分子生物學(xué) 第五章ppt精選課件

.,第五章真核生物轉(zhuǎn)錄起始,.,第一節(jié)真核細(xì)胞核,.,真核細(xì)胞核,.,染色質(zhì)(chromatin),真核生物細(xì)胞中細(xì)胞核內(nèi)DNA和蛋白質(zhì)高度包裝的緊密復(fù)合體結(jié)構(gòu)。染色質(zhì)的低水平包裝：核小體和30nm螺旋管纖維是分裂間期細(xì)胞核染色質(zhì)形式。（松散）中期染色體是最高水平的壓縮。,.,常染色質(zhì)(euchromatin)與異染色質(zhì)(heterchromatin),常染色質(zhì)，是指間期核內(nèi)染色質(zhì)纖維折疊壓縮程度地處于伸展?fàn)顟B(tài)，用堿性染料染色時(shí)著色淺的那些染色質(zhì)。是基因轉(zhuǎn)錄的必要條件，也就是說(shuō)不是常染色質(zhì)的所有基因都轉(zhuǎn)錄。異染色質(zhì)，是指在間期細(xì)胞核中，仍然高度折疊的、用堿性染料染色著色深的一部分染色質(zhì)。它們不轉(zhuǎn)錄而且復(fù)制較晚。,.,組成性異染色質(zhì)和兼性異染色質(zhì),組成性異染色質(zhì)（constitutiveheterchromatatin),是指所有細(xì)胞中永久存在的異染色質(zhì)。其DNA不含基因，包括著絲粒、端粒等特定區(qū)域的DNA。兼性異染色質(zhì)（facultativeheterchromatatin),是指在某些細(xì)胞類(lèi)型的一定階段出現(xiàn)的高度聚縮，喪失基因轉(zhuǎn)錄活性的DNA。一般胚胎細(xì)胞含量較少，而告獨(dú)特化的細(xì)胞含量較多。這種兼性染色質(zhì)，實(shí)際上是基因組活性調(diào)控的一種形式。,.,核基質(zhì),核基質(zhì)(nuclearmatrix),細(xì)胞核內(nèi)除核膜、染色質(zhì)、核仁和核孔外的骨架結(jié)構(gòu)。,.,核基質(zhì)與染色質(zhì)核基質(zhì)連接區(qū)域,常染色質(zhì)中附著于基質(zhì)上的DNA區(qū)域，富含AT，稱(chēng)為基質(zhì)相關(guān)區(qū)域(matrix-associatedregion,MAR)或骨架附著區(qū)(scaffoldattachmentregion,SAR)連接在核基質(zhì)上的DNA環(huán)，稱(chēng)為結(jié)構(gòu)域。,.,結(jié)構(gòu)域、功能域和DNA酶I敏感區(qū)域,功能域，也稱(chēng)為活性染色質(zhì)，具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)，即表達(dá)基因周?chē)腄NA區(qū)域。活性染色質(zhì)對(duì)DNA酶I消化作用更敏感。這些敏感位點(diǎn)常位于基因5端啟動(dòng)子區(qū)域。,.,第二節(jié)染色質(zhì)結(jié)構(gòu),.,染色質(zhì)結(jié)構(gòu)調(diào)控基因組表達(dá)的方式,染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的區(qū)間性1）絕緣子2）基因座控制區(qū)（LCR）染色質(zhì)結(jié)構(gòu)改變1）核小體重建2）組蛋白修飾：乙?；⒓谆?、磷酸化3）DNA甲基化4）異染色質(zhì)擴(kuò)展,.,絕緣子（insulator）,功能域中或功能域間，阻斷基因激活或失活效應(yīng)的元件當(dāng)其位于增強(qiáng)子和啟動(dòng)子之間的時(shí)候，能阻斷增強(qiáng)子對(duì)啟動(dòng)子的激活作用,.,絕緣子與異染色質(zhì)擴(kuò)展,異染色質(zhì)擴(kuò)展，異染色質(zhì)在特殊的序列生成核心，隨后沿染色質(zhì)纖維傳播阻斷啟動(dòng)子當(dāng)絕緣子位于一條活性基因和異染色質(zhì)之間時(shí)，能夠提供一個(gè)屏障來(lái)保護(hù)基因免受異染色質(zhì)擴(kuò)展所造成的失活效應(yīng),.,絕緣子維持功能域獨(dú)立性,.,基因座控制區(qū)(locuscontrolregion,LCR)與調(diào)控結(jié)構(gòu)域,染色體DNA中一種順式作用元件，具有穩(wěn)定染色質(zhì)疏松結(jié)構(gòu)的作用實(shí)際上一種增強(qiáng)子一個(gè)調(diào)控結(jié)構(gòu)域，可能由一個(gè)絕緣子、一個(gè)LCR、一個(gè)核基質(zhì)附著點(diǎn)（MAR）和單個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)錄單位組成。