分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控

分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第1頁

基因表示調(diào)控可在幾個不一樣水平上進(jìn)行。在高度復(fù)雜生物、細(xì)胞及其代謝過程中，基因表示是高度有序。如在高等生物中，特定細(xì)胞已分化成高度特化細(xì)胞，人類眼睛細(xì)胞只能合成眼色特有蛋白，其決不可能合成肝細(xì)胞中特有解毒酶，各種特定細(xì)胞能阻遏不一樣類別基因表示。

分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第2頁

基因表示調(diào)控對生物是極端主要。1．真核生物：各種不一樣類型細(xì)胞能阻遏不一樣類型基因表示。2．細(xì)菌含有阻遏基因表示能力。在進(jìn)化中，細(xì)胞具備了一套機(jī)制，它能抑制那些并非必須酶基因和激活那些在某一時間內(nèi)顯著必須酶基因。到達(dá)這一目標(biāo)二個條件：（1）必須具備關(guān)閉或打開每種特定基因方法；（2）對應(yīng)該激活一個特定基因或一組基因特定環(huán)境具備正確識別能力。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第3頁第一節(jié)基礎(chǔ)調(diào)控路線

乳糖操縱子調(diào)控分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第4頁一、原核生物操縱子學(xué)說——乳糖操縱子

□乳糖代謝中酶和基因（1）透性酶permease：能使乳糖進(jìn)入細(xì)胞（Y）（2）β半乳糖苷酶β－galactosidase：水解乳糖為葡萄糖和半乳糖（Z）（3）轉(zhuǎn)乙酰基酶transacetylase（A）

三種酶基因轉(zhuǎn)錄成一條mRNA，稱多順反子mRNA（polycistronic）。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第5頁RepressorgenePromoterOperatorΒ-galactosidasegenePermeasegeneTransacetylasegeneRegulatoryregionStructuregeneIPOlacZ

lacY

lacALacoperon1961年法國科學(xué)家Jacob和Monod發(fā)覺大腸桿菌在含有乳糖培養(yǎng)基中會合成大量β-半乳糖苷酶，使乳糖水解，在沒有乳糖環(huán)境中不產(chǎn)生β-半乳糖苷酶。從而提出了乳糖操縱子學(xué)說來解釋β-半乳糖苷酶基因表示調(diào)控問題分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第6頁ThestructuralgenesofthelocoperonaretranscribedintoasinglepolycistronicmRNA,whichistraslatedsimulatedsimultaneouslybyseveralribosmesintothethreeenzmesencodedbytheoperon.分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第7頁□乳糖操縱子

Thecomponentsofthewild-type

lacoperonandtheresponseintheabsenceandthepresenceoflactose,分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第8頁

1．操縱基因（Operator，簡稱O），起到基因開關(guān)作用。2．開啟基因（Promoter，簡稱P），是RNA聚合酶結(jié)合部位，能起動ZYA基因表示，POZYA在DNA上幾個相鄰接基因共同組成一個功效單位稱操縱子(operon)。3．調(diào)整基因（I基因），能編碼產(chǎn)生一個阻遏蛋白，該蛋白能識別和結(jié)合到操縱基因上，并能阻止RNA聚合酶開啟轉(zhuǎn)錄，使乳糖操縱子處于關(guān)閉狀態(tài)，普通情況下，阻遏蛋白總是結(jié)合在操縱基因O區(qū)。使操縱子關(guān)閉。怎樣開啟操縱子表示？當(dāng)環(huán)境中存在乳糖及其類似物時（稱為誘導(dǎo)物），它們能與阻遏物分子結(jié)合，改變阻遏蛋白構(gòu)型，使其不能再與操縱基因O區(qū)結(jié)合。這時，操縱基因便開啟，結(jié)合到開啟子上RNA聚合酶能順利開啟ZYA基因表示，合成對應(yīng)三種酶。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第9頁二、其它基因I基因：編碼阻遏蛋白，能阻斷ZYA基因表示。O操縱基因operator：是DNA上與阻遏物結(jié)合特異性位置。阻遏物一旦結(jié)合到O基因上，就能阻制由RNA聚合酶催化轉(zhuǎn)錄起動。開啟基因promoter*操縱子operon：是幾個基因協(xié)同表示遺傳功效單位。由開啟基因，操縱基因和轉(zhuǎn)錄成一條mRNA分子幾個相鄰接基因組成功效單位。POZYA。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第10頁三、乳糖操縱子阻遏物含有兩種識別功效1．能識別操縱子上特定操縱基因序列；2．能識別乳糖或乳糖類似物，當(dāng)阻遏物與乳糖或類似物結(jié)合時，阻遏物分子構(gòu)型將發(fā)生改變，從而使阻遏物失去了對操縱基因親和作用。阻遏物將從DNA上脫落下來。

