动物遗传学：第十三章 免疫遗传学基础

第十三章

基因表达调控

第一节

基因表达调控基本概念

第二节

基因表达调控的基本原理

第三节原核基因转录调节

第四节真核基因转录调节

第一节

基因表达调控基本概念与原理

一、基因表达的概念

基因（gene）：是为生物活性产物（RNA或蛋白质）编码的DNA功能片段，是遗传的基本单位。

基因组(genome)：指一个细胞或病毒所携带的全部遗传信息或整套基因。

基因表达(geneexpression)：指基因转录、翻译，产生具有特异生物学功能的蛋白质分子的过程。

基因的三种基本功能遗传功能表型功能进化功能复制表达变异传递遗传信息控制性状发育适应外界环境实质作用基因的概念发展基因概念的演变1865年，孟德尔，颗粒性遗传因子1909年，

Johannsen，更名为“基因”1910，Morgan等，基因存在于染色体上，线性排列1926年，Morgan等,“三位一体”：结构单位、功能单位、突变单位和交换单位Avery（1944年）、Hershey和Chase（1952年）证明DNA是遗传物质基因功能的研究1908年，Garrod：onemutantgene-onemetabolicblock，Earlyevidencethatenzymesarecontrolledbygenes1941年，BeadleandTatam:Onegene-oneenzymeOnegene-onepolypeptideTheproductsofgeneareprotein,tRNAandrRNA

基因精细结构的研究20世纪50年代，拟等位基因和顺反子的出现,“三位一体”：不适用了；60年代，操纵子学说表明，DNA上的有些区段不编码任何蛋白质，如操纵基因、启动子。拟等位基因(pseudoalleles)是表型效应相似，功能密切相关，在染色体上的位置又紧密连锁的基因。它们象是等位基因，而实际不是等位基因。顺反子（cistron）：即结构基因，为决定一条多肽链合成的功能单位，约1000bp基因精细结构的研究1957年，Benzer：顺反子学说，基因是DNA分子上一个决定一条多肽链的完整功能单位，内部是可分的，包含多个突变和重组单位。1961年，Jacob等：操纵子模型学说，功能上相关的结构基因在染色体上往往紧密联系在一起1977年，Sharp等发现断裂基因：在一个基因内，编码序列与非编码序列相间排列。1978年，Sanger发现了重叠基因：同一段DNA序列由于阅读框架的不同或终止密码子出现的早晚不同，同时编码两个以上多肽的基因基因精细结构的研究重复基因（repeatedgene)指染色体上存在多数拷贝基因，重复基因往往是生命活动最基本，最重要的功能相关的基因。如，rRNA,tRNA,His跳跃基因（jumpinggene):可以在染色体组上移动位置的基因。如，translocus顺反子1955年，美国分子生物学家本泽（Benzer）通过对大肠杆菌的噬菌体T4的rII区基因的深入研究，揭示了基因内部的精细结构。提出了基因的顺反子（Cistron）概念。他发现，在一个基因内部，可以发生若干不同位点的突变，倘若在一个基因内部发生两个以上位点的突变，其顺式和反式结构的表型效应是不同的。1957年，美国分子生物学家西莫尔·本泽尔（SeymourBenzer,1921--2007）以T4噬菌体为材料，在DNA分子水平上研究基因内部的精细结构，提出了顺反子（cistron）、突变子(muton）和重组子(recon）的概念。顺反子是一个遗传功能单位，一个顺反子决定一条多肽链，这就使以前一个基因一种酶的假说发展为一个基因一种多肽的假说。能产生一种多肽的是一个顺反子，顺反子也就是基因的同义词。顺反子可以包含一系列突变单位──突变子。突变子是DNA中构成基因的一个或若干个核苷酸。由于基因内的各个突变子之间有一定距离，所以彼此间能发生重组，这样，基因就有了第三个内涵──“重组子”。重组子代表一个空间单位，它有起点和终点，可以是若干个密码子的重组，也可以是单个核苷酸的互换。如果是后者，重组子也就是突变子。顺反子概念把基因具体化为DNA分子的一段序列，它负责传递遗传信息，是决定一条多肽链的完整的功能单位；但它又是可分的，组成顺反子的核苷酸可以独自发生突变或重组，而且基因与基因之间还有相互作用。基因排列位置的不同，会产生不同的效应。假基因(pseudogene)：在多基因家族中，某些成员并不产生有功能的基因产物，但在结构和DNA序列上与相应的活性基因具有相似性。例如α珠蛋白基因簇中有假基因ψα和ψξ，其中一个是由于移码突变或者终止密码子突变而不能表达，而且缺少两个内含子；另一个假基因由于碱基突变不能产生有功能的蛋白质。基因的一般结构特征外显子和内含子信号肽序列侧翼序列和调控序列基因的一般结构特征（一）外显子和内含子原核生物的基因是DNA分子的一个片段，连续编码；真核生物的结构编码序列往往是不连续的，被非编码序列隔开。编码序列称为外显子，非编码序列称为内含子。GT-AG法则：每个内含子的5’端起始的两个核苷酸都是GT，3’端末尾的两个核苷酸都是AG，这就是RNA剪接的信号，这种接头形式被称之为GT-AG法则。开放阅读框(openreadingframe)：结构基因内从起始密码子开始到终止密码子的一段核苷酸区域，其间不存在任何终止密码，可编码完整的多肽链，这一区域被称为开放阅读框。基因的一般结构特征（二）信号肽序列

