真核基因表達(dá)調(diào)控課件

第八章真核基因的表達(dá)與調(diào)控基因基因表達(dá)(mRNA)基因表達(dá)調(diào)控(蛋白)第八章真核基因的表達(dá)與調(diào)控基因基因表達(dá)基因表達(dá)調(diào)控(蛋白)多層次調(diào)控多層次調(diào)控1.真核生物基因組1.真核生物基因組真核基因表達(dá)調(diào)控課件斷裂基因斷裂基因真核基因表達(dá)調(diào)控課件1.外顯子與內(nèi)含子的連接區(qū)1.外顯子與內(nèi)含子的連接區(qū)2、外顯子與內(nèi)含子的可變調(diào)控組成型剪接：一個基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物通過剪接只能產(chǎn)生一種成熟的mRNA。選擇性剪接：同一基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物由于不同的剪接方式形成不同mRNA。（變位剪接）2、外顯子與內(nèi)含子的可變調(diào)控組成型剪接：一個基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物通真核基因表達(dá)調(diào)控課件基因家族（genefamily）基因家族（genefamily）：真核細(xì)胞中許多相關(guān)的基因常按功能成套組合，被稱為基因家族?；蚣易澹╣enefamily）基因家族（genefam真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件假基因假基因(pseudogene)具有與功能基因相似的序列，但由于有許多突變以致失去了原有的功能，所以假基因是沒有功能的基因，常用ψ表示。是基因組中因突變而失活的基因，無蛋白質(zhì)產(chǎn)物。一般是啟動子出現(xiàn)問題。假基因假基因(pseudogene)具有與功能基因相似的序列假基因的產(chǎn)生有兩種方式1.復(fù)制（duplication）即復(fù)制后基因發(fā)生序列變化而失去功能，這樣產(chǎn)生的假基因帶有內(nèi)含子，稱為non-processed或duplicatedpseudogenes2.返座（retrotransposition），即mRNA轉(zhuǎn)錄本經(jīng)過反轉(zhuǎn)錄為cDNA,再插入基因組，由于插入位點不合適或序列發(fā)生變化而導(dǎo)致失去功能。這種類型的假基因不含內(nèi)含子，被稱為processedpseudogenes，或retropseudogene。假基因的產(chǎn)生有兩種方式1.復(fù)制（duplication）即真核基因表達(dá)方式組成性表達(dá)

（管家基因）選擇性表達(dá)

(可誘導(dǎo)基因可阻遏基因）真核基因表達(dá)方式組成性表達(dá)組成型表達(dá)(constitutiveexpression)

基因表達(dá)不受時期、部位、環(huán)境影響，沒有時空特異性。某些基因在一個個體的幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)，通常被稱為管家基因(housekeepinggene)。eg:DNA聚合酶、RNA聚合酶、肌動蛋白意義：維持生命組成型表達(dá)(constitutiveexpression)適應(yīng)性表達(dá)(adaptiveexpression）

指環(huán)境的變化容易使其表達(dá)水平變動的一類基因表達(dá)。可誘導(dǎo)的基因(induciblegene)：表達(dá)水平增高可阻遏的基因(repressiblegene)：表達(dá)水平降低eg:β-半乳糖苷酶意義：適應(yīng)環(huán)境適應(yīng)性表達(dá)(adaptiveexpression）基因表達(dá)的時空特異性1、時間特異性（temporalspecificity）按功能需要，某一特定基因的表達(dá)嚴(yán)格按特定的時間順序發(fā)生，稱之為基因表達(dá)的時間特異性?；虮磉_(dá)的時空特異性1、時間特異性（temporalspe2、空間特異性(spatialspecificity)在個體生長全過程，某種基因產(chǎn)物在個體按不同組織空間順序出現(xiàn)，稱之為基因表達(dá)的空間特異性，又稱細(xì)胞或組織特異性(cellortissuespecificity)。2、空間特異性(spatialspecificity)在個真核基因的表達(dá)調(diào)控的特點：

原核細(xì)胞——環(huán)境因素對調(diào)控起決定性的作用。群體中每一個細(xì)胞對環(huán)境變化的反應(yīng)是直接的和一致的。真核細(xì)胞——基因表達(dá)調(diào)控最明顯的特征是在特定時間，特定的細(xì)胞中特定的基因被激活，實現(xiàn)“預(yù)定”的、有序的、不可逆轉(zhuǎn)的分化、發(fā)育，并使生物的組織和器官保持正常功能。這是生命活動規(guī)律決定的，環(huán)境因素在其中作用不大。真核基因的表達(dá)調(diào)控的特點：真核生物基因調(diào)控可分為兩大類：

第一類是瞬時調(diào)控或稱可逆性調(diào)控，它相當(dāng)于原核細(xì)胞對環(huán)境條件變化所做出的反應(yīng)，包括某種底物或激素水平升降，或細(xì)胞周期不同階段酶活性的調(diào)節(jié)；第二類是發(fā)育調(diào)控或稱不可逆調(diào)控，是真核基因調(diào)控的精髓部分，決定了真核細(xì)胞生長、分化、發(fā)育的進(jìn)程。真核生物基因調(diào)控可分為兩大類：第一類是瞬時調(diào)控或稱可逆性調(diào)真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件根據(jù)基因調(diào)控在同一事件中發(fā)生的先后次序又可分為：DNA水平調(diào)控－－轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控－－轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控－－翻譯水平調(diào)控－－蛋白質(zhì)加工水平的調(diào)控根據(jù)基因調(diào)控在同一事件中發(fā)生的先后次序又可分為：DNA水平調(diào)2.真核基因轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)調(diào)控一、真核基因轉(zhuǎn)錄（一）真核基因結(jié)構(gòu)2.真核基因轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)調(diào)控一、真核基因轉(zhuǎn)錄“基因”的分子生物學(xué)定義：產(chǎn)生一條多肽鏈或功能RNA所必需的全部核苷酸序列?！盎颉钡姆肿由飳W(xué)定義：產(chǎn)生一條多肽鏈或功能RNA所必需的 真核基因調(diào)控主要在轉(zhuǎn)錄水平上進(jìn)行，受大量特定的順式作用元件（cis-actingelement）和反式作用因子（transactingfactor）調(diào)控。真核生物的轉(zhuǎn)錄調(diào)控大多數(shù)是通過順式作用元件和反式作用因子復(fù)雜的相互作用來實現(xiàn)的。 真核基因調(diào)控主要在轉(zhuǎn)錄水平上進(jìn)行，受大量特定的順式作用元真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件（2）增強子：指能提高轉(zhuǎn)錄起始頻率的DNA序列。

SV40的轉(zhuǎn)錄單元上發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄起始位點上游約200bp處有兩段長72bp的正向重復(fù)序列。（2）增強子：指能提高轉(zhuǎn)錄起始頻率的DNA序列。SV40的轉(zhuǎn)增強子特點：（P89）增強子特點：（P89）增強子對轉(zhuǎn)錄的影響增強子的功能受DNA雙螺旋空間構(gòu)象的影響。增強子可能有如下3種作用機制:影響模板附近DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致DNA雙螺旋彎折或在反式因子的參與下，以蛋白質(zhì)之間的相互作用為媒介形成增強子與啟動子之間“成環(huán)”連接，活化基因轉(zhuǎn)錄。將模板固定在細(xì)胞核內(nèi)特定位置，如連接在核基質(zhì)上，有利于DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶改變DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的張力，促進(jìn)RNA聚合酶在DNA鏈上的結(jié)合和滑動。增強子區(qū)可以作為反式作用因子或RNA聚合酶進(jìn)入染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的“入口”。增強子對轉(zhuǎn)錄的影響沉默子(silencer)沉默子是可降低基因啟動子轉(zhuǎn)錄活性的一段DNA順式元件。與增強子作用相反。沉默子的DNA序列被調(diào)控蛋白結(jié)合后阻斷了轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成或活化，使基因表達(dá)活性關(guān)閉沉默子(silencer)沉默子是可降低基因啟動子轉(zhuǎn)錄活性的絕緣子(insulator)絕緣子(insulator)長約幾百個核苷酸對，是通常位于啟動子同正調(diào)控元件(增強子)或負(fù)調(diào)控因子(為異染色質(zhì))之間的一種調(diào)控序列。絕緣子本身對基因的表達(dá)既沒有正效應(yīng)，也沒有負(fù)效應(yīng)，其作用只是不讓其他調(diào)控元件對基因的活化效應(yīng)或失活效應(yīng)發(fā)生作用。絕緣子的作用是有方向性的，絕緣子(insulator)絕緣子(insulator)長約反式作用因子