對Lac系統(tǒng)阻遏作用解除稱為誘導(dǎo)，能使阻遏物失活并造成Lac基因表示乳糖類似物稱為誘導(dǎo)物。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第11頁β半乳糖苷酶(β－galactosidase)水解乳糖為葡萄糖和半乳糖Thecatabolicconversionofthedisaccharidelactoseintoitsmonosaccharideunits,galactoseandglucose分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第12頁造成Lac基因表示乳糖類似物誘導(dǎo)物異丙基硫代半乳糖苷（IPTG)

Thegratuitousinducerisopropylthiogalactoside

分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第13頁第二節(jié)乳糖系統(tǒng)發(fā)覺——負(fù)調(diào)控

50年代Jacob和Monod對E.coli乳糖代謝中酶進(jìn)行詳細(xì)遺傳分析，這是基因表示調(diào)控研究第一個重大突破。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第14頁一、共同調(diào)控基因

在染色上Z、Y、A三個基因是緊密連接。這一組連續(xù)基因產(chǎn)生mRNA是一個多順反子mRNA分子。多順反子mRNA轉(zhuǎn)錄和它轉(zhuǎn)譯是以同一方向進(jìn)行。

極性突變（polarmutation）：不但能影響突變位點上那個基因，而且會降底或消除下游更遠(yuǎn)一些基因表示。如Lac多順反子中Z基因無義突變會降底Y、A基因表示。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第15頁二、I基因

控制Lac酶可誘導(dǎo)性區(qū)域。

I+細(xì)胞只能在有一個誘導(dǎo)物存在時才能正常合成Lac酶；

I－細(xì)胞不論誘導(dǎo)物存在是否都能合成Lac酶，這種突變體稱為組成型突變體（constitutivemutant）。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第16頁I－細(xì)胞不論誘導(dǎo)物存在是否都能合成Lac酶，這種突變體稱為組成型突變體（constitutivemutant）分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第17頁三、阻遏物1．E.coliF’因子帶有Lac區(qū)。能夠作互補(bǔ)試驗：反式時，I+對I—為顯性。試驗結(jié)果：單倍體和雜合性二倍體中β半乳糖苷酶和透性酶合成菌株基因型β半乳糖苷酶透性酶非誘導(dǎo)誘導(dǎo)

非誘導(dǎo)誘導(dǎo)123456I+Z+Y+I—Z+Y+I+Z—Y+/FI—Z+Y+I—Z—Y+/FI+Z+Y—I—Z—Y+/FI—Z+Y+

△（IZY）/FI—Z+Y+

–+–+++++–+–+

–+–+++++

++++分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第18頁

2．Iocob發(fā)覺另一個突變體IS

能抑制乳糖或其類似物對Lac酶誘導(dǎo)作用。這是因為IS突變改變了阻遏物上特異性結(jié)合位點，從而破壞了與誘導(dǎo)物結(jié)合，即使有IPTG誘導(dǎo)物存在。IS產(chǎn)生阻遏物分子仍能抑制Lac酶合成。

