-螺旋反式作用因子结构域的模式转录活化结构域(transcriptionalactivationdomain)酸性α-螺旋结构域(acidicα–helixdomain)富含谷氨酰胺结构域(glutamine-richdomain)富含脯氨酸结构域(proline-richdomain)转录起始的调控转录起始复合物的形成关键：转录因子(transcriptionfactor,TF)；启动子与TF结合后，才能被RNApol识别与结合；-25～-30区：TATA盒转录起始的调控TBP:TATA-bindingproteinTAFs:TBPassociatedfactors转录起始的调控反式作用因子的活性调节合成后即有活性：需要时合成，可迅速降解共价修饰：磷酸化-去磷酸化，糖基化配体结合：如激素与受体的结合蛋白质与蛋白