1、定義：能直接或間接地識別或結(jié)合在各類順式作用元件核心序列上，參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的蛋白質(zhì)。TFⅡD（TATA）、CTF（CAAT）、SP1（GGGCGG）、HSF（熱激蛋白啟動區(qū)）反式作用因子1、定義：能直接或間接地識別或結(jié)合在各類順真核基因表達(dá)調(diào)控課件轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子識別增強子、沉默子等。通過DNA-蛋白質(zhì)相互作用，基本轉(zhuǎn)錄因子識別啟動子，通過DNA-蛋白質(zhì)相互作用。共調(diào)節(jié)因子通過蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用，協(xié)調(diào)調(diào)控1.分類轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子識別增強子、沉默子等。通過DNA-蛋白質(zhì)相互作用轉(zhuǎn)錄因子：激活因子、阻遏因子共調(diào)節(jié)因子：共激活因子、共阻遏因子轉(zhuǎn)錄因子：激活因子、阻遏因子2、結(jié)構(gòu)DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域是指蛋白質(zhì)亞基結(jié)構(gòu)中明顯分開的緊密球狀結(jié)構(gòu)區(qū)域，又稱為轄區(qū)。2、結(jié)構(gòu)DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域是指蛋白質(zhì)酵母雙雜交由Fields在1989年提出.他的產(chǎn)生是基于對真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子特別是酵母轉(zhuǎn)錄因子GAL4性質(zhì)的研究.GAL4包括兩個彼此分離的但功能必需的結(jié)構(gòu)域.位于N端1-174位氨基酸殘基區(qū)段的DNA結(jié)合域(DNAbindingdomain，DNA-BD)和位于C端768-881位氨基酸殘基區(qū)段的轉(zhuǎn)錄激活域(Activationdomain,AD).DNA-BD能夠識別位于GAL4效應(yīng)基因(GAL4-responsivegene)的上游激活序列(Upstreamactivatingsequence,UAS),并與之結(jié)合.而AD則是通過與轉(zhuǎn)錄機構(gòu)中的其他成分之間的結(jié)合作用，以啟動UAS下游的基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄.DNA-BD和AD單獨分別作用并不能激活轉(zhuǎn)錄反應(yīng)，但是當(dāng)二者在空間上充分接近時，則呈現(xiàn)完整的GAL4轉(zhuǎn)錄因子活性并可激活UAS下游啟動子,使啟動子下游基因得到轉(zhuǎn)錄。酵母雙雜交由Fields在1989年提出.他的產(chǎn)生是基于對Fields建立了一個雙雜交系統(tǒng)，DB與X蛋白融合，AD與Y蛋白融合，如果X、Y之間形成蛋白-蛋白復(fù)合物，使GAL4兩個結(jié)構(gòu)域重新構(gòu)成，啟動特異基因序列的轉(zhuǎn)錄Fields建立了一個雙雜交系統(tǒng)，DB與X蛋白融合，AD與Y該實驗的結(jié)果表明由X和Y相互作用使得AD和BD在空間上接近，激活了報告基因LacZ的轉(zhuǎn)錄.一般地，將DB-X的融合蛋白稱作誘餌(bait),X往往是已知蛋白，AD-Y稱作獵物(prey),能顯示誘餌和獵物相互作用的基因稱報告基因,通過對報告基因的檢測，反過來可判斷誘餌和獵物之間是否存在相互作用.該實驗的結(jié)果表明由X和Y相互作用使得AD和BD在空間上接近，真核基因表達(dá)調(diào)控課件

DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域：模體螺旋-轉(zhuǎn)折-螺旋（Helix-turn-helix，H-T-H）鋅指結(jié)構(gòu)（zincfinger）堿性-亮氨酸拉鏈（basic-leucinezipper）堿性-螺旋-環(huán)-螺旋（basic–helix/loop/helix，bHLH）

DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域：模體1、螺旋-轉(zhuǎn)折-螺旋（HTH）這類蛋白質(zhì)分子中有至少兩個α螺旋，中間由短側(cè)鏈氨基酸殘基形成“轉(zhuǎn)折”1、螺旋-轉(zhuǎn)折-螺旋（HTH）這類蛋白質(zhì)分子中有至少兩個α螺蛋白質(zhì)能識別DNA，主要是靠著蛋白質(zhì)氨基酸側(cè)鏈與DNA的堿基之間形成氫鍵以及疏水性作用來完成；識別時不必打開雙螺旋。紅色部分為識別螺旋，藍(lán)色部分則起幫助識別螺旋定位到DNA大溝上的作用。蛋白質(zhì)能識別DNA，主要是靠著蛋白質(zhì)氨基酸側(cè)鏈與DNA的堿基2、鋅指結(jié)構(gòu)配位鍵2-9個由大約30個氨基酸殘基的肽段與鋅螯合形成的指形結(jié)構(gòu)。鋅以四個配位鍵與肽鏈的Cys或His殘基結(jié)合，指形突起的肽段含12-13個氨基酸殘基，嵌入DNA的大溝中，由指形突起或其附近的某些氨基酸側(cè)鏈與DNA的堿基結(jié)合而實現(xiàn)蛋白質(zhì)與DNA的結(jié)合。

2、鋅指結(jié)構(gòu)配位鍵2-9個由大約30個氨基酸殘基的肽段與鋅螯TFIIIACys2/His2鋅指見于SP1，TFⅢA等

Cys2/Cys2鋅指見于甾體激素受體TFIIIACys2/His2鋅指見于SP1，TFⅢA?344aa，N端與DNA結(jié)合

?9個鋅指，每個～30aa

?與5srRNA基因內(nèi)啟動子（50bp)結(jié)合TFIIIA?344aa，N端與DNA結(jié)合

?9個鋅指，每個～30aa

轉(zhuǎn)錄因子SP1（GC盒）、連續(xù)的3個鋅指重復(fù)結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)錄因子SP1（GC盒）、連續(xù)的3個鋅指重復(fù)結(jié)構(gòu)。3、堿性-亮氨酸拉鏈二聚體亮氨酸之間相互作用形成二聚體，形成“拉鏈”。肽鏈氨基端20～30個富含堿性氨基酸結(jié)構(gòu)域與DNA結(jié)合。這類蛋白質(zhì)的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域?qū)嶋H是以堿性區(qū)和亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)域整體作為基礎(chǔ)的。即bZIP結(jié)構(gòu)。蛋白中每隔6個氨基酸就有一個亮氨酸殘基，導(dǎo)致第7個亮氨酸殘基都在螺旋的同一方向出現(xiàn)。3、堿性-亮氨酸拉鏈二聚體即bZIP結(jié)構(gòu)。蛋白中每隔6個氨基定義：出現(xiàn)在DNA結(jié)合蛋白質(zhì)和其它蛋白質(zhì)中的一種結(jié)構(gòu)基元（motif）。當(dāng)來自同一個或不同多肽鏈的兩個α-螺旋的疏水面（常常含有亮氨酸殘基）相互作用形成一個圈對圈的二聚體時就形成了亮氨酸拉鏈。定義：出現(xiàn)在DNA結(jié)合蛋白質(zhì)和其它蛋白質(zhì)中的一種結(jié)構(gòu)基元（4、堿性-螺旋-環(huán)-螺旋在免疫球蛋白κ輕鏈基因的增強子結(jié)合蛋白E12與E47中，羧基端100～200個氨基酸殘基可形成兩個兩性α螺旋，被非螺旋的環(huán)狀結(jié)構(gòu)所隔開，蛋白質(zhì)的氨基端則是堿性區(qū)，其DNA結(jié)合特性與亮氨酸拉鏈類蛋白相似。4、堿性-螺旋-環(huán)-螺旋在免疫球蛋白κ輕鏈基因的增強子結(jié)合蛋bHLH類蛋白只有形成同源或異源二聚體時，才具有足夠的DNA結(jié)合能力。當(dāng)這類異源二聚體中的一方不含有堿性區(qū)（如Id或E12蛋白）時，該二聚體明顯缺乏對靶DNA的親和力。bHLH類蛋白只有形成同源或異源二聚體時，才具有足夠的DNA亮氨酸拉鏈（leucinezipper）螺旋-環(huán)-螺旋（H-L-H）結(jié)構(gòu)亮氨酸拉鏈（leucinezipper）螺旋-環(huán)轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域（transcriptionactivationdomains）一般由30-100個氨基酸殘基組成，負(fù)責(zé)結(jié)合并激活別的轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白。如GAL4分子中有2個這種結(jié)構(gòu)域，分別位于多肽鏈的第147-196位和第768-881位.轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域（transcriptiona在不同的轉(zhuǎn)錄活化域有下列特征性結(jié)構(gòu)：帶負(fù)電荷的螺旋結(jié)構(gòu)。哺乳動物細(xì)胞中糖皮質(zhì)激素受體的兩個轉(zhuǎn)錄活化域都有酸性的螺旋結(jié)構(gòu)，它們可能與TFIID復(fù)合物中某個通用因子或RNA聚合酶II本身結(jié)合，具有穩(wěn)定轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的作用。富含谷氨酰胺的結(jié)構(gòu)。SP1是啟動子GC盒的結(jié)合蛋白，共有4個參與轉(zhuǎn)錄活化的區(qū)域，其中最強的轉(zhuǎn)錄活化域含25%左右的谷氨酰胺富含脯氨酸的結(jié)構(gòu)。CTF-NF1因子羧基端富含脯氨酸（達(dá)20%～30%）。在Oct2、Jun、AP2、SRF等哺乳動物因子中也有富含脯氨酸的結(jié)構(gòu)域。在不同的轉(zhuǎn)錄活化域有下列特征性結(jié)構(gòu)：真核基因表達(dá)調(diào)控課件3.染色體及DNA水平的調(diào)控3.染色體及DNA水平的調(diào)控真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件異染色質(zhì)化p327異染色質(zhì)是包裝成20-30nm，不具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)組成性異染色質(zhì)（constitutiveheterochromatin）是指在各種細(xì)胞中，在整個細(xì)胞周期內(nèi)都處于凝聚狀態(tài)的染色質(zhì)，如著絲粒，端粒，核仁形成區(qū)等。兼性異染色質(zhì)（facultativeheterochromatin）指在某些特定的細(xì)胞中，或在一定的發(fā)育時期和生理條件下凝聚，由常染色質(zhì)變成異染色質(zhì)，這本身也是真核生物的一種表達(dá)調(diào)控的途經(jīng)。異染色質(zhì)化p327異染色質(zhì)是包裝成20-30nm，不具有轉(zhuǎn)錄真核基因表達(dá)調(diào)控課件萊昂假說（Lyonhypothesis）巴氏小體是一個失活的X染色體，失活的過程就稱為萊昂化（lyonization）；在哺乳動物中，雌性個體細(xì)胞中的兩個X染色體中有一個X染色體在受精后的第16天（受精卵增殖到5000-6000，植入子宮壁時）失活；兩條X染色體中哪一條失活是隨機的；X染色體失活后，細(xì)胞繼續(xù)分裂形成的克隆中，此條染色體都是失活的；生殖細(xì)胞形成時失活的X染色體可得到恢復(fù)。萊昂假說（Lyonhypothesis）巴氏小體是一個失活☆活性染色質(zhì)對DNaseⅠ的敏感性p316☆活性染色質(zhì)對DNaseⅠ的敏感性p316可以用DNaseⅠ來鑒別基因的活性可以用DNaseⅠ來鑒別基因的活性真核基因表達(dá)調(diào)控課件☆組蛋白對基因活性的影響☆組蛋白對基因活性的影響組蛋白的乙?；腿ヒ阴；刂迫旧|(zhì)活性p323-324組蛋白的乙?；腿ヒ阴；刂迫旧|(zhì)活性p323-324組蛋白乙?；腔钚匀旧|(zhì)的標(biāo)志之一組蛋白乙?；腔钚匀旧|(zhì)的標(biāo)志之一去乙酰化和基因活性的阻遏有關(guān)去乙?；突蚧钚缘淖瓒粲嘘P(guān)