在分泌蛋白基因的编码序列中，起始密码子之后，有一段编码富含疏水氨基酸多肽的序列，称为信号肽序列(Signalpeptidesequence)。它所编码的信号肽行使着运输蛋白质的功能。

常见的分泌蛋白有：抗体；淋巴因子；唾液淀粉酶，胃蛋白酶，胰蛋白酶等消化酶；胰腺细胞分泌胰岛素、胰高血糖素等蛋白质类激素，各种促激素等。基因的一般结构特征（三）侧翼序列和调控序列侧翼序列(flankingsequence)：每个结构基因在第一个和最后一个外显子的外侧，都有一段不被转录的非编码区。5’非翻译区（5’-untranslatedregion5’-UTR）：从转录起始位点至起始密码子的一段非翻译区。3’非翻译区（3’-untranslatedregion3’-UTR）：从终子密码子至转录终止的一段非翻译区。调控序列(regulatorsequence)，对基因的有效表达起着调控作用的特殊序列，包括启动子，增强子，终止子，核糖体结合位点，加帽和加尾信号等。调控序列启动子：是指准确而有效地启始基因转录所需的一段特异的核苷酸序列。TATA框、CAAT框、GC框增强子和沉默子增强子：使启动子发动转录的能力加强，具有组织特异性和细胞特异性。沉默子：是另一种与基因表达有关的调控序列，通过与蛋白的结合，对转录起阻抑作用。终止子：一段位于基因3’端非编码区中与终止转录过程有关的序列，它由一段富含GC碱基的颠倒重复序列以及寡聚T组成，是RNA聚合酶停止工作的信号。加尾信号真核生物mRNA的3’端都有一段多聚A尾巴(polyAtail)，它不是由基因编码，而是在转录后通过多聚腺苷酸聚合酶作用加到mRNA上的。这个加尾过程受基因3’端非编码区中一种叫做加尾信号序列的控制。核糖体结合位点在原核生物基因翻译起始位点周围有一组特殊的序列，控制着基因的翻译过程，SD序列是其中主要的一种。基因表达=基因转录+翻译基因表达的调控:生物体随时调整不同基因的表达状态,以适应环境、维持生长和发育需要。主要是转录水平的调控基因转录的调节：1.DNA序列2.调控蛋白RNA聚合酶3.DNA-蛋白质相互作用活性的影响Gene

structure(a)Typicalprokaryoticgene真核生物基因的一般结构示意图单顺反子与多顺反子单顺反子（monocistron）：真核基因转录产物为单顺反子，即一个基因编码一条多肽链或RNA链，每个基因转录有各自的调节元件。在原核细胞中，通常是几种不同的mRNA连在一起，相互之间由一段短的不编码蛋白质的间隔序列所隔开，这种mRNA叫做多顺反子mRNA。基因作用与性状表达