IS反式時對I+和I—都為顯性。

分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第19頁IS突變改變了阻遏物上特異性結(jié)合位點，破壞了與誘導(dǎo)物結(jié)合，即使有IPTG誘導(dǎo)物存在。IS產(chǎn)生阻遏物分子仍能抑制Lac酶合成。TheresponseofthelacoperoninthepresenceoflactoseinacellbearingtheIsmutation.15-7分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第20頁野生型和I不一樣等位基因菌株中Lac酶合成分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第21頁

四、操縱基因和操縱子

1．阻遏物怎樣阻斷Lac酶合成？

Jacob推測有一操縱基因，靠近它所調(diào)控一串基因。*在操縱基因中發(fā)生突變時，即使有活性阻遏物存在，Lac酶照常合成，這種突變稱為操縱基因組成型突變OC(constitutive）。

2．Lac操縱子表示是在Lac阻遏物負(fù)調(diào)控下進(jìn)行。在沒有誘導(dǎo)物時，Lac阻遏物通常抑制Lac酶產(chǎn)生。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第22頁*在操縱基因中發(fā)生突變時，即使有活性阻遏物存在，Lac酶照常合成。這種突變稱為操縱基因組成型突變OC（constitutive）。15-6b分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第23頁單倍體和雜合二倍體操縱基因突變體Lac酶合成情況分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第24頁

五、阻遏物和操縱基因判定

1．Lac阻遏物是含有兩種識別位點蛋白，一個位點識別誘導(dǎo)物分子，另一位點識別Lac操縱基因DNA序列。阻遏物與誘導(dǎo)物結(jié)合，改變了阻遏蛋白構(gòu)型，從而改變了對操縱基因親協(xié)力。

2.Gilbert用DNA酶處理已結(jié)合有阻遏物DNA分子，結(jié)果得到了沒有被DNase降解DNA短片段——操縱基因區(qū)。操縱基因發(fā)生單個堿基改變就會使阻遏物無法識別。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第25頁5,TGGAATTGTGAGCGGATAACAATT3,3,ACCTTAACACTCGCCTATTGTTAA5,*ATGTTACTTACAATGALac操縱基因序列和8個OC突變體Ocmutations分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第26頁六、Lac系統(tǒng)中各種突變綜合分析

1．Z、Y基因突變?yōu)長ac—表型，在二倍體試驗中Z—、Y—為隱性，只要有一個Z+和Y+就能滿足Lac+表型要求。

2．使阻遏物失去功效I基因突變?yōu)镮—，不論是否有誘導(dǎo)物，I—菌株都能正常合成Lac酶，所以稱為組成型突變。在二倍體試驗中，I—為隱性，因為只需要有一個I+基因就能滿足二個操縱基因結(jié)合阻遏物要求，如無誘導(dǎo)物，lac表示受阻。問：假如有誘導(dǎo)物，結(jié)果怎樣？分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第27頁無活性阻遏物I+P+O+Z+Y+P+O+Z+Y+I_R在二倍體試驗中，I—為隱性，因為只需要有一個I+基因就能滿足二個操縱基因結(jié)合阻遏物要求，如無誘導(dǎo)物，lac表示受阻?；钚宰瓒粑锓肿舆z傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第28頁3．另一個不一樣I基因突變型是一個誘導(dǎo)無效突變型，稱超阻遏突變型IS。

IS產(chǎn)生阻遏物上與誘導(dǎo)物結(jié)合位點發(fā)生了改變，使誘導(dǎo)物不能與阻遏物相結(jié)合。IS細(xì)胞表型為Lac–，因為IS產(chǎn)生阻遏物總是結(jié)合到操縱基因上，即使有誘導(dǎo)物存在也無法結(jié)合到這種阻遏物上。IS對I+，I—都為顯性。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第29頁