組蛋白的乙酰化及去乙?；瘜虮磉_(dá)的影響組蛋白乙?；臓顟B(tài)與基因表達(dá)有關(guān)。組蛋白N端“尾巴”上賴氨酸殘基的乙?；泻土私M蛋白尾巴的正電荷，降低了它與DNA的親和性，導(dǎo)致核小體構(gòu)象發(fā)生有利于轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白與染色質(zhì)相結(jié)合的變化，從和提高了基因轉(zhuǎn)錄的活性。相反，組蛋白去乙?；c基因活性的阻遏有關(guān)。組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶和去乙?；钢荒苡羞x擇地影響一部分基因的轉(zhuǎn)錄。組蛋白的乙酰化及去乙?；瘜虮磉_(dá)的影響組蛋白的甲基化與非活性染色質(zhì)有關(guān)組蛋白的甲基化與非活性染色質(zhì)有關(guān)基因丟失：在細(xì)胞分化過程中，可以通過丟失掉某些基因而去除這些基因的活性。某些原生動物、線蟲、昆蟲和甲殼類動物在個體發(fā)育中，許多體細(xì)胞常常丟失掉整條或部分的染色體，只有將來分化產(chǎn)生生殖細(xì)胞的那些細(xì)胞一直保留著整套的染色體?；騺G失：在細(xì)胞分化過程中，可以通過丟失掉某些基因而去除這些基因擴增：基因擴增是指某些基因的拷貝數(shù)專一性增大的現(xiàn)象，它使得細(xì)胞在短期內(nèi)產(chǎn)生大量的基因產(chǎn)物以滿足生長發(fā)育的需要，是基因活性調(diào)控的一種方式。如非洲爪蟾體細(xì)胞中rDNA的基因拷貝數(shù)約有500個，而在卵母細(xì)胞中的拷貝數(shù)約為200萬個，是因發(fā)育需要出現(xiàn)的基因擴增現(xiàn)象。基因擴增：基因擴增是指某些基因的拷貝數(shù)專一性增大的現(xiàn)象，它使真核基因表達(dá)調(diào)控課件基因組拷貝數(shù)增加，即多倍性，在植物中是非常普遍的現(xiàn)象。基因組拷貝數(shù)增加使可供遺傳重組的物質(zhì)增多，這可能構(gòu)成了加速基因進(jìn)化、基因組重組和最終物種形成的一種方式。發(fā)育或系統(tǒng)發(fā)生中的倍性增加在植物中普遍存在基因組拷貝數(shù)增加，即多倍性，在植物中是非常將一個基因從遠(yuǎn)離啟動子的地方移到距它很近的位點從而啟動轉(zhuǎn)錄，這種方式被稱為基因重排。通過基因重排調(diào)節(jié)基因活性的典型例子是免疫球蛋白結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)。基因重排：將一個基因從遠(yuǎn)離啟動子的地方移到距它很近的位點從而啟動轉(zhuǎn)錄，輕鏈（L）和重鏈（H）可變區(qū)（V）和恒定區(qū)（C）多樣區(qū)（D）鉸鏈區(qū)（J）免疫球蛋白分子的基本結(jié)構(gòu)單體、雙體和五聚體輕鏈（L）和重鏈（H）免疫球蛋白分子的基本結(jié)構(gòu)單體、雙體和基因重排與變換免疫球蛋白重鏈基因片段重排與組織特異性表達(dá)基因重排與變換基因重排基因重排DNA水平上的調(diào)控p319DNA水平上的調(diào)控p319真核基因表達(dá)調(diào)控課件DNA的甲基化5-甲基胞嘧啶（5-mC）N6-甲基腺嘌呤（N6-mA）7-甲基鳥嘌呤（7-mG）DNA的甲基化5-甲基胞嘧啶（5-mC）在真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出現(xiàn)在CpG序列中CpG二核苷酸通常成串出現(xiàn)在DNA上，CpG島在真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出現(xiàn)在CpG序列中CpG二真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核生物細(xì)胞內(nèi)存在兩種甲基化酶活性：日常型甲基轉(zhuǎn)移酶從頭合成型甲基轉(zhuǎn)移酶真核生物細(xì)胞內(nèi)存在兩種甲基化酶活性：日常型甲基轉(zhuǎn)移酶從頭合日常型甲基轉(zhuǎn)移酶日常型甲基轉(zhuǎn)移酶真核基因表達(dá)調(diào)控課件DNA甲基化抑制基因轉(zhuǎn)錄的機理DNA甲基化導(dǎo)致某些區(qū)域DNA構(gòu)象變化，從而影響了蛋白質(zhì)與DNA的相互作用，抑制了轉(zhuǎn)錄因子與啟動區(qū)DNA的結(jié)合效率。DNA甲基化抑制基因轉(zhuǎn)錄的機理DNA甲基化導(dǎo)致某些區(qū)域DNADNA甲基化與染色體失活雌性哺乳動物體細(xì)胞的兩條X染色體中會有一條發(fā)生隨機失活這是一種基因劑量補償?shù)臋C制。X染色體的Xq13區(qū)段（巴氏小體濃縮部位）有一個X失活中心（X-inactioncenter，Xic），X-失活從Xic區(qū)段開始啟動，然后擴展到整條染色體。失活基因Xist去甲基化，表達(dá)，X染色體的其他位點甲基化，基因不表達(dá)DNA甲基化與染色體失活真核基因表達(dá)調(diào)控課件其它水平上的基因調(diào)控1.RNA的加工成熟各種基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物都是RNA，無論是rRNA、tRNA還是mRNA，初級轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物只有經(jīng)過加工，才能成為有生物功能的活性分子。1.1rRNA和tRNA的加工成熟rRNA加工有兩個內(nèi)容，一個是分子內(nèi)的切割，另一個是化學(xué)修飾。rRNA的化學(xué)修飾主要是核糖甲基化。tRNA基因轉(zhuǎn)錄時也可能先生成前體tRNA，tRNA基因的初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物在進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)后，首先經(jīng)過核苷的修飾，生成4.5S前體tRNA，再剪接成為成熟tRNA(4S)。其它水平上的基因調(diào)控1.RNA的加工成熟1.2mRNA的加工成熟編碼蛋白質(zhì)的基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA。這類基因產(chǎn)物在轉(zhuǎn)錄后要進(jìn)行一系列的加工變化，才能成為成熟的有生物功能的mRNA。這些加工主要包括在mRNA的5'末端加"帽子"，在其3'末端加上poly(A)，進(jìn)行RNA的剪接以及核苷酸的甲基化修飾等。由于mRNA的這些結(jié)構(gòu)與它作為蛋白質(zhì)合成模板的功能有密切關(guān)系，所以是基因表達(dá)的重要調(diào)控環(huán)節(jié)。編碼蛋白質(zhì)的基因轉(zhuǎn)錄時首先生成前體pre-mRNA(或稱核不均一RNA，hnRNA)，然后再加工剪接為成熟mRNA。1.2mRNA的加工成熟1.3真核生物基因轉(zhuǎn)錄后加工的多樣性真核生物的基因可以按其轉(zhuǎn)錄方式分為兩大類：簡單轉(zhuǎn)錄單位復(fù)雜轉(zhuǎn)錄單位。這兩種轉(zhuǎn)錄方式雖然最終都產(chǎn)生蛋白質(zhì)，但它們的轉(zhuǎn)錄后加工方式是不同的。1.3真核生物基因轉(zhuǎn)錄后加工的多樣性簡單轉(zhuǎn)錄單位。這類基因只編碼產(chǎn)生一個多肽，其原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物有時需要加工，有時則不需要加工。有3種不同形式：第一種簡單轉(zhuǎn)錄單位，如組蛋白基因，它們沒有內(nèi)含子，因此不存在轉(zhuǎn)錄后加工問題，其mRNA3’末端沒有poly(A)，但有一個保守的回文序列作為轉(zhuǎn)錄終止信號。第二種簡單轉(zhuǎn)錄單位包括腺病毒蛋白IX、α-干擾素和許多酵母蛋白質(zhì)基因，它們沒有內(nèi)含子，所編碼的mRNA不需要剪接，但需要加poly(A)。第三種簡單轉(zhuǎn)錄單位包括α和β-珠蛋白基因及許多細(xì)胞蛋白基因，這些基因雖然都有內(nèi)含子，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)錄后加工剪接，還要加poly(A)，但它們只產(chǎn)生一個有功能的mRNA，所以仍然是簡單轉(zhuǎn)錄單位。簡單轉(zhuǎn)錄單位。簡單轉(zhuǎn)錄單位:只編碼產(chǎn)生一個多肽簡單轉(zhuǎn)錄單位:只編碼產(chǎn)生一個多肽復(fù)雜轉(zhuǎn)錄單位。含有復(fù)雜轉(zhuǎn)錄單位的主要是一些編碼組織和發(fā)育特異性蛋白質(zhì)的基因，它們除了含有數(shù)量不等的內(nèi)含子以外，其原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物能通過多種不同方式加工成兩個或兩個以上的mRNA。也有三種情況：利用多個5’端轉(zhuǎn)錄起始位點或剪接位點產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)利用多個加poly(A)位點和不同的剪接方式產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)。這類基因調(diào)控點不在5'末端和內(nèi)含子的不同剪接。而在于有兩個或多個加poly(A)位點，因此可通過不同的剪接方式得到不同的蛋白質(zhì)。雖無剪接，但有多個轉(zhuǎn)錄起始位點或加polyA位點的基因復(fù)雜轉(zhuǎn)錄單位。