,.,核小體重建能量依賴(lài),.,組蛋白修飾,乙?；阴；罨蚪M；去乙酰沉默基因組甲基化沉默基因組磷酸化泛素化,.,.,DNA甲基化,DNA甲基化和組蛋白甲基化是非活性染色質(zhì)的特征這兩類(lèi)甲基化常相互關(guān)聯(lián)大多數(shù)DNA甲基化的位點(diǎn)是CpG島,.,第三節(jié)DNA結(jié)合蛋白,.,染色質(zhì)化學(xué)組成,染色質(zhì)DNA：攜帶遺傳信息染色質(zhì)蛋白質(zhì)1）組蛋白：與DNA非特異性結(jié)合2）非組蛋白：與DNA特異性結(jié)合，DNA結(jié)合蛋白a)種類(lèi)多樣b)功能多樣c)對(duì)DNA具有識(shí)別特異性,.,DNA結(jié)合蛋白,.,DNA結(jié)合蛋白的結(jié)構(gòu)特征以轉(zhuǎn)錄因子為例,轉(zhuǎn)錄因子的三個(gè)結(jié)構(gòu)組成部分1）DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域（分類(lèi)依據(jù)）2）連接域3）轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域,.,DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域常見(jiàn)類(lèi)型,螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋花樣(helix-turn-helixmotif,HTH,圖A)鋅指花樣(zincfingermotif,圖B,C)亮氨酸拉鏈花樣(Leucinezippermotif，圖D)螺旋-環(huán)-螺旋花樣(heliex-loop-helixmotif,圖E)HMG框花樣(HMGboxmotif，圖F),.,第四節(jié)轉(zhuǎn)錄起始中DNA與蛋白質(zhì)相互作用,.,DNA-蛋白質(zhì)相互作用是轉(zhuǎn)錄調(diào)控的方式,DNA:順式調(diào)控元件(cis-regulatingelement),是指對(duì)基因表達(dá)有調(diào)控活性的DNA序列，其活性只影響與其自身同處于一個(gè)DNA分子上的基因蛋白質(zhì)：反式作用因子(trans-actingfactor)是通過(guò)識(shí)別和結(jié)合順式調(diào)控元件的核心序列而調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的一組蛋白質(zhì),.,順式調(diào)控元件,啟動(dòng)子(promoter)增強(qiáng)子(enhancer)負(fù)調(diào)控元件沉寂子(silencer)絕緣子其它順式調(diào)控元件：1）應(yīng)答元件(responsiveelements)真核細(xì)胞中對(duì)某些特定的環(huán)境作出應(yīng)答的基因，常具有相同的順式元件應(yīng)答元件應(yīng)答元件能被在一些特定情況下表達(dá)的調(diào)控因子識(shí)別(又稱(chēng)為可誘導(dǎo)的順式調(diào)控元件反式作用因子)。