基因（DNA）

转录

mRNA

翻译

蛋白质

酶（蛋白质）

（直接）

某种物质

性状表达（可见）（间接）基因(型)控制性状（1）作用途径：转录、翻译、生理生化反应（2）基因(组)差异决定表型差异

DNA差异表型差异a.重要功能基因的遗传效应；b.多基因间的综合作用---数量性状的微效多基因假说（加性效应）；---基因间的复杂互作机制（非加性：显性、互补、上位、抑制、重叠等）；---基因表达调节蛋白，如转录调控因子。DNA(Gene)mRNAProteinTraitsc.基因变异来源---编码区变异直接影响产物的结构和功能；---非编码区变异通过影响基因表达过程，调节合成产物量；---大部分DNA变异表现为SNP。d.基因通过基因型发挥作用---亲子相似性：1/2---生命千姿百态：世界上找不到完全相同的两片树叶；---性连锁基因，印记基因；（3）非DNA序列变异影响表型a.表(观)遗传学(Epigenetics)（表型~/外因~/发育~/拟~）：研究基因型产生表型的过程；b.特点：可遗传；基因表达的改变；无DNA序列变化；c.遗传机制：---DNA甲基化---组蛋白修饰---染色质改型---RNA干涉。《遗传》，2005.01

二、基因表达的特异性

基因表达表现为严格的规律性：即时间、空间特异性。

时间、空间特异性由特异基因的启动子（序列）和(或)增强子与调节蛋白相互作用决定。

（一）时间特异性

按功能需要，某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生，称之为基因表达的时间特异性（temporalspecificity）。

多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性（stagespecificity）。

（二）空间特异性

在个体发育、生长的全过程，一种基因产物在个体的不同组织或器官表达，即在个体的不同空间出现，称之为基因表达的空间特异性（spatialspecificity）。

基因表达伴随时间或阶段顺序所表现出的这种空间分布差异，实际上是由细胞在器官的分布决定的，因此基因表达的空间特异性又称细胞特异性（cellspecificity）或组织特异性(tissuespecificity)。

三、基因表达的方式

按对内、外环境信号刺激的反应性，基因表达的方式分为：

（一）基本表达

管家基因:某些基因在一个生物体的几乎所有细胞中持续表达，这类基因称管家基因（housekeepinggene）。

管家基因的表达方式称基本（或组成性）基因表达，这类基因表达只受启动序列或启动子与RNA聚合酶相互作用的影响，不受其它机制调节。

（二）诱导和阻遏

在特定环境信号刺激下，相应的基因被激活，基因表达产物增加，这种基因称为可诱导基因。

可诱导基因在一定的环境中表达增强的过程诱导（induction）。

如果基因对环境信号应答时被抑制，这种基因称为可阻遏基因。可阻遏基因表达产物水平降低的过程称为阻遏(repression)。

诱导和阻遏在生物界普遍存在，也是生物体适应环境的基本途径。

在一定机制控制下，功能上相关的一组基因，无论其为何种表达方式，均需协调一致、共同表达，即为协调表达（coodinateexpression）。

四、基因表达调控的生物学意义

（一）适应环境、维持生长和增殖；

（二）维持个体发育与分化。

第二节基因表达调控的基本原理

一、基因表达调控的多层次和复杂性

基因

激活转录起始

基本控制点

转录后加工

mRNA降解

蛋白质翻译

翻译后加工修饰

蛋白质降解等

二、基因转录激活调节的基本要素

（一）特异DNA序列

１、原核生物特异DNA序列

结构基因群:操纵元中被调控的编码蛋白质的基因可称为结构基因(Structuralgene,SG)操纵子（operator）：能被调控蛋白特异性结合的一段DNA序列。

启动子（promoter）

调控基因(regulatorygene):编码能与操纵序列结合的调控蛋白的基因。

终止子（terminator,T)

２、真核生物特异DNA序列启动子、增强子、绝缘子和沉默子往往与结构基因保持一定的距离

顺式作用元件顺式作用元件(cis-actingelement)存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的DNA序列，可影响自身基因表达活性。顺式作用元件本身不编码任何蛋白质，仅仅提供一个作用位点，要与反式作用因子相互作用而起作用。原核生物顺式作用元件包括启动子、操纵子、终止子，真核生物顺式作用元件包括启动子、增强子和沉默子等。在不同真核生物基因的顺式作用元件中也发现一些共有序列，如TATA盒、CCAAT盒等。这些共有序列就是顺式作用元件的核心序列，它们是真核RNA聚合酶或特异转录因子的结合位点。