前mRNA不同的剪接方式造成了不同組織中不同的降鈣素樣蛋白復(fù)雜轉(zhuǎn)錄單位：產(chǎn)生至少2種mRNA前mRNA不同的剪接方式造成了不同組織中不同的降1.4mRNA有效性的調(diào)控真核生物能否長時間、及時地利用成熟的mRNA分子翻譯出蛋白質(zhì)以供生長、發(fā)育的需要，是與mRNA的穩(wěn)定性以及屏蔽狀態(tài)的解除密切相關(guān)的。原核生物mRNA的半衰期很短，平均大約3min。高等真核生物迅速生長的細(xì)胞中mRNA的半衰期平均約為3h。在高度分化的終端細(xì)胞中許多mRNA極其穩(wěn)定，有的壽命長達(dá)幾天或十幾天，加上強啟動子的轉(zhuǎn)錄，使一些終端細(xì)胞特有的蛋白質(zhì)合成達(dá)到驚人的水平。例如，家蠶絲心蛋白基因具有很強的啟動子，幾天內(nèi)即可轉(zhuǎn)錄出105個絲心蛋白mRNA，而它的壽命長達(dá)4天，每個mRNA分子能重復(fù)翻譯出105個絲心蛋白，所以4天內(nèi)可產(chǎn)生1010個絲心蛋白，說明mRNA壽命的延長是mRNA有效性的一個重要因素。1.4mRNA有效性的調(diào)控mRNA有效性的調(diào)控原核生物mRNA的半衰期很短，平均大約3min。高等真核生物迅速生長的細(xì)胞中mRNA的半衰期平均約為3h。mRNA壽命的延長是mRNA有效性的一個重要因素。mRNA有效性的調(diào)控翻譯水平的調(diào)控在蛋白質(zhì)生物合成的起始反應(yīng)中主要涉及到細(xì)胞中的4種裝置，這就是：核糖體，它是蛋白質(zhì)生物合成的場所蛋白質(zhì)合成的模板mRNA，它是傳遞基因信息的媒介可溶性蛋白因子，這是蛋白質(zhì)生物合成起始物形成所必需的因子tRNA，它是氨基酸的攜帶者。只有這些裝置和諧統(tǒng)一才能完成蛋白質(zhì)的生物合成。翻譯水平的調(diào)控1.真核生物mRNA的“掃描模式”與蛋白質(zhì)合成的起始AUG的前和后序列特征為A/GNNAUGG，這使得核糖體滑行到mRNA的第一個AUG能準(zhǔn)確識別并起始翻譯。2.mRNA5'末端帽子結(jié)構(gòu)的識別與蛋白質(zhì)合成1.真核生物mRNA的“掃描模式”與蛋白質(zhì)合成的起始3.mRNA的穩(wěn)定性與基因表達(dá)調(diào)控4.可溶性蛋白因子的修飾與翻譯起始調(diào)控許多可溶性蛋白因子（起始因子），對蛋白質(zhì)合成的起始有著重要的作用，對這些因子的修飾會影響翻譯起始。在蛋白質(zhì)生物合成的過程中，特別是在起始反應(yīng)中，mRNA的“可翻譯性”是起決定作用的，其5'末端的帽子結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)、與rRNA的互補性以及起始密碼附近的核苷酸序列都是蛋白質(zhì)生物合成的信號系統(tǒng)。3.mRNA的穩(wěn)定性與基因表達(dá)調(diào)控小結(jié)真核生物的基因組真核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點和種類真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控

真核基因轉(zhuǎn)錄后水平上的調(diào)控順式作用元件和反式作用因子RNA的加工成熟、翻譯水平的調(diào)控基因丟失基因擴增基因重排DNA甲基化狀態(tài)與調(diào)控染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與調(diào)控小結(jié)真核生物的基因組順式作用元件和反式作用因子RNA的加DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域常見的有、、、

DNA水平上的調(diào)控包括、、等方式。其中免疫球蛋白結(jié)構(gòu)基因是

的典型例子，非洲爪蟾的卵母細(xì)胞中rRNA基因的變化是

的例子。真核生物基因調(diào)控主要在

水平進(jìn)行的，是通過

和

復(fù)雜的相互作用來實現(xiàn)的?；蜣D(zhuǎn)錄的

有啟動子中的

、

、

。RNA的剪接分為

和

?；虮磉_(dá)根據(jù)是否受時期、部位、環(huán)境影響可以分為

和

DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域常見的有、、1.目前認(rèn)為基因表達(dá)調(diào)控的主要環(huán)節(jié)是（）A.基因活化B.轉(zhuǎn)錄起始C.轉(zhuǎn)錄后加工D.翻譯起始2.處于活躍轉(zhuǎn)錄狀態(tài)的真核基因?qū)NaseI（）A.高度敏感B.中度敏感C.低度敏感D.不敏感3.關(guān)于反式作用因子下列說法正確的是（）A.是具有激活功能的調(diào)節(jié)蛋白B.通過蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用，對翻譯進(jìn)行調(diào)控C.通過RNA-蛋白質(zhì)相互作用，對轉(zhuǎn)錄進(jìn)行調(diào)控D.通過DNA-蛋白質(zhì)或者蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用，對轉(zhuǎn)錄進(jìn)行調(diào)控4.在RNA聚合酶II的基本轉(zhuǎn)錄因子中，能直接識別、結(jié)合TATAbox的是（）A.TFIIAB.TFIIBC.TFIIDD.TFIIE5.下列不屬于反式作用因子的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域的是（）A.bZIPB.HTHC.堿性α-螺旋結(jié)構(gòu)D.酸性α-螺旋結(jié)構(gòu)1.目前認(rèn)為基因表達(dá)調(diào)控的主要環(huán)節(jié)是（）1.所有高等真核生物的啟動子中都含有TATAbox結(jié)構(gòu)。()2.高等真核生物的大部分DNA是不編碼蛋白質(zhì)的。（）3.大多數(shù)的管家基因編碼低豐度的mRNA（)4.人類基因組含有35000個基因，編碼35000個蛋白質(zhì)（）5.真核生物基因的mRNA是多順反子（)6.DNA甲基化導(dǎo)致DNA構(gòu)象變化，從而抑制轉(zhuǎn)錄因子與啟動區(qū)的結(jié)合效率（）7.Xist基因中含有大量終止密碼子，不編碼蛋白質(zhì)（）8.有活性的X染色體上的Xist位點都沒有甲基化，而失活的X染色體上的Xist位點高度甲基化（9.CpG島指該二核苷酸序列成串出現(xiàn)的這段DNA序列（）10.免疫球蛋白結(jié)構(gòu)基因是通過基因擴增來調(diào)節(jié)基因活性的。）1.所有高等真核生物的啟動子中都含有TATAbox結(jié)構(gòu)。1.一個基因的內(nèi)含子能夠作為另一個基因的外顯子。（）2.cDNA分子是由mRNA前體轉(zhuǎn)錄來的，因此也有內(nèi)含子序列（）3.DNaseI超敏感位點的產(chǎn)生是染色質(zhì)結(jié)構(gòu)規(guī)律變化的結(jié)果。（）4.核心啟動子只能確定轉(zhuǎn)錄起始點產(chǎn)生基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄。（）5.轉(zhuǎn)錄因子具有獨立的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域和轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域。（)6.真核生物基因組中的重復(fù)序列都是不翻譯的內(nèi)含子。（）7.核不均一RNA是mRNA和rRNA的前體而不是tRNA的前體（)8.所有真核生物的基因都要經(jīng)過加尾和內(nèi)含子的剪接過程，才能翻譯成蛋白質(zhì)。（)9.原核和真核基因中都含有內(nèi)含子。（）10.鋅指結(jié)構(gòu)與DNA的大溝結(jié)合。（）1.一個基因的內(nèi)含子能夠作為另一個基因的外顯子。（）1.增強子和啟動子都是順式作用元件()2.真核生物基因的“加帽”反應(yīng)在細(xì)胞核內(nèi)完成。（）3.bZIP和bHLH蛋白都是形成二聚體。（T）4.每個轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點被單個轉(zhuǎn)錄因子識別。（)5.一個增強子只對一個基因表現(xiàn)增強效應(yīng)，即具有基因?qū)Ｒ恍?。?6.含簡單轉(zhuǎn)錄單位的基因只編碼一個多肽。（）7.選擇性剪接能使同一基因在不同的組織中特異性表達(dá)。（)8.只有活性染色質(zhì)轉(zhuǎn)錄的基因?qū)NaseI敏感。()9.DNA甲基化提高了甲基化位點突變的頻率。（）10.乙酰化的組蛋白抑制了核小體的濃縮，使轉(zhuǎn)錄因子更容易與DNA接觸，有利于提高基因的轉(zhuǎn)錄活性。（）1.增強子和啟動子都是順式作用元件() 細(xì)胞是生命活動的基本單位。細(xì)胞通過DNA的復(fù)制和細(xì)胞分裂將本身所固有的遺傳信息由親代傳至子代，實現(xiàn)增殖繁衍。它們還不斷地“感知”環(huán)境變化，并對其作出特定的應(yīng)答。細(xì)胞應(yīng)答可以分為3個階段：外界信息的“感知”，即由細(xì)胞膜到細(xì)胞核內(nèi)的信息傳遞,染色質(zhì)水平上的基因活性調(diào)控,特定基因的表達(dá)，即從DNA→RNA→蛋白質(zhì)的遺傳信息傳遞過程。第五節(jié)蛋白質(zhì)磷酸化對基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控 細(xì)胞是生命活動的基本單位。細(xì)胞通過DNA的復(fù)制和細(xì)胞分裂 蛋白質(zhì)的磷酸化與去磷酸化過程是生物體內(nèi)普遍存在的信息傳導(dǎo)調(diào)節(jié)方式，幾乎涉及所有的生理及病理過程，如糖代謝、光合作用、細(xì)胞的生長發(fā)育、神經(jīng)遞質(zhì)的合成與釋放甚至癌變等等。 蛋白質(zhì)的磷酸化與去磷酸化過程是生物體內(nèi)普遍存在的信息傳導(dǎo)真核細(xì)胞主要跨膜信號傳導(dǎo)途徑真核細(xì)胞主要跨膜信號傳導(dǎo)途徑 細(xì)胞表面受體與配體分子的高親和力特異性結(jié)合，能誘導(dǎo)受體蛋白構(gòu)象變化，使胞外信號順利通過質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，或使受體發(fā)生寡聚化而被激活。受體分子活化細(xì)胞功能的途徑主要有兩條：一是受體本身或受體結(jié)合蛋白具有內(nèi)源酪氨酸激酶活性，胞內(nèi)信號通過酪氨酸激酶途徑得到傳遞；二是配體與細(xì)胞表面受體結(jié)合，通過G蛋白介異的效應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)生介質(zhì)，活化絲氨酸/蘇氨酸或酪氨酸激酶，從而傳遞信號。 細(xì)胞表面受體與配體分子的高親和力特異性結(jié)合，能誘導(dǎo)受體蛋細(xì)胞表面的三類受體示意圖細(xì)胞表面的三類受體示意圖蛋白質(zhì)磷酸化和GTP結(jié)合蛋白參與的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程蛋白質(zhì)磷酸化和GTP結(jié)合蛋白參與的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程已發(fā)現(xiàn)蛋白激酶基因2000余個和1000個左右蛋白質(zhì)去磷酸化酶基因。根據(jù)底物蛋白質(zhì)被磷酸化的氨基酸殘基可分為：絲氨酸/蘇氨酸型；酪氨酸型；組氨酸型。根據(jù)是否有調(diào)節(jié)物參與蛋白激酶活性可分為兩大類：信使依賴型（又分胞內(nèi)信使、調(diào)節(jié)因子依賴型和激素或生長因子依賴型）非信使依賴型。已發(fā)現(xiàn)蛋白激酶基因2000余個和1000個左右蛋白質(zhì)去磷酸化1.受cAMP水平調(diào)控的A激酶依賴于cAMP的蛋白激酶稱為A激酶（PKA），它能把ATP分子上的末端磷酸基團加到某個特定蛋白質(zhì)的絲氨酸或蘇氨酸殘基上。被A激酶磷酸化的氨基酸N端上游往往存在兩個或兩個以上堿性氨基酸，特定氨基酸的磷酸化（X-Arg-Arg-X-Ser-X）改變了這一蛋白的酶活性。在不同的細(xì)胞中，A激酶的反應(yīng)底物不一樣，所以，cAMP能在不同靶細(xì)胞中誘發(fā)不同的反應(yīng)。1.受cAMP水平調(diào)控的A激酶1.受cAMP水平調(diào)控的A激酶非活性狀態(tài)的PKA全酶由4個亞基R2C2所組成，分子量約為150-170，調(diào)節(jié)亞基與cAMP相結(jié)合，引起構(gòu)象變化并釋放催化亞基，后者隨即成為有催化活性的單體.1.受cAMP水平調(diào)控的A激酶1.受cAMP水平調(diào)控的A激酶糖原代謝時，激素與其受體在肌肉細(xì)胞外表面相結(jié)合，誘發(fā)細(xì)胞質(zhì)cAMP的合成

