基因表達的調(diào)控2

真核生物基因表達的調(diào)控

(ControlofEukaryoticGeneExepression)DNA水平的調(diào)控轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控(transcriptionalregulation)轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控(posttranscriptionalregulation)翻譯水平的調(diào)控(translationalregulation)翻譯后水平的調(diào)控(proteinmaturation)真核基因組結(jié)構(gòu)特點真核基因組結(jié)構(gòu)龐大3×109bp、染色質(zhì)、染色體、核膜單順反子(monocistron)含有大量重復(fù)序列

基因不連續(xù)性斷裂基因（interruptedgene）、內(nèi)含子(intron)、外顯子(exon)非編碼區(qū)較多多于編碼序列(9:1)原核生物：生長調(diào)控；真核生物：分化調(diào)控多層次調(diào)控失活DNA水平的調(diào)控染色質(zhì)的丟失：不可逆核的全能性（totipotency）：細胞核內(nèi)保存了個體發(fā)育所必需的全部基因基因擴增(geneamplification)：增加基因的拷貝數(shù)非洲爪蟾卵母細胞rRNA基因卵裂時，擴增2000倍，達1012個核糖體藥物：誘導(dǎo)抗藥性基因的擴增；腫瘤細胞：原癌基因拷貝數(shù)異常增加基因重排(generearrangement)：如免疫球蛋白基因重排，多樣性DNA水平的調(diào)控DNA甲基化(DNAmethylation)：mCpG，即“CpG島(CpG-richislands)”甲基化(methylated)程度高，基因表達降低；去甲基化(undermethylated)：基因表達增加染色質(zhì)(chromatin)或染色體(chromosome)結(jié)構(gòu)對基因表達的調(diào)控：DNA甲基化與X染色體失活雌性胎生哺乳動物細胞中兩條X染色體之一在發(fā)育早期隨機失活X染色體失活中心(X-chromosomeinactivationcenter,Xic):Xist基因(Xi-specifictranscript)XistX染色體其他位點甲基化，不轉(zhuǎn)錄活性去甲基化，活性去甲基化，轉(zhuǎn)錄失活甲基化，失活常染色質(zhì):結(jié)構(gòu)松散，基因表達異染色質(zhì):結(jié)構(gòu)緊密，基因不表達有基因表達活性的染色質(zhì)DNA對DNaseⅠ更敏感，即DnaseⅠ的敏感性可作為該基因的轉(zhuǎn)錄活性的標(biāo)志。轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控最重要順式作用元件(cis-actingelement)反式作用因子(trans-actingfactor)轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控順式作用元件(cis-actingelement)影響自身基因表達活性的DNA序列非編碼序列分啟動子、增強子、沉默子啟動子：TATA盒，-25bp上游啟動子元件(upstreampromotorelements,UPE)：CAAT盒，-75bp；GC序列等順式作用元件增強子(enhancer)：遠離轉(zhuǎn)錄起始點（1~30kb），增強啟動子轉(zhuǎn)錄活性DNA序列，與方向、距離無關(guān)沉默子(silencer)：負(fù)性調(diào)節(jié)元件，起阻遏作用順式作用元件增強子感染真核細胞的病毒DNA，大多具有可被寄主細胞蛋白質(zhì)激活的增強子。小鼠乳腺瘤病毒（MMTV）的DNA，具有糖皮質(zhì)激素基因的增強子。在能被類固醇激活的細胞（如乳腺上皮細胞）中，MMTV病毒能旺盛生長。病毒有寄主范圍，因它有組織特異和物種特異的增強子。反式作用因子(trans-actingfactor)概念：為DNA結(jié)合蛋白，核內(nèi)蛋白，可使鄰近基因開放（正調(diào)控）或關(guān)閉（負(fù)調(diào)控）通用或基本轉(zhuǎn)錄因子(generaltranscriptionfactors)—RNA聚合酶結(jié)合啟動子所必需的一組蛋白因子。TFⅡA、TFⅡB、TFⅡD、TFⅡE等

特異轉(zhuǎn)錄因子(specialtranscriptionfactors)—個別基因轉(zhuǎn)錄所必需的轉(zhuǎn)錄因子.OCT-2：在淋巴細胞中特異性表達，識別Ig基因的啟動子和增強子。反式作用因子特點三個功能結(jié)構(gòu)域：DNA識別結(jié)合域(DNA-bindingdomain)；轉(zhuǎn)錄活性域(transcriptionalactivationdomain)；結(jié)合其他蛋白的結(jié)合域能識別并結(jié)合順式作用元件(cis-actingelement)正調(diào)控與負(fù)調(diào)控功能

結(jié)構(gòu)域反式作用因子結(jié)構(gòu)域的模式DNA結(jié)合域(DNA-bandingdomain)鋅指結(jié)構(gòu)(zincfingermotif)同源結(jié)構(gòu)域(homodomain,HD)：螺旋-回折-螺旋(helix-turn-helix)亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)(leucinezipper)螺旋-環(huán)-螺旋(helix-loop-helix,HLH)堿性α螺旋(alkalineα-helix)鋅指結(jié)構(gòu)(zincfingermotif)螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋(helix-turn-helix)亮氨酸拉鏈(leucinezipper)TRE：TPAresponseelement螺旋-環(huán)-螺旋(helix-loop-helix,HLH)螺旋-環(huán)-螺旋反式作用因子結(jié)構(gòu)域的模式轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域(transcriptionalactivationdomain)酸性α-螺旋結(jié)構(gòu)域(acidicα–helixdomain)富含谷氨酰胺結(jié)構(gòu)域(glutamine-richdomain)富含脯氨酸結(jié)構(gòu)域(proline-richdomain)轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成關(guān)鍵：轉(zhuǎn)錄因子(transcriptionfactor,TF)；啟動子與TF結(jié)合后，才能被RNApol識別與結(jié)合；-25～-30區(qū)：TATA盒轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控TBP:TATA-bindingproteinTAFs:TBPassociatedfactors轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控反式作用因子的活性調(diào)節(jié)合成后即有活性：需要時合成，可迅速降解共價修飾：磷酸化-去磷酸化，糖基化配體結(jié)合：如激素與受體的結(jié)合蛋白質(zhì)與蛋白