（二）调节蛋白

１、原核生物基因调节蛋白

分为三类：特异因子、阻遏蛋白和激活蛋白，都是DNA结合蛋白。

特异因子决定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。

阻遏蛋白可识别、结合操纵序列，抑制基因转录，介导负性调节。

激活蛋白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。

２、真核生物基因调节蛋白

真核基因调节蛋白又称转录调节因子或转录因子(transcriptionfactors,TF)，其调节作用分为:反式调节（主要）和顺式调节(图13-3)绝大多数真核转录因子与特异的顺式作用元件相互作用反式激活另一基因的转录，故称为反式作用因子（trans-actingfactors）.定义1：通过直接结合或间接作用于DNA、RNA等核酸分子，对基因表达发挥不同调节作用(激活或抑制)的各类蛋白质因子。定义2：起反式作用的调控元件。其本身对基因表达没有调控作用，只是阻断来自上、下游的调控效应。是指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。顺式作用元件顺式作用元件(cis-actingelement)存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列。顺式作用元件包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等，它们的作用是参与基因表达的调控。顺式作用元件本身不编码任何蛋白质,仅仅提供一个作用位点，要与反式作用因子相互作用而起作用。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(如上述的锌指结构、碱性亮氨酸拉链、螺旋-环-螺旋基元等)和蛋白质结构上的同源性,因而构成反式作用因子家族,如类固醇激素受体家族、AP1家族等。主要包括：

1.DNA结合域：

a.螺旋-转角-螺旋

b.锌指结构

c.亮氨酸拉链

d.螺旋-突环-螺旋

2.转录激活域：与其他转录因子相互作用的结构成分。随着表观遗传学的发展，研究发现除了蛋白，DNA、RNA也有调控功能，所以现在也称反式调控元件，主要有miRNA，转录因子等

3、DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用

DNA-蛋白质相互作用指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，被调节蛋白识别的DNA结合位点通常呈对称、或不完全对称结构。

绝大多数调节蛋白在结合前，需要通过蛋白质-蛋白质相互作用形成二聚体或多聚体。

（四）RNA聚合酶

DNA元件与调节蛋白对转录激活的调节最终是由RNA聚合酶活性体现的。

1、启动序列/启动子与RNA聚合酶活性

启动序列或启动子核苷酸序列会影响其与RNA聚合酶的亲和力，从而直接影响转录起动和频率。

2、调节蛋白与RNA聚合酶活性

特异调节蛋白在适当环境信号刺激下在细胞内表达，通过DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用影响RNA聚合酶活性，从而使基础转录频率发生改变，出现表达水平变化。

第三节

原核基因转录调节

----主要调节环节在转录起始

一、基因转录调节特点

（一）σ因子决定RNA聚合酶识别特异性

（二）操纵子模型的普遍性

（三）阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性

原核基因转录调节以负性调节为主。

二、原核生物转录起始调节

（一）乳糖操纵子的结构（图13-4）

（二）乳糖操纵子的调节机制

1、阻遏蛋白的负性调节（图13-4）

2、CAP的正性调节

3、协调调节

当lac阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用；但如果没有CAP存在来加强转录活性，即使阻遏蛋白从操纵序列上解聚仍无转录活性。（图13-5）PO调节基因

控制位点结构基因启动区操纵区

-半乳糖苷酶A转乙酰酶

-半乳糖苷透过酶ZY2、操纵子结构和功能--乳糖操纵子模型；--乳糖操纵子的结构；P’R三、原核生物转录终止调节四、原核生物翻译水平调节（一）蛋白质分子的自我调节（二）反义RNA对翻译的调节原核生物基因表达的调控方式特点调控机制

--操纵子正调控负调控转录翻译偶联快速乳糖操纵子--负、正调控

转录起始的调控

色氨酸操纵子--负调控转录起始、终止的调控一、乳糖操纵子(lactoseoperon)操纵子（operon）：原核生物中几个功能相关的结构基因成簇串联排列组成的一个基因表达的协同单位（DNA序列）.一个操纵子