并活化A激酶，后者再將活化磷酸基團傳遞給無活性的磷酸化酶激酶，活化糖原磷酸化酶，最終將糖原磷酸化，進(jìn)入糖酵解.過程并提供ATP。1.受cAMP水平調(diào)控的A激酶 并活化A激酶，后者再將活化已經(jīng)證實，許多轉(zhuǎn)錄因子都可以通過cAMP介導(dǎo)的蛋白質(zhì)磷酸化過程而被激活，因為這類基因的5’端大都擁有一個或數(shù)個cAMP應(yīng)答元件（CRE），基本序列為TGACGTCA。已經(jīng)證實，許多轉(zhuǎn)錄因子都可以通過cAMP介導(dǎo)的蛋白質(zhì)磷酸化過2.C激酶與PIP2、IP3和DAG該蛋白激酶活性是依賴于Ca2+的，故稱C激酶（PKC）。IP3引起細(xì)胞質(zhì)Ca2+濃度升高，導(dǎo)致C激酶從胞質(zhì)轉(zhuǎn)運到靠近原生質(zhì)膜內(nèi)側(cè)處，并被DAG和Ca2+的雙重影響所激活。DAG提高了C激酶對于Ca2+的親和力。C激酶是一個7.7×104的蛋白質(zhì)，主要實施對絲氨酸、蘇氨酸的磷酸化，具有一個催化結(jié)構(gòu)域和一個調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域。與DNA結(jié)合以后還能解除調(diào)節(jié)區(qū)所造成的抑制作用，提高酶活性。2.C激酶與PIP2、IP3和DAG激酶信號傳遞及基因表達(dá)示意圖激酶信號傳遞及基因表達(dá)示意圖3.CaM激酶及MAP激酶Ca2+的細(xì)胞學(xué)功能主要通過鈣調(diào)蛋白激酶（CaM-kinase）來實現(xiàn)的，它們也是一類絲氨酸/蘇氨酸激酶，但僅應(yīng)答于細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平。MAP激酶（MAP-kinase，ERKS）活性受許多外源細(xì)胞生長、分化因子的誘導(dǎo)。MAP-激酶活性取決于該蛋白中僅有一個氨基酸之隔的酪氨酸、絲氨酸殘基是否都被磷酸化。3.CaM激酶及MAP激酶3.CaM激酶及MAP激酶能同時催化這兩個氨基酸殘基磷酸化的酶被稱為MAP-激酶-激酶，它的反應(yīng)底物是MAP激酶。MAP-激酶-激酶本身能被MAP-激酶-激酶-激酶所磷酸化激活，后者能同時被C激酶或酪氨酸激酶家族的Ras蛋白等激活，從而在信息傳導(dǎo)中發(fā)揮功能。3.CaM激酶及MAP激酶4.酪氨酸激酶（PTK）途徑包括跨膜受體家族與胞質(zhì)非受體家族兩大類。受體類由胞外結(jié)合配體結(jié)構(gòu)域、跨膜結(jié)構(gòu)域和細(xì)胞質(zhì)激酶結(jié)構(gòu)域組成，其PTK活性受胞外結(jié)構(gòu)域與配體的調(diào)節(jié)。配體與受體結(jié)合可誘導(dǎo)受體蛋白的二聚化，將受體胞質(zhì)區(qū)酪氨酸殘基磷酸化。非受體酪氨酸激酶除有一段與前者同源的激酶結(jié)構(gòu)域序列外，還有數(shù)個前體所不具備的保守區(qū)。4.酪氨酸激酶（PTK）途徑因為Src亞家族非受體酪氨酸激酶以及許多PTK作用底物分子都存在被稱為Src同源結(jié)構(gòu)域（SH）的序列。所以又將激酶功能區(qū)稱為SH1，而將另外兩個區(qū)分別命名為SH2和SH3。SH2由約100個氨基酸殘基組成，能與帶有磷酸酪氨酸的蛋白質(zhì)結(jié)合，SH3由約60個氨基酸殘基組成，參與將前者定為于質(zhì)膜內(nèi)側(cè)或與細(xì)胞骨架蛋白相互作用，與SH2結(jié)合無關(guān)。因為Src亞家族非受體酪氨酸激酶以及許多PTK作用底物分子都在正常細(xì)胞中，pp60c-Src上的Tyr527被磷酸化并以頭尾相連的締合方式折入同一分子的SH2結(jié)構(gòu)域中，從而抑制了PTK活性。pp60c-Src與靶分子PI3激酶，rasGAP等的締合作用均涉及pp60c-SrcSH2結(jié)構(gòu)域與PI3激酶及rasGAP分子上酪氨酸磷酸化區(qū)的結(jié)合。在正常細(xì)胞中，pp60c-Src上的Tyr527被磷酸化并以5.蛋白質(zhì)磷酸化與細(xì)胞分裂調(diào)控細(xì)胞通過p53及p21蛋白控制CDK（cyclin-dependentproteinkinase）活性，調(diào)控細(xì)胞分裂的進(jìn)程。P21蛋白過量時，大量周期蛋白（cyclin）E-CDK2復(fù)合物與P21蛋白相結(jié)合，使CDK2喪失磷酸化PRb蛋白的功能。沒有被磷酸化的PRb蛋白與轉(zhuǎn)錄因子E2F相結(jié)合并使后者不能激活與DNA合成有關(guān)的酶，導(dǎo)致細(xì)胞不能由G1期進(jìn)入S期，細(xì)胞分裂受阻。5.蛋白質(zhì)磷酸化與細(xì)胞分裂調(diào)控如果細(xì)胞中P53基因活性降低，P21蛋白含量急劇下降，周期蛋白E-CDK2復(fù)合物就能有效地將PRb蛋白磷酸化。此時，PRb蛋白不能與E2F相結(jié)合，后者發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的作用，激活許多與DNA合成有關(guān)的基因表達(dá)，細(xì)胞從G1期進(jìn)入S期，開始分裂。