RSP+O+Z+Y+ISI+P+O+Z+Y+I誘導(dǎo)物不能與阻遏物相結(jié)合RI在一個二倍細(xì)胞中，RS阻遏物能結(jié)合到二者操縱基因上，即使有誘導(dǎo)物，IS/I+二倍體也為Lac—。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第30頁4．操縱基因突變使阻遏物無法識別，為順式顯性：對同一染色體上直接與其相鄰接那些基因呈顯性。

如一個Oc和O+位于同一細(xì)胞中，那么阻遏物只能識別O+，并抑制與O+相鄰接ZY基因表示，但阻遏物不會識別Oc，即使無誘導(dǎo)物，與Oc相鄰接Z、Y基因也能表示。Oc含義說明其總是激活狀態(tài)，總是Lac+表型，為組成型表示。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第31頁I+P+O+Z+Y+I+P+OCZ+Y+R阻遏物不能識別Oc

表達(dá)受阻

即使無誘導(dǎo)物也能表示操縱基因突變使阻遏物無法識別，為順式顯性，Oc和含義說明其總是激活狀態(tài)，總是Lac＋表型，為組成型表示。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第32頁

5．開啟基因突變(P—)使RNA聚合酶無法識別，從而阻斷轉(zhuǎn)錄起動，P—為順式顯性(Cis－dominant)。

6．負(fù)調(diào)控：凡是某一細(xì)胞成份存在使某種細(xì)胞功效不能實現(xiàn)，而這一成份消失或失活使這一功效得以實現(xiàn)。

正調(diào)控：凡是某一細(xì)胞成份存在使某種細(xì)胞功效能夠?qū)崿F(xiàn)，而這一成份消失或失活使這一功效不能實現(xiàn)。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第33頁第三節(jié)Lac操縱子

分解物阻遏

_______正調(diào)控

分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第34頁1．細(xì)胞含有優(yōu)先吸收和利用葡萄糖特異性酶，假如同時存在乳糖和葡萄糖，只有葡萄糖利用完后才會有β－半乳糖苷酶誘導(dǎo)合成。2．葡萄糖一些分解物能抑制Lac操縱子激活，稱為分解物阻遏作用（cataboliterepression）。當(dāng)葡萄糖濃度很高時，細(xì)胞內(nèi)環(huán)AMP濃度較低；隨葡萄糖消耗，環(huán)AMP濃度增加；Lac操縱子激活需要高濃度cAMP。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第35頁3．不能將AMP轉(zhuǎn)化為環(huán)AMP突變體不能被乳糖誘導(dǎo)產(chǎn)生β－半乳糖苷酶。另一個突變體即使能產(chǎn)生cAMP，但不能激活Lac酶，因為它還缺乏由crp基因產(chǎn)生CAP蛋白（Catabolicactivatorprotein）。Lac操縱子激活需要CAP和cAMP形成復(fù)合體：葡萄糖

ATPcAMPCAP－cAMPcrp基因CAP復(fù)合體突變

對Lac操縱子激活是必需

Lac操縱子分解物阻遏調(diào)控分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第36頁當(dāng)CAP－cAMP形成復(fù)合體時，Lac操縱子可由乳糖誘導(dǎo)表示，假如葡萄糖存在抑制cAMP,Lac操縱子就不能正常表示。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第37頁當(dāng)CAP－cAMP形成復(fù)合體時，Lac操縱子可由乳糖誘導(dǎo)表示，假如葡萄糖存在抑制了cAMP或因為crp基因突變阻斷了CAP形成，Lac操縱子就不能正常表示。結(jié)論：Lac操縱子表示需要CAP－cAMP復(fù)合體，是一個正調(diào)控（凡是某一細(xì)胞成份存在使某種細(xì)胞功效能夠?qū)崿F(xiàn)，而這一成份消失或失活使這一功效不能實現(xiàn)）。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第38頁