2）轉(zhuǎn)座元件,.,啟動(dòng)子(promoter),與基因轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)有關(guān)的一組DNA序列，一般位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游100-200bp以?xún)?nèi)，其功能是決定轉(zhuǎn)錄的起始點(diǎn)和調(diào)控轉(zhuǎn)錄頻率原核啟動(dòng)子：1）-35框：5-TTGACA-32）-10框5-TATAAT-3,.,真核啟動(dòng)子,真核啟動(dòng)子區(qū)域包括核心啟動(dòng)子和啟動(dòng)子上游近側(cè)序列：1、核心啟動(dòng)子(corepromoter)是決定轉(zhuǎn)錄起始位置的關(guān)鍵序列，也是普通轉(zhuǎn)錄因子TFD的結(jié)合位點(diǎn)，TATA盒(TATAbox)位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游-25-30bp起始子(initiator，Inr)Inr是與轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)重疊的短的較保守序列注：不是所有基因都含有TATA盒或Inr序列有的只有其中之一，有的兩者都無(wú)這些核心啟動(dòng)子的序列和它們之間的間隔多變2、上游啟動(dòng)子元件(UpstreamPromoterelement，UPE)位于較上游(-30一-110bp)，能較強(qiáng)影響轉(zhuǎn)錄起始的頻率，如CAAT盒和GC盒其中GC盒是轉(zhuǎn)錄因子SPl的結(jié)合位點(diǎn)。,.,增強(qiáng)子(enhancer),能顯著提高基因轉(zhuǎn)錄效率的一類(lèi)順式調(diào)控元件（其核心序列常為8-12bp)增強(qiáng)子的作用特點(diǎn)：1）能(通過(guò)啟動(dòng)子)提高同一條鏈上的靶基因轉(zhuǎn)錄速率；2）增強(qiáng)子對(duì)同源基因或異源基因同樣有效；3）增強(qiáng)子的位置可在基因5-上游、基因內(nèi)或3下游序列中；4）自身沒(méi)有5-或3-方向性；5）增強(qiáng)子可遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)(最多30Kb)；6）增強(qiáng)子一般具有組織或細(xì)胞特異性,.,RNA聚合酶,RNA聚合酶I,轉(zhuǎn)錄28S,5.8S和18S核糖體RNA(rRNA)RNA聚合酶，負(fù)責(zé)真核生物蛋白編碼基因和大部分小核RNA（snRNA)的轉(zhuǎn)錄，有7-10個(gè)亞基，最大亞基的羧基末端結(jié)構(gòu)域(CTD)具有7個(gè)氨基酸(Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Set)的重復(fù)序列，其中有多個(gè)磷酸化位點(diǎn)CTD磷酸化對(duì)調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄有重要作用RNA聚合酶III,轉(zhuǎn)錄tRNA,5SrRNA,U6-snRNA,小核仁RNA(snoRNA),小細(xì)胞質(zhì)RNA(seRNA),.,基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子(basaltranscriptionfactor),真核基因轉(zhuǎn)錄除RNA聚合酶外，還需要許多蛋白因子轉(zhuǎn)錄因子參加，其中一些轉(zhuǎn)錄因子是RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄起始必需的，并且可以維持基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄，因此稱(chēng)為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子或普通轉(zhuǎn)錄因子(generaltranscriptionfactor)RNA聚合酶II的普通轉(zhuǎn)錄因子(TFII)包括TFIID,TFB,TFIIF，TFIIE，TFIIH，TFIIA等TFIID是最先結(jié)合到DNA上的轉(zhuǎn)錄因子，由TATA結(jié)合蛋白（TATA-bindingprotein,TBP)和12個(gè)TBP相關(guān)因子（TAF,TBP-associatedfactor)組成,.,轉(zhuǎn)錄起始事件,RNA聚合酶結(jié)合核心啟動(dòng)子封閉的啟動(dòng)子復(fù)合物轉(zhuǎn)換為開(kāi)放