如果細(xì)胞中P53基因活性降低，P21蛋白含量急劇下降，周期蛋CDK活性受雙重調(diào)控沒有周期蛋白，CDK無活性。隨著周期蛋白的合成和積累，逐步形成周期蛋白-CDK復(fù)合物。CDK上的酪氨酸位點被磷酸化，掩蓋了其ATP結(jié)合位點，ATP不能有效地與之相結(jié)合，CDK仍然無活性。CDK蛋白T-環(huán)中的蘇氨酸位點被磷酸化，并將其酪氨酸位點上的磷酸基團去掉，其才能發(fā)揮生物學(xué)活性。同時，CDK蛋白還能使細(xì)胞中的磷酸酯酶磷酸化，以加速脫去自身酪氨酸位點上的磷酸基團。有生物活性的周期蛋白-CDK復(fù)合物能將DBRP磷酸化，激活泛素連接酶，把大量泛素加到周期蛋白上并使之迅速降解，CDK失活，新的周期開始。CDK活性受雙重調(diào)控真核基因表達(dá)調(diào)控課件第七節(jié)激素與熱激蛋白對基因表達(dá)的影響1.激素對靶基因的影響許多類固醇激素（如雌激素、孕激素、醛固酮、糖皮質(zhì)激素和雄激素）以及一般代謝性激素（如胰島素）的調(diào)控作用都是通過起始基因轉(zhuǎn)錄而實現(xiàn)的。第七節(jié)激素與熱激蛋白對基因表達(dá)的影響1.激素對靶基因的影體內(nèi)存在的許多糖皮質(zhì)類激素應(yīng)答基因都有一段大約20bp的順式作用元件（激素應(yīng)答元件，簡稱HRE），該序列具有類似增強子的作用，其活性受激素制約。靶細(xì)胞中含有大量激素受體蛋白，而非靶細(xì)胞中沒有或很少有這類受體。激素元件序列糖皮質(zhì)GRETGGTACANNNTGTTCG雌激素EREGGTCANNNTGTCC甲狀腺素TRECAGGGACGTGACCGCA體內(nèi)存在的許多糖皮質(zhì)類激素應(yīng)答基因都有一段大約20bp的順式固醇類激素的受體蛋白分子有相同的結(jié)構(gòu)框架，包括保守性極高并位于分子中央的DNA結(jié)合區(qū)，位于C端的激素結(jié)合區(qū)和保守性較低的N端。如果糖皮質(zhì)激素受體蛋白激素結(jié)合區(qū)的某個部分丟失，就變成一種永久型的活性分子。固醇類激素的受體蛋白分子有相同的結(jié)構(gòu)框架，包括保守性極高并位2.熱激蛋白誘導(dǎo)的基因表達(dá)能與某個（類）專一蛋白因子結(jié)合，從而控制基因特異表達(dá)的DNA上游序列稱為應(yīng)答元件。應(yīng)答元件主要有：熱激應(yīng)答元件（HSE）糖皮質(zhì)應(yīng)答元件（GRE）金屬應(yīng)答元件（MRE）應(yīng)答元件與細(xì)胞內(nèi)專一的轉(zhuǎn)錄因子相互作用，協(xié)調(diào)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。調(diào)控因子應(yīng)答元件DNA序列結(jié)合蛋白熱激HSECNNGAANNTCCNNGHSF鎘MRECGNCCCGGNCNC？佛波酯TRETGACTCAAP1血清SRECCATATTAGGSRF2.熱激蛋白誘導(dǎo)的基因表達(dá)調(diào)控因子應(yīng)答元件DNA序列結(jié)合蛋第八章真核基因的表達(dá)與調(diào)控基因基因表達(dá)(mRNA)基因表達(dá)調(diào)控(蛋白)第八章真核基因的表達(dá)與調(diào)控基因基因表達(dá)基因表達(dá)調(diào)控(蛋白)多層次調(diào)控多層次調(diào)控1.真核生物基因組1.真核生物基因組真核基因表達(dá)調(diào)控課件斷裂基因斷裂基因真核基因表達(dá)調(diào)控課件1.外顯子與內(nèi)含子的連接區(qū)1.外顯子與內(nèi)含子的連接區(qū)2、外顯子與內(nèi)含子的可變調(diào)控組成型剪接：一個基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物通過剪接只能產(chǎn)生一種成熟的mRNA。選擇性剪接：同一基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物由于不同的剪接方式形成不同mRNA。（變位剪接）2、外顯子與內(nèi)含子的可變調(diào)控組成型剪接：一個基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物通真核基因表達(dá)調(diào)控課件基因家族（genefamily）基因家族（genefamily）：真核細(xì)胞中許多相關(guān)的基因常按功能成套組合，被稱為基因家族。基因家族（genefamily）基因家族（genefam真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件假基因假基因(pseudogene)具有與功能基因相似的序列，但由于有許多突變以致失去了原有的功能，所以假基因是沒有功能的基因，常用ψ表示。是基因組中因突變而失活的基因，無蛋白質(zhì)產(chǎn)物。一般是啟動子出現(xiàn)問題。假基因假基因(pseudogene)具有與功能基因相似的序列假基因的產(chǎn)生有兩種方式1.復(fù)制（duplication）即復(fù)制后基因發(fā)生序列變化而失去功能，這樣產(chǎn)生的假基因帶有內(nèi)含子，稱為non-processed或duplicatedpseudogenes2.返座（retrotransposition），即mRNA轉(zhuǎn)錄本經(jīng)過反轉(zhuǎn)錄為cDNA,再插入基因組，由于插入位點不合適或序列發(fā)生變化而導(dǎo)致失去功能。這種類型的假基因不含內(nèi)含子，被稱為processedpseudogenes，或retropseudogene。假基因的產(chǎn)生有兩種方式1.復(fù)制（duplication）即真核基因表達(dá)方式組成性表達(dá)

（管家基因）選擇性表達(dá)

(可誘導(dǎo)基因可阻遏基因）真核基因表達(dá)方式組成性表達(dá)組成型表達(dá)(constitutiveexpression)

基因表達(dá)不受時期、部位、環(huán)境影響，沒有時空特異性。某些基因在一個個體的幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)，通常被稱為管家基因(housekeepinggene)。eg:DNA聚合酶、RNA聚合酶、肌動蛋白意義：維持生命組成型表達(dá)(constitutiveexpression)適應(yīng)性表達(dá)(adaptiveexpression）

指環(huán)境的變化容易使其表達(dá)水平變動的一類基因表達(dá)?？烧T導(dǎo)的基因(induciblegene)：表達(dá)水平增高可阻遏的基因(repressiblegene)：表達(dá)水平降低eg:β-半乳糖苷酶意義：適應(yīng)環(huán)境適應(yīng)性表達(dá)(adaptiveexpression）基因表達(dá)的時空特異性1、時間特異性（temporalspecificity）按功能需要，某一特定基因的表達(dá)嚴(yán)格按特定的時間順序發(fā)生，稱之為基因表達(dá)的時間特異性。基因表達(dá)的時空特異性1、時間特異性（temporalspe2、空間特異性(spatialspecificity)在個體生長全過程，某種基因產(chǎn)物在個體按不同組織空間順序出現(xiàn)，稱之為基因表達(dá)的空間特異性，又稱細(xì)胞或組織特異性(cellortissuespecificity)。2、空間特異性(spatialspecificity)在個真核基因的表達(dá)調(diào)控的特點：

原核細(xì)胞——環(huán)境因素對調(diào)控起決定性的作用。群體中每一個細(xì)胞對環(huán)境變化的反應(yīng)是直接的和一致的。真核細(xì)胞——基因表達(dá)調(diào)控最明顯的特征是在特定時間，特定的細(xì)胞中特定的基因被激活，實現(xiàn)“預(yù)定”的、有序的、不可逆轉(zhuǎn)的分化、發(fā)育，并使生物的組織和器官保持正常功能。這是生命活動規(guī)律決定的，環(huán)境因素在其中作用不大。真核基因的表達(dá)調(diào)控的特點：真核生物基因調(diào)控可分為兩大類：

第一類是瞬時調(diào)控或稱可逆性調(diào)控，它相當(dāng)于原核細(xì)胞對環(huán)境條件變化所做出的反應(yīng)，包括某種底物或激素水平升降，或細(xì)胞周期不同階段酶活性的調(diào)節(jié)；第二類是發(fā)育調(diào)控或稱不可逆調(diào)控，是真核基因調(diào)控的精髓部分，決定了真核細(xì)胞生長、分化、發(fā)育的進(jìn)程。真核生物基因調(diào)控可分為兩大類：第一類是瞬時調(diào)控或稱可逆性調(diào)真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件根據(jù)基因調(diào)控在同一事件中發(fā)生的先后次序又可分為：DNA水平調(diào)控－－轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控－－轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控－－翻譯水平調(diào)控－－蛋白質(zhì)加工水平的調(diào)控根據(jù)基因調(diào)控在同一事件中發(fā)生的先后次序又可分為：DNA水平調(diào)2.真核基因轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)調(diào)控一、真核基因轉(zhuǎn)錄（一）真核基因結(jié)構(gòu)2.真核基因轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)調(diào)控一、真核基因轉(zhuǎn)錄“基因”的分子生物學(xué)定義：產(chǎn)生一條多肽鏈或功能RNA所必需的全部核苷酸序列?！盎颉钡姆肿由飳W(xué)定義：產(chǎn)生一條多肽鏈或功能RNA所必需的 真核基因調(diào)控主要在轉(zhuǎn)錄水平上進(jìn)行，受大量特定的順式作用元件（cis-actingelement）和反式作用因子（transactingfactor）調(diào)控。真核生物的轉(zhuǎn)錄調(diào)控大多數(shù)是通過順式作用元件和反式作用因子復(fù)雜的相互作用來實現(xiàn)的。 真核基因調(diào)控主要在轉(zhuǎn)錄水平上進(jìn)行，受大量特定的順式作用元真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件（2）增強子：指能提高轉(zhuǎn)錄起始頻率的DNA序列。