第四節(jié)真核生物基因表示調(diào)控

1960年Jacob和Monod發(fā)覺E.coli操縱子是大家認(rèn)識基因表示調(diào)控第一步。在真核細(xì)胞中也有在乳糖操縱子中發(fā)覺一些調(diào)控因子，但真核細(xì)胞含有更為復(fù)雜基因調(diào)控系統(tǒng)。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第39頁在多細(xì)胞真核生物中，基因表示分化調(diào)整是細(xì)胞分化和行使功效關(guān)鍵，其中心問題是：一個有機(jī)體是怎樣在一類細(xì)胞中表示一組基因，而在另一類細(xì)胞中又怎樣表示不一樣一組基因？在細(xì)胞水平上，這種調(diào)整作用不能單靠消除無用信息就能到達(dá)。相反，往往要包括到激活基因組特定部位，而且遏制其它基因表示。

分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第40頁激活和遏制特定部位基因需要有機(jī)體提供精細(xì)平衡作用，在錯誤時間，錯誤細(xì)胞類型中表示一個基因，即使基因本身是正?；?，但表示量不正常都可造成另樣表型或死亡。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第41頁為何在真核生物中基因調(diào)控要比原核中來得復(fù)雜?1.真核細(xì)胞比原核細(xì)胞含有較多遺傳信息，它們DNA與組蛋白和其它蛋白組成染色質(zhì)。這些染色質(zhì)結(jié)構(gòu)打開后（去凝結(jié)）會利于轉(zhuǎn)錄，凝結(jié)后又不利于轉(zhuǎn)錄，這在基因表示中是主要因子。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第42頁

2.在真核細(xì)胞中，轉(zhuǎn)錄在時間和空間上與轉(zhuǎn)譯是分開；轉(zhuǎn)錄發(fā)生在核中，轉(zhuǎn)譯發(fā)生在胞質(zhì)中，所以，mRNA必須從核中運輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)中才能進(jìn)行蛋白質(zhì)合成。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第43頁

3.在運輸出細(xì)胞質(zhì)之前，真核基因轉(zhuǎn)錄本要進(jìn)行加工并切割。

4.真核生物mRNA半衰期要比原核長，假如在原核中關(guān)閉轉(zhuǎn)錄，其mRNA會在幾分鐘內(nèi)衰退，轉(zhuǎn)譯就會停頓。真核不會。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第44頁

5.大多數(shù)真核生物是含有分化類型多細(xì)胞有機(jī)體，這些不一樣類型細(xì)胞即使它們都會有完整基因組，但會特異性地利用不一樣重合基因制造不一樣蛋白。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第45頁因為上述原因，真核生物基因表示會受到許多不一樣方式調(diào)控，如圖。包含（1）轉(zhuǎn)錄；（2）pre-mRNA加工和切割，即轉(zhuǎn)錄后調(diào)控；（3）運輸至細(xì)胞質(zhì)；（4）轉(zhuǎn)譯（5）轉(zhuǎn)譯后修飾。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第46頁

一.調(diào)控元件

真核基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)包含幾個不一樣控制轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件,主要元件有：開啟子和增強(qiáng)子（enhancer）。這些調(diào)控元件可鄰接，位于之中或遠(yuǎn)離該基因，它們能夠與許多類蛋白相互作用從而起到調(diào)整這些元件活性作用，這些蛋白稱為轉(zhuǎn)錄因子。下面將用通用模型說明這些元件和因子在真核基因表示調(diào)控中功效。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第47頁

1.開啟子細(xì)菌開啟子含有順式作用核苷酸序列，是RNA聚合酶結(jié)合識別位點。所以它含有開啟轉(zhuǎn)錄所必要區(qū)域并緊挨它可調(diào)整基因。

