原核-真核基因表達(dá)的調(diào)控

NucleuTranscriptioandprocessinmRNPROKARY:::--芒王3二空了

rnRN Regulationofgeneexpressionin1DNA錄 RNA3 4 ， 段特異性（stagespecificity）。5 ;可兒;可II 生長(zhǎng)全過(guò)程，某 產(chǎn)物按不同組織空間順序出現(xiàn)，稱之為 表達(dá)的空間特異性（spatialspecificity）。表達(dá)伴隨時(shí)間順序所表現(xiàn)出的這種分布差異，實(shí)際上是由細(xì)胞在 的分布決定的，所以空間特異性又稱細(xì)胞或組織特異性（cellortissuespecificity）。7 某些在一個(gè)的幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)，通常被稱為管家（housekeegene）無(wú)論表達(dá)水平高低，管家較少受環(huán)境因素影響，而是在各個(gè)生長(zhǎng)階段的大多數(shù)或幾乎全部組織中持續(xù)表達(dá)，或變化很小。區(qū)別于其他 表達(dá)（constitutive 在特定環(huán)境信號(hào)刺激下，被激活，基因表達(dá)增強(qiáng)。這種稱為可誘導(dǎo)。這個(gè)在特定環(huán)境信號(hào)刺激下，表達(dá)降低。這種稱為可阻遏。這個(gè)過(guò)9 （一）DNA（二）（三）RNA 子及其上游的調(diào)控序列（包括序列、啟動(dòng)序列和子IPOZYAIPOZYA

阻遏蛋 轉(zhuǎn)結(jié)合部 結(jié)合，促 （一）原核生 表達(dá)的調(diào) 調(diào)節(jié)（regulatorgene）僅指參與其他基因表達(dá)調(diào)控的RNA和蛋白質(zhì)的編碼。調(diào)節(jié)編碼的調(diào)節(jié)物通過(guò)與DNA上的特定位點(diǎn)結(jié)合而控制受調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)錄是表達(dá) do01spu··do01spu··_·__··EU』2f1＿芩—輦產(chǎn)玉目芩—輦產(chǎn)玉目蒂懟皇＿＿—＿＿＿笆＿＿暴＿＿·＿＿·比·＿·＿＿＿·?＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿··＿＿·····＿＿＿＿＿＿····H···n300003NHn _LN3·· 沁誼沁lIl?足?I山之討之烏 -----... _. ..、 t翌t啟· 5、二l ·9 IAI畸畸

—9S工 NSU豈 lacmRNA極不穩(wěn)定很快降解，細(xì)胞內(nèi)lacmRNA含量恢復(fù)到誘 原核生物許多功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)，特別是編碼同一代謝途徑的酶的，一般成簇排列，能受單一啟動(dòng)子的共同控制，結(jié)果是整簇或者都表達(dá)DiscoveryofFrancis Jacques1940Monod發(fā)現(xiàn)：細(xì)菌在含葡萄糖和乳糖的培養(yǎng)

e1961年，Jacob和Monod提出了細(xì)菌 激活蛋白）的應(yīng)答，可分為：

在沒(méi)有調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)存在時(shí)是關(guān)閉的，加入這種調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)后活性就被開(kāi)啟，這樣

在沒(méi)有調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)存在時(shí)是表達(dá)的，加入這種調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)后表達(dá)活性便被2、根據(jù)子對(duì)某些能調(diào)節(jié)它們的小分子的應(yīng)答，可分為可誘導(dǎo)調(diào)節(jié)和可阻遏調(diào)節(jié)兩可誘導(dǎo)調(diào)節(jié)：指一些在特殊的代謝物或工作狀態(tài)，即在某些物質(zhì)的誘導(dǎo)下使活例：大腸桿菌的乳糖子能夠促使細(xì)產(chǎn)生酶并被分