SV40的轉(zhuǎn)錄單元上發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄起始位點上游約200bp處有兩段長72bp的正向重復(fù)序列。（2）增強子：指能提高轉(zhuǎn)錄起始頻率的DNA序列。SV40的轉(zhuǎn)增強子特點：（P89）增強子特點：（P89）增強子對轉(zhuǎn)錄的影響增強子的功能受DNA雙螺旋空間構(gòu)象的影響。增強子可能有如下3種作用機制:影響模板附近DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致DNA雙螺旋彎折或在反式因子的參與下，以蛋白質(zhì)之間的相互作用為媒介形成增強子與啟動子之間“成環(huán)”連接，活化基因轉(zhuǎn)錄。將模板固定在細(xì)胞核內(nèi)特定位置，如連接在核基質(zhì)上，有利于DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶改變DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的張力，促進(jìn)RNA聚合酶在DNA鏈上的結(jié)合和滑動。增強子區(qū)可以作為反式作用因子或RNA聚合酶進(jìn)入染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的“入口”。增強子對轉(zhuǎn)錄的影響沉默子(silencer)沉默子是可降低基因啟動子轉(zhuǎn)錄活性的一段DNA順式元件。與增強子作用相反。沉默子的DNA序列被調(diào)控蛋白結(jié)合后阻斷了轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成或活化，使基因表達(dá)活性關(guān)閉沉默子(silencer)沉默子是可降低基因啟動子轉(zhuǎn)錄活性的絕緣子(insulator)絕緣子(insulator)長約幾百個核苷酸對，是通常位于啟動子同正調(diào)控元件(增強子)或負(fù)調(diào)控因子(為異染色質(zhì))之間的一種調(diào)控序列。絕緣子本身對基因的表達(dá)既沒有正效應(yīng)，也沒有負(fù)效應(yīng)，其作用只是不讓其他調(diào)控元件對基因的活化效應(yīng)或失活效應(yīng)發(fā)生作用。絕緣子的作用是有方向性的，絕緣子(insulator)絕緣子(insulator)長約反式作用因子

1、定義：能直接或間接地識別或結(jié)合在各類順式作用元件核心序列上，參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的蛋白質(zhì)。TFⅡD（TATA）、CTF（CAAT）、SP1（GGGCGG）、HSF（熱激蛋白啟動區(qū)）反式作用因子1、定義：能直接或間接地識別或結(jié)合在各類順真核基因表達(dá)調(diào)控課件轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子識別增強子、沉默子等。通過DNA-蛋白質(zhì)相互作用，基本轉(zhuǎn)錄因子識別啟動子，通過DNA-蛋白質(zhì)相互作用。共調(diào)節(jié)因子通過蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用，協(xié)調(diào)調(diào)控1.分類轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子識別增強子、沉默子等。通過DNA-蛋白質(zhì)相互作用轉(zhuǎn)錄因子：激活因子、阻遏因子共調(diào)節(jié)因子：共激活因子、共阻遏因子轉(zhuǎn)錄因子：激活因子、阻遏因子2、結(jié)構(gòu)DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域是指蛋白質(zhì)亞基結(jié)構(gòu)中明顯分開的緊密球狀結(jié)構(gòu)區(qū)域，又稱為轄區(qū)。2、結(jié)構(gòu)DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域是指蛋白質(zhì)酵母雙雜交由Fields在1989年提出.他的產(chǎn)生是基于對真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子特別是酵母轉(zhuǎn)錄因子GAL4性質(zhì)的研究.GAL4包括兩個彼此分離的但功能必需的結(jié)構(gòu)域.位于N端1-174位氨基酸殘基區(qū)段的DNA結(jié)合域(DNAbindingdomain，DNA-BD)和位于C端768-881位氨基酸殘基區(qū)段的轉(zhuǎn)錄激活域(Activationdomain,AD).DNA-BD能夠識別位于GAL4效應(yīng)基因(GAL4-responsivegene)的上游激活序列(Upstreamactivatingsequence,UAS),并與之結(jié)合.而AD則是通過與轉(zhuǎn)錄機構(gòu)中的其他成分之間的結(jié)合作用，以啟動UAS下游的基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄.DNA-BD和AD單獨分別作用并不能激活轉(zhuǎn)錄反應(yīng)，但是當(dāng)二者在空間上充分接近時，則呈現(xiàn)完整的GAL4轉(zhuǎn)錄因子活性并可激活UAS下游啟動子,使啟動子下游基因得到轉(zhuǎn)錄。酵母雙雜交由Fields在1989年提出.他的產(chǎn)生是基于對Fields建立了一個雙雜交系統(tǒng)，DB與X蛋白融合，AD與Y蛋白融合，如果X、Y之間形成蛋白-蛋白復(fù)合物，使GAL4兩個結(jié)構(gòu)域重新構(gòu)成，啟動特異基因序列的轉(zhuǎn)錄Fields建立了一個雙雜交系統(tǒng)，DB與X蛋白融合，AD與Y該實驗的結(jié)果表明由X和Y相互作用使得AD和BD在空間上接近，激活了報告基因LacZ的轉(zhuǎn)錄.一般地，將DB-X的融合蛋白稱作誘餌(bait),X往往是已知蛋白，AD-Y稱作獵物(prey),能顯示誘餌和獵物相互作用的基因稱報告基因,通過對報告基因的檢測，反過來可判斷誘餌和獵物之間是否存在相互作用.該實驗的結(jié)果表明由X和Y相互作用使得AD和BD在空間上接近，真核基因表達(dá)調(diào)控課件

DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域：模體螺旋-轉(zhuǎn)折-螺旋（Helix-turn-helix，H-T-H）鋅指結(jié)構(gòu)（zincfinger）堿性-亮氨酸拉鏈（basic-leucinezipper）堿性-螺旋-環(huán)-螺旋（basic–helix/loop/helix，bHLH）

DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域：模體1、螺旋-轉(zhuǎn)折-螺旋（HTH）這類蛋白質(zhì)分子中有至少兩個α螺旋，中間由短側(cè)鏈氨基酸殘基形成“轉(zhuǎn)折”1、螺旋-轉(zhuǎn)折-螺旋（HTH）這類蛋白質(zhì)分子中有至少兩個α螺蛋白質(zhì)能識別DNA，主要是靠著蛋白質(zhì)氨基酸側(cè)鏈與DNA的堿基之間形成氫鍵以及疏水性作用來完成；識別時不必打開雙螺旋。紅色部分為識別螺旋，藍(lán)色部分則起幫助識別螺旋定位到DNA大溝上的作用。蛋白質(zhì)能識別DNA，主要是靠著蛋白質(zhì)氨基酸側(cè)鏈與DNA的堿基2、鋅指結(jié)構(gòu)配位鍵2-9個由大約30個氨基酸殘基的肽段與鋅螯合形成的指形結(jié)構(gòu)。鋅以四個配位鍵與肽鏈的Cys或His殘基結(jié)合，指形突起的肽段含12-13個氨基酸殘基，嵌入DNA的大溝中，由指形突起或其附近的某些氨基酸側(cè)鏈與DNA的堿基結(jié)合而實現(xiàn)蛋白質(zhì)與DNA的結(jié)合。