=编码序列（2-6）

+启动序列+操纵序列+(其他调节序列)乳糖操纵子的发现：细菌以葡萄糖为能量来源葡萄糖充分时：

与葡萄糖代谢有关的酶基因---表达

与其他糖代谢有关的酶基因---关闭葡萄糖耗尽时，乳糖存在（培养基）：

与乳糖代谢有关的酶基因

---表达

与葡萄糖代谢有关的酶基因---关闭细菌对乳糖的利用及其相关的酶:

乳糖(在通透酶作用下进入细菌）

β半乳糖苷酶

（细菌中少量存在）别位乳糖

β半乳糖苷酶

（细菌中少量存在）

葡萄糖+半乳糖

β半乳糖苷酶（细菌中少量存在）转乙酰基酶--功能未详IPOZYa

控制位点结构基因DNA阻遏蛋白启动序列操纵序列β半乳糖苷酶通透酶乙酰基转移酶（一）乳糖操纵子（lactoseopron）结构RNA聚合酶结合位点调控基因（二）Lac阻遏物的作用---负调控Lac阻遏物结构特点调控机制（负调控）由基因I编码生成的蛋白质具有四级结构的蛋白质具有4个相同亚基每个亚基中都有一与诱导剂结合的位点Lac阻遏物与O基因结合：结构基因关闭Lac阻遏物与诱导剂结合：不与O基因结合，结构基因开放

RNA聚合酶结合，转录开始生理性诱导剂实验常用诱导剂别位乳糖异丙基硫代半乳糖（IPTG）Lac操纵子诱导剂IOOρ诱导剂乳糖操纵子的负调控图15-4（三）CAP-cAMP复合物在乳糖操纵子表达中

的作用----乳糖操纵子的正调控低葡萄糖、高乳糖、高cAMP时：

Lac阻遏蛋白不封闭转录,CAP+cAMP

加强转录。葡萄糖存在时：优先利用葡萄糖作为能源。与阻遏蛋白的存在有关

--乳糖操纵子的负调控与cAMP有关：葡萄糖

cAMP

Lac操纵子（-）只有乳糖存在时：只能利用乳糖解除阻遏蛋白的作用CAP-cAMP复合物的激活作用

CAP+cAMP

乳糖操纵子导致结构基因转录(正调控)cAMP

在原核生物中的作用（饥饿信号）CAP(分解物基因激活物蛋白):有二个相同亚基的蛋白质一个与DNA结合的domain

一个与cAMP结合的domainIPOZYa调控基因控制位点结构基因DNA阻遏蛋白启动序列cAMP-CAP结合位点操纵序列β半乳糖苷酶通透酶乙酰基转移酶乳糖操纵子（lactoseopron）结构RNA聚合酶结合位点

CAP-cAMP复合物

在乳糖操纵子表达中的作用---正调控条件2:低乳糖条件3:低乳糖条件4:高葡萄糖低cAMP高乳糖

Lac阻遏蛋白封闭转录时,CAP对该系统不发挥作用条件1:低葡萄糖高cAMP高乳糖Lac阻遏蛋白不封闭转录时,没有CAP存在,也无高效转录活性。Lac阻遏蛋白不封闭转录,CAP+cAMP

加强转录。OOOOO图原核生物基因表达的一般情况

（乳糖操纵子）环境条件的变化是相关基因表达的外界信号基因表达的负调控基因表达的正调控正、负调控协同表达葡萄糖、乳糖浓度的变化Lac阻遏物与操纵基因cAMP+CAP与相应的DNA序列二、色氨酸操纵子

1.阻遏物对色氨酸操纵子的负调控

调控基因结构基因

催化分支酸转变为色氨酸

的酶

trpRtrp阻遏物对色氨酸操纵子的负调控

阻遏物+Trp

结合操纵基因相同二个共阻遏物亚基组成

的蛋白质高Trp时：阻遏物+Trp

结合操纵基因低Trp时：阻遏物不结合操纵基因2.衰减作用对色氨酸操纵子的调控衰减子（attenuator）---DNA位于L基因中,离E基因5’端约30-60bp。通过衰减子（转录终止结构）使转录终止。高Trp

时：衰减子起作用，终止转录。

产生“衰减子转录产物”（mRNA)