可阻遏調(diào)節(jié)：平時(shí)是開(kāi)啟的，處在產(chǎn)生蛋白質(zhì)或酶的工作過(guò)程中，由于一些特殊代謝物或化合物的積累而將其關(guān)閉，阻遏了的表達(dá)。即在某些物質(zhì)的阻遏下 3、在負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控系統(tǒng)中，調(diào)節(jié) 的產(chǎn)物 是阻遏蛋白（repressor），起著 結(jié)構(gòu) 阻遏蛋白與效應(yīng)物（導(dǎo)）結(jié)合時(shí)， 正控誘導(dǎo)：效應(yīng)物分子（誘導(dǎo)物）的存在 正控阻遏：效應(yīng)物分子（輔阻遏物）的存·正控誘導(dǎo)：效應(yīng)物分·正控阻遏：效應(yīng)物分子輔阻遏物的存在使激 ①Z、Y、A 結(jié)合時(shí)，lacmRNA的轉(zhuǎn)錄起 38kD，4

Pi））??， DNA-ibinding1siteDNA-ibinding1site21 ?virtualtex 子（lactoseopron）結(jié)調(diào) 控制位 AYZAYZOPI

β β

9 ①

- -

- ② -

②Summaryoflacoperon

oflacmRNAlowrateofhighrateof trpR,O,-L,4啟動(dòng)子和結(jié) 缺乏TrpmRNA起始合成， 22POPO1234E43 431 2122trp

時(shí)：核糖體通過(guò)片段1(2個(gè)Trp 子)類似于不依賴ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止序列聚合酶停止轉(zhuǎn)錄,產(chǎn)生衰減子轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物轉(zhuǎn)錄、翻譯偶聯(lián),產(chǎn)生前導(dǎo)肽 子形成片段形成 leading Negative—repressible