2、鋅指結(jié)構(gòu)配位鍵2-9個由大約30個氨基酸殘基的肽段與鋅螯TFIIIACys2/His2鋅指見于SP1，TFⅢA等

Cys2/Cys2鋅指見于甾體激素受體TFIIIACys2/His2鋅指見于SP1，TFⅢA?344aa，N端與DNA結(jié)合

?9個鋅指，每個～30aa

?與5srRNA基因內(nèi)啟動子（50bp)結(jié)合TFIIIA?344aa，N端與DNA結(jié)合

?9個鋅指，每個～30aa

轉(zhuǎn)錄因子SP1（GC盒）、連續(xù)的3個鋅指重復(fù)結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)錄因子SP1（GC盒）、連續(xù)的3個鋅指重復(fù)結(jié)構(gòu)。3、堿性-亮氨酸拉鏈二聚體亮氨酸之間相互作用形成二聚體，形成“拉鏈”。肽鏈氨基端20～30個富含堿性氨基酸結(jié)構(gòu)域與DNA結(jié)合。這類蛋白質(zhì)的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域?qū)嶋H是以堿性區(qū)和亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)域整體作為基礎(chǔ)的。即bZIP結(jié)構(gòu)。蛋白中每隔6個氨基酸就有一個亮氨酸殘基，導(dǎo)致第7個亮氨酸殘基都在螺旋的同一方向出現(xiàn)。3、堿性-亮氨酸拉鏈二聚體即bZIP結(jié)構(gòu)。蛋白中每隔6個氨基定義：出現(xiàn)在DNA結(jié)合蛋白質(zhì)和其它蛋白質(zhì)中的一種結(jié)構(gòu)基元（motif）。當(dāng)來自同一個或不同多肽鏈的兩個α-螺旋的疏水面（常常含有亮氨酸殘基）相互作用形成一個圈對圈的二聚體時就形成了亮氨酸拉鏈。定義：出現(xiàn)在DNA結(jié)合蛋白質(zhì)和其它蛋白質(zhì)中的一種結(jié)構(gòu)基元（4、堿性-螺旋-環(huán)-螺旋在免疫球蛋白κ輕鏈基因的增強子結(jié)合蛋白E12與E47中，羧基端100～200個氨基酸殘基可形成兩個兩性α螺旋，被非螺旋的環(huán)狀結(jié)構(gòu)所隔開，蛋白質(zhì)的氨基端則是堿性區(qū)，其DNA結(jié)合特性與亮氨酸拉鏈類蛋白相似。4、堿性-螺旋-環(huán)-螺旋在免疫球蛋白κ輕鏈基因的增強子結(jié)合蛋bHLH類蛋白只有形成同源或異源二聚體時，才具有足夠的DNA結(jié)合能力。當(dāng)這類異源二聚體中的一方不含有堿性區(qū)（如Id或E12蛋白）時，該二聚體明顯缺乏對靶DNA的親和力。bHLH類蛋白只有形成同源或異源二聚體時，才具有足夠的DNA亮氨酸拉鏈（leucinezipper）螺旋-環(huán)-螺旋（H-L-H）結(jié)構(gòu)亮氨酸拉鏈（leucinezipper）螺旋-環(huán)轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域（transcriptionactivationdomains）一般由30-100個氨基酸殘基組成，負(fù)責(zé)結(jié)合并激活別的轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白。如GAL4分子中有2個這種結(jié)構(gòu)域，分別位于多肽鏈的第147-196位和第768-881位.轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域（transcriptiona在不同的轉(zhuǎn)錄活化域有下列特征性結(jié)構(gòu)：帶負(fù)電荷的螺旋結(jié)構(gòu)。哺乳動物細(xì)胞中糖皮質(zhì)激素受體的兩個轉(zhuǎn)錄活化域都有酸性的螺旋結(jié)構(gòu)，它們可能與TFIID復(fù)合物中某個通用因子或RNA聚合酶II本身結(jié)合，具有穩(wěn)定轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的作用。富含谷氨酰胺的結(jié)構(gòu)。SP1是啟動子GC盒的結(jié)合蛋白，共有4個參與轉(zhuǎn)錄活化的區(qū)域，其中最強的轉(zhuǎn)錄活化域含25%左右的谷氨酰胺富含脯氨酸的結(jié)構(gòu)。CTF-NF1因子羧基端富含脯氨酸（達(dá)20%～30%）。在Oct2、Jun、AP2、SRF等哺乳動物因子中也有富含脯氨酸的結(jié)構(gòu)域。在不同的轉(zhuǎn)錄活化域有下列特征性結(jié)構(gòu)：真核基因表達(dá)調(diào)控課件3.染色體及DNA水平的調(diào)控3.染色體及DNA水平的調(diào)控真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核基因表達(dá)調(diào)控課件異染色質(zhì)化p327異染色質(zhì)是包裝成20-30nm，不具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)組成性異染色質(zhì)（constitutiveheterochromatin）是指在各種細(xì)胞中，在整個細(xì)胞周期內(nèi)都處于凝聚狀態(tài)的染色質(zhì)，如著絲粒，端粒，核仁形成區(qū)等。兼性異染色質(zhì)（facultativeheterochromatin）指在某些特定的細(xì)胞中，或在一定的發(fā)育時期和生理條件下凝聚，由常染色質(zhì)變成異染色質(zhì)，這本身也是真核生物的一種表達(dá)調(diào)控的途經(jīng)。異染色質(zhì)化p327異染色質(zhì)是包裝成20-30nm，不具有轉(zhuǎn)錄真核基因表達(dá)調(diào)控課件萊昂假說（Lyonhypothesis）巴氏小體是一個失活的X染色體，失活的過程就稱為萊昂化（lyonization）；在哺乳動物中，雌性個體細(xì)胞中的兩個X染色體中有一個X染色體在受精后的第16天（受精卵增殖到5000-6000，植入子宮壁時）失活；兩條X染色體中哪一條失活是隨機的；X染色體失活后，細(xì)胞繼續(xù)分裂形成的克隆中，此條染色體都是失活的；生殖細(xì)胞形成時失活的X染色體可得到恢復(fù)。萊昂假說（Lyonhypothesis）巴氏小體是一個失活☆活性染色質(zhì)對DNaseⅠ的敏感性p316☆活性染色質(zhì)對DNaseⅠ的敏感性p316可以用DNaseⅠ來鑒別基因的活性可以用DNaseⅠ來鑒別基因的活性真核基因表達(dá)調(diào)控課件☆組蛋白對基因活性的影響☆組蛋白對基因活性的影響組蛋白的乙酰化和去乙?；刂迫旧|(zhì)活性p323-324組蛋白的乙?；腿ヒ阴；刂迫旧|(zhì)活性p323-324組蛋白乙酰化是活性染色質(zhì)的標(biāo)志之一組蛋白乙?；腔钚匀旧|(zhì)的標(biāo)志之一去乙酰化和基因活性的阻遏有關(guān)去乙?；突蚧钚缘淖瓒粲嘘P(guān)

組蛋白的乙?；叭ヒ阴；瘜虮磉_(dá)的影響組蛋白乙酰化的狀態(tài)與基因表達(dá)有關(guān)。組蛋白N端“尾巴”上賴氨酸殘基的乙酰化中和了組蛋白尾巴的正電荷，降低了它與DNA的親和性，導(dǎo)致核小體構(gòu)象發(fā)生有利于轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白與染色質(zhì)相結(jié)合的變化，從和提高了基因轉(zhuǎn)錄的活性。相反，組蛋白去乙酰化與基因活性的阻遏有關(guān)。組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶和去乙?；钢荒苡羞x擇地影響一部分基因的轉(zhuǎn)錄。組蛋白的乙?；叭ヒ阴；瘜虮磉_(dá)的影響組蛋白的甲基化與非活性染色質(zhì)有關(guān)組蛋白的甲基化與非活性染色質(zhì)有關(guān)基因丟失：在細(xì)胞分化過程中，可以通過丟失掉某些基因而去除這些基因的活性。某些原生動物、線蟲、昆蟲和甲殼類動物在個體發(fā)育中，許多體細(xì)胞常常丟失掉整條或部分的染色體，只有將來分化產(chǎn)生生殖細(xì)胞的那些細(xì)胞一直保留著整套的染色體?；騺G失：在細(xì)胞分化過程中，可以通過丟失掉某些基因而去除這些基因擴增：基因擴增是指某些基因的拷貝數(shù)專一性增大的現(xiàn)象，它使得細(xì)胞在短期內(nèi)產(chǎn)生大量的基因產(chǎn)物以滿足生長發(fā)育的需要，是基因活性調(diào)控的一種方式。如非洲爪蟾體細(xì)胞中rDNA的基因拷貝數(shù)約有500個，而在卵母細(xì)胞中的拷貝數(shù)約為200萬個，是因發(fā)育需要出現(xiàn)的基因擴增現(xiàn)象?；驍U增：基因擴增是指某些基因的拷貝數(shù)專一性增大的現(xiàn)象，它使真核基因表達(dá)調(diào)控課件基因組拷貝數(shù)增加，即多倍性，在植物中是非常普遍的現(xiàn)象?；蚪M拷貝數(shù)增加使可供遺傳重組的物質(zhì)增多，這可能構(gòu)成了加速基因進(jìn)化、基因組重組和最終物種形成的一種方式。發(fā)育或系統(tǒng)發(fā)生中的倍性增加在植物中普遍存在基因組拷貝數(shù)增加，即多倍性，在植物中是非常將一個基因從遠(yuǎn)離啟動子的地方移到距它很近的位點從而啟動轉(zhuǎn)錄，這種方式被稱為基因重排。通過基因重排調(diào)節(jié)基因活性的典型例子是免疫球蛋白結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)。基因重排：將一個基因從遠(yuǎn)離啟動子的地方移到距它很近的位點從而啟動轉(zhuǎn)錄，輕鏈（L）和重鏈（H）可變區(qū)（V）和恒定區(qū)（C）多樣區(qū)（D）鉸鏈區(qū)（J）免疫球蛋白分子的基本結(jié)構(gòu)單體、雙體和五聚體輕鏈（L）和重鏈（H）免疫球蛋白分子的基本結(jié)構(gòu)單體、雙體和基因重排與變換免疫球蛋白重鏈基因片段重排與組織特異性表達(dá)基因重排與變換基因重排基因重排DNA水平上的調(diào)控p319DNA水平上的調(diào)控p319真核基因表達(dá)調(diào)控課件DNA的甲基化5-甲基胞嘧啶（5-mC）N6-甲基腺嘌呤（N6-mA）7-甲基鳥嘌呤（7-mG）DNA的甲基化5-甲基胞嘧啶（5-mC）在真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出現(xiàn)在CpG序列中CpG二核苷酸通常成串出現(xiàn)在DNA上，CpG島在真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出現(xiàn)在CpG序列中CpG二真核基因表達(dá)調(diào)控課件真核生物細(xì)胞內(nèi)存在兩種甲基化酶活性：日常型甲基轉(zhuǎn)移酶從頭合成型甲基轉(zhuǎn)移酶真核生物細(xì)胞內(nèi)存在兩種甲基化酶活性：日常型甲基轉(zhuǎn)移酶從頭合日常型甲基轉(zhuǎn)移酶日常型甲基轉(zhuǎn)移酶真核基因表達(dá)調(diào)控課件DNA甲基化抑制基因轉(zhuǎn)錄的機理DNA甲基化導(dǎo)致某些區(qū)域DNA構(gòu)象變化，從而影響了蛋白質(zhì)與DNA的相互作用，抑制了轉(zhuǎn)錄因子與啟動區(qū)DNA的結(jié)合效率。DNA甲基化抑制基因轉(zhuǎn)錄的機理DNA甲基化導(dǎo)致某些區(qū)域DNADNA甲基化與染色體失活雌性哺乳動物體細(xì)胞的兩條X染色體中會有一條發(fā)生隨機失活這是一種基因劑量補償?shù)臋C制。X染色體的Xq13區(qū)段（巴氏小體濃縮部位）有一個X失活中心（X-inactioncenter，Xic），X-失活從Xic區(qū)段開始啟動，然后擴展到整條染色體。失活基因Xist去甲基化，表達(dá)，X染色體的其他位點甲基化，基因不表達(dá)DNA甲基化與染色體失活真核基因表達(dá)調(diào)控課件其它水平上的基因調(diào)控1.RNA的加工成熟各種基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物都是RNA，無論是rRNA、tRNA還是mRNA，初級轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物只有經(jīng)過加工，才能成為有生物功能的活性分子。1.1rRNA和tRNA的加工成熟rRNA加工有兩個內(nèi)容，一個是分子內(nèi)的切割，另一個是化學(xué)修飾。rRNA的化學(xué)修飾主要是核糖甲基化。tRNA基因轉(zhuǎn)錄時也可能先生成前體tRNA，tRNA基因的初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物在進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)后，首先經(jīng)過核苷的修飾，生成4.5S前體tRNA，再剪接成為成熟tRNA(4S)