转录、翻译偶联，同时产生“前导肽”。

前导肽转录终止结构图15-6前导肽:在真核生物中指引导新合成的多肽到达特定的细胞器的肽段。在原核生物中指引导新合成的多肽从胞质到外周质的肽段。可存在于新合成多肽的N端或C端，常在引导任务完成后被切除。LeaderPeptide（前导肽）信号肽的一种，位于成熟蛋白的N端，引导蛋白穿膜，并且在后来被剪切掉。各种实验表明衰减作用需要负载色氨酸rRNA参与，这意味着前导序列的某些部分被翻译了。分析前导序列发现，它包括起始密码子AUG和终止密码子UGA；如果翻译起始于AUG，应该产生一个含有14个氨基酸的多肽。这个假设的多肽被称为前导肽。

前导肽的特点：在其第10和11位上有相邻的两个色氨酸密码子。这些密码子参与了trp及其他操纵子中的转录弱化机制。前导肽含有较多的碱性氨基酸、羟基氨基酸，并容易形成α-螺旋结构的能力，便于穿膜。原核生物转录、翻译偶联图15-8衰减作用的基础转录终止结构高色氨酸时低色氨酸时图15-7发夹结构环茎多个U高Trp时：Trp-tRNATrp

存在

核糖体通过片段1(2个Trp密码子)

封闭片段2

片段3，4形成发夹结构类似于不依赖ρ因子的转录终止序列

RNA聚合酶停止转录,产生衰减子转录产物转录、翻译偶联,产生前导肽低Trp时：Trp-tRNATrp

没有供应核糖体翻译停止在片段1

（2个Trp密码子）片段2，3

形成发夹结构

转录不终止

RNA聚合酶继续转录

第三节真核生物基因表达的调控

一.真核生物调控的特征：真核生物基因表达的调控核心途径：环境信号转导染色质活化转录的激活基因表达以正调控为主（激活蛋白激活靶基因）转录与翻译在不同的亚细胞区域进行二、参与基因调控的顺式作用元件和

反式作用因子（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)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去甲基化的CpG岛对转录起始是必需的CpG岛：基因的5’末端调控区存在一段富含成对的胞嘧啶、鸟嘧啶（CpG）的序列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

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）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（二）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反式因子有两个必需的结构域

DNA结合结构域：与顺式元件识别、结合转录激活结构域：与RNA聚合酶结合蛋白质图15-9反式作用因子（DNA结合域）结构模式

--蛋白质Helix-turn-helixα螺旋-β转角-α螺旋最常见DNA结合域之一例：CAP(最早在原核生物中发现）α螺旋识别、进入DNA双螺旋结构的大沟Zinc-fingers

锌指最常见DNA结合域之一约有30个AA残基其中4个AA残基（2个Cys，2个His或4个Cys）配位键

Zn2+

锌指与DNA双螺旋大沟结合。存在于多种真核转录因子具多个锌指结构123456789蛋白质图15-10图15-11Leucine-zippers

亮氨酸拉链一段肽链中每隔7个AA

即有一个Leuα螺旋亲水面：亲水AA组成

疏水面：Leu组成

（亮氨酸拉链条）可形成二聚体（发挥作用）（同二聚体/异二聚体）DNA的结合域：拉链区以外结构图15-12图15-13helix-loop-helix

螺旋-环-螺旋

α-螺旋有兼性形成二聚体有利于其与DNA结合二聚体

第三节

真核基因表达调节

一、真核基因组结构特点

（一）基因组结构庞大

（二）单顺反子

指一个编码基因转录生成一个mRNA分子，经翻译生成一条多肽链。

（三）重复序列

根据重复频率分为：

高度重复序列（106次）

中度重复序列（103～104次）

单拷贝序列（<10次）

（四）基因不连续性

二、真核基因表达调控特点

（一）RNA聚合酶

（二）活性染色体结构变化

1、对核酸酶敏感

2、DNA拓扑结构变化

3、DNA碱基修饰变化

4、组蛋白变化

包括：(1)富含Lys组蛋白水平降低；

(2)H2A•H2B二聚体不稳定性增加；(3)H3、H4组蛋白修饰：乙酰化、磷酸化及泛素化等。

（三）正性调节占主导

真核基因组广泛存在正性调节机制，原因有二：

（1）采用正性调节机制更有效；

（2）采用负性调节不经济。

原因：真核RNA聚合酶对启动子的亲和力很低。

（四）转录与翻译分隔进行

（五）转录后修饰、加工

三、RNApolⅠ和pol