operon ding 出反應(yīng)的系統(tǒng)，以保持培養(yǎng)基中適當(dāng)?shù)腡rp水平。96 SD-4-10（9）- 11 0常是mRNA上的SD序列、起始子和部分N端的子 Controlofgeneexpressionin 部分與組蛋白和非組蛋白結(jié)合在一； Corestage：Initiationof （有轉(zhuǎn)錄活性對(duì)細(xì)菌表達(dá)與否，惟一相關(guān)的因子是阻抑 Theequilibriummodeldependsonprotein abacterialgeneistranscribedcanbepredictedfromthesumoftheconcentrationsofthevariousfactorsthateitheractivateorrepresstheindividualgene.Ifnucleosomesformatapromoter,transcriptionfactors(andRNApolymerase)cannotbind.Iftranscriptionfactors(andRNApolymerase)bindtothepromotertoestablishastablecomplexforinitiation,histone ThedynamicmodelfortranscriptionofreliesuponfactorsthatcanuseenergyprovidedbyhdrolsisofATPto nucleosomesfromspecificDNA(1)組蛋白的乙?；ㄅc活化有關(guān)）(2)組蛋白的甲基化（與失活有關(guān)）(3)DNA的甲基化（與失活有關(guān)）Acetylationofhistonesactivateschromatin,andmethylationofDNAandhistones 而去除這些的活性。某些原生動(dòng)物、線蟲(chóng)、昆蟲(chóng)和甲殼類動(dòng)物在發(fā)育中，許多體細(xì)胞常丟失整條或部分，只有將來(lái)分化產(chǎn)生生殖細(xì)胞的那些細(xì)胞一直保留著整套的。中很少發(fā)現(xiàn)類似的丟失現(xiàn)象。 周期只制一次的局限。 無(wú)序：由重復(fù)元件之間的重組 ★2%~7%的動(dòng)物細(xì)胞DNA胞嘧啶是被甲基化 5`mCpG3`GpCm重新合成甲基化酶(denovomethylase):在新位點(diǎn)通過(guò)maintenancemethlase組成型地作用ThestateofmethylationiscontrolledbythreetypesofDenovoandperpetuationmethylasesareknown,butdemethylaseshavenotbeen 啟動(dòng)子強(qiáng)度甲基 X 12345他答件1一 可時(shí)擁有一個(gè)及以上啟動(dòng)<1><2><3><1<6> <2<3AtypicalgenetranscribedbyRNApolymeraseIIhasapromoterthatextendsupstreamfromthesitewheretranscriptionisinitiated.Thepromotercontainsseveralshort(<10bp)sequenceelementsthatbindtranscriptionfactors,dispersedover>200bp.Anenhancercontainingamorecloselypackedarrayofelementsthatalsobindtranscriptionfactorsmaybelocatedseveralkbdistant.Anenhancercanactivateapromoterfromupstreamorlocations,anditssequencecanbeinvertedrelativetothe Anenhanceractivatesapromoterinitsvicinity,butmaybeblockedfrom ngsobyaninsulatorlocatedbetweenthem. apparatus)結(jié)合于啟動(dòng)子的效率而起作用；FactorsinvolvedingeneexpressionincludeRNApolymeraseandthebasalapparatus,activatorsthatbinddirectlytoDNAatthepromoteroratenhancers,co-activatorsthatbindtobothactivatorsandthebasalapparatus,andregulatorsthatactonchromatinstructure...轉(zhuǎn)錄因激活劑能與基本轉(zhuǎn)錄因子相互作用或與輔激活劑結(jié) orrepressors)。mainmainisamoduleof60aminoThe Helix3ofthehom mainbindsinthemaor ofDNA,withhelices1and2lyingoutsidethedoublehelix.TheN-terminalarmliesintheminorgroove,andmakesadditionalcontacts.2）2）（zincfinger“據(jù)其結(jié)構(gòu)命名,其中一段保守氨Cys-X2-4-Cys-X3-Phe-X5-Leu-X2-His-X3-TranscriptionfactorSP1hasaseriesofthreezincfingers,eachwithacharacteristicpatternofcysteineandhistidineresiduesthatconstitutethezinc-bindingsite.Zincfingersmayformα-helicesthatinsertintothemajorgroove,associatedwithβ-sheetsontheotherside.ThefirstfingerofasteroidreceptorcontrolswhichDNAsequenceisbound(positionsshowninred);thesecondfingercontrolsspacingbetweenthesequences(positionsshowninblue).Glucocorticoidsregulategenetranscriptionbycausingtheirreceptortobindtoanenhancerwhoseactionisneededforpromoterfunction.堿性-亮氨酸拉鏈(basicleucinezipper就有一個(gè)亮氨酸殘基間隔，這導(dǎo)致第7個(gè)亮都以二聚體形式與DNA結(jié)合，兩個(gè)蛋白質(zhì)α螺旋上的亮氨酸靠近而形成拉鏈樣結(jié)構(gòu)。TheThebasicregionsofthebZIPmotifareheldtogetherbythedimerizationattheadjacentzipperregionwhenthehydrophobicfacesoftwoleucinezippersinctinparallelorientation.（4）螺旋-環(huán)-(helix-loop-helixAnHLHdimerinwhichbothsubunitsareofthebHLHtypecanbindDNA,butadimerinwhichonesubunitlacksthebasicregioncannotbindDNA.AnHLHdimerinwhichbothsubunitsareofthebHLHtypecanbindDNA,butadimerinwhichonesubunitlacksthebasicregioncannotbindDNA.(Transcriptional acidic17/60glutamine-rich例：組成型表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子SP1的兩個(gè)最proline-rich 酶酶

RNA聚合酶Ⅰ的啟動(dòng)子由一個(gè)啟動(dòng)子(corepromoter)和一個(gè)上游控制元件(upstreamcontrolelement,UCE)組成。 (-TranscriptionTranscriptionunitsforRNApolymeraseIhaveacorepromoterseparatedby~70bpfromtheupstreampromoterelement.UBFbindingtotheUPEincreasestheabilityofcore-bindingfactortobindtothecorepromoter.?5SRNA和tRNA 始點(diǎn)下游)，稱內(nèi)部啟動(dòng)子(internalpromoter)；?核小RNA（snRNA）

showsthatthepromoterfor5SRNAgenesisinternal;initiationoccursafixeddistance(~55bp)upstreamoftheSothepromoterfor5SRNAtranscriptionliesbetweenpositions+55and+80withintheOnlyin5SOnlyinPromotersforR meraseI sistofbipartitesequencesdownstreamofthestartpoint,withboxAsearatedfromeitherboxCorboxB.Orthe consistofseparatedsequencesupstreamofthestartpoint(Oct,PSE,TATA).Onlyin5SInternalInternaltype1polIIIpromotersusetheassemblyfactorsTFIIIAandTFIIIC,atboxAandboxC,torecruitthepositioningfactorTFIIIB,whichrecruitsRNApolymeraseIII.InternalInternaltype2polIIIpromotersusebindingofTFIIICtoboxAandboxBsequencestorecruitthepositioningfactorTFIIIB,whichrecruitsRNApolymeraseIII.-100以上的遠(yuǎn)上游序列，即增強(qiáng)子。 TheminimalpolIIpromotercanconsisteitherofaTATAboxplusInRorofanInRplusDPE(downstreampromoter TBP（TATA-bindingprotein）是Polymerasesbindviacommitment AtpromotersforRNApolymeraseIII,TFIIIBbindsadjacenttoTFIIIC.AtpromotersforRNApolymeraseI,SL1bindsinconjunctionwithUBF.TFIIDissolelyresponsibleforrecognizingpromotersforRNApolymeraseII.口RNA的不同剪接和編輯使同一 口RNA的切割和加polyA改變 口RNA 口mRNA的穩(wěn)定性 翻譯起始因子的磷酸化可抑制或選擇性地加強(qiáng)蛋白細(xì)胞周期的基本任務(wù)是保證S期的DNA M期有同等的 分布到兩個(gè)子細(xì)胞中去。在 一個(gè)S期之間，分別存在著兩個(gè)間期(Gap，G)，S期之前是第一間期(G1期)，S期和M期之間為第二間期(G2期)。細(xì)胞生長(zhǎng)、 時(shí)，依次經(jīng)過(guò)G1、周期(celldivisioncycle)--Continuo,usl cyclin--(e.g.,epidermis) labilecellDN synthesiG.Quiescentstablecell(e.g.,hepatocytes

Mitosi (e.g.,cardia myocyte(e.g.,neuron)Nondividin permanentcell(cyclin-dependent（CDKinhibitoryprotein1953年等人首先提出細(xì)胞分化是通白激酶，從而促進(jìn)細(xì)胞。cyclinDcyclinD1，cyclinD2，cyclincyclincyclinE：cyclinE1，cyclinEcyclinD首先在酵母菌中被發(fā)現(xiàn)，它能激cyclinD1與cyclinD2功能相似，都在酵母子細(xì)胞中起作用，cyclinD3在酵母母細(xì)胞中起cyclinD1的編碼 在有生長(zhǎng)因子的情況下，cyclinD1在 ，cycllnD1的功能主要是促進(jìn) 可使表達(dá)cyclinD2的淋巴細(xì)胞停滯在G1期，說(shuō)明cyclinD2是細(xì)胞從G1期向S期轉(zhuǎn)移所cyclinD3的編碼 cyclinC與所有cyclin的同源性最低，主要cyclinE在cyclinD之后出現(xiàn)，于G1／S轉(zhuǎn)化cyclinE 相關(guān)蛋白-2(S-phasekinase-associatedproteinSKP2）泛素路徑降解而迅速下降。缺乏SKP2的細(xì)胞表現(xiàn)cyclinE蛋白降解不足并不 1、cyclincyclinA在cyclinE之后很快表達(dá)。cyclinA是G1期的轉(zhuǎn)化。它由CCNA編碼。2、cyclincyclinB是有絲蛋白激酶的一個(gè)亞單位，能促進(jìn)G2期向M期的過(guò)渡。哺乳動(dòng)物cyclinB在S晚期合 A含量在S期及G2期初最高，cyclinB在G2期末含量最高； A在S期發(fā)揮作用，與DNA的 ， （CDKinhibitoryprotein p16INK4位于 9p21，又稱多腫瘤抑制(multipletumorsuppressorMTSI)，是CDK4的特異性抑制物，可與cyclinD競(jìng)爭(zhēng)與CDK4或CDK6的結(jié)合，抑制CDK4對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng) 的正向作用，參與抑制細(xì)平上升，提示Rb可能抑制p16的表達(dá)，同時(shí)Rb刺激cyclinD的表達(dá)。 — — act