真核開啟子是由RNA聚合酶II（將基因轉(zhuǎn)錄為mRNA）識別，它常含有一些短經(jīng)典DNA序列，其位于基因5’上游100bp區(qū)間內(nèi)。開啟子關(guān)鍵區(qū)有位于轉(zhuǎn)錄起始位點上游25-30bpTATA框，在8bp共有序列中僅有T-A對，兩側(cè)有富含G-C區(qū)域。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第48頁采取突變研究已證實了TATA框含有極主要作用：TATA框突變會嚴(yán)重降低轉(zhuǎn)錄效率，兩側(cè)序列突變不會影響基因表示。這種降低轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象是因為它失去了與反式作用轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合能力，這些轉(zhuǎn)錄因子含有激活轉(zhuǎn)錄功效。

珠蛋白基因開啟子點突變效應(yīng)(CAAT)分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第49頁

開啟子關(guān)鍵區(qū)上游鄰近還有幾個對轉(zhuǎn)錄作用有主要意義元件，如CAAT框，它保守序列為CAAT或CCAAT，常位于-70至-80位。跟TATA框一樣，在CAAT框中突變也會嚴(yán)重減弱轉(zhuǎn)錄，而兩側(cè)序列影響很??；另外還有一個元件為GC框，它保守序列為GGGCGG，通常位于-110，，以多拷貝存在，它主要性也用突變得到證實。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第50頁

2.增強(qiáng)子除了開啟子區(qū)以外，大多數(shù)真核基因轉(zhuǎn)錄受到另一個順式作用DNA序列即增強(qiáng)子影響。象開啟子一樣，這些序列能與反式作用調(diào)控蛋白相互作用，它能顯著地增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄起始效率，

分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第51頁增強(qiáng)子與開啟子在一些特征上含有區(qū)分：1.增強(qiáng)子位置無法固定，它能夠位于基因上游，下游或中間。

2.增強(qiáng)子經(jīng)常對相當(dāng)遠(yuǎn)距離靶基因行使作用，有時多達(dá)50kp。

3.增強(qiáng)子方向可反向，對它作用不會有大影響。

4.假如一個增強(qiáng)子在基因組移動到另一位置，或者某一不相關(guān)基因插入到一增強(qiáng)子附近，那么該插入基因轉(zhuǎn)錄受到正向調(diào)控。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第52頁當(dāng)增強(qiáng)子遠(yuǎn)離開啟子或轉(zhuǎn)錄起始位點時，它們是怎樣調(diào)控轉(zhuǎn)錄作用？增強(qiáng)子能夠被轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，改變?nèi)旧|(zhì)構(gòu)型（經(jīng)過DNA彎曲或環(huán)化），這么就可能使遠(yuǎn)距離增強(qiáng)子和開啟子變得鄰近，從而組成有活性轉(zhuǎn)錄復(fù)合體，在這么一個新構(gòu)型中，轉(zhuǎn)錄活性就會高于基礎(chǔ)水平，從而增加了RNA合成總體效率。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第53頁

二.轉(zhuǎn)錄因子

已判定許多蛋白質(zhì)對轉(zhuǎn)錄起始是必需，但并不是RNA聚合酶分子一個別，這些蛋白質(zhì)稱為轉(zhuǎn)錄因子。它們能控制基因在何處，何時，以何種程度表示。這些蛋白是摸式調(diào)整物，常含有兩個功效域：1.DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域:能結(jié)合到DNA序列上，包含開啟子和增強(qiáng)子調(diào)控區(qū)；2.反式激活結(jié)構(gòu)域（trans-activatingdomain）：其經(jīng)過蛋白與蛋白之間相互作用激活轉(zhuǎn)錄，分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第54頁

由蛋白質(zhì)因子參加轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用主要是正向調(diào)控。在討論這些因子怎樣調(diào)整基因表示之前，咱們先來了解它們是怎樣結(jié)合到核酸上。轉(zhuǎn)錄因子結(jié)構(gòu)模式：

真核生物因子DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域有各種形式，它們含有不一樣三維結(jié)構(gòu)。有三種主要結(jié)構(gòu)模式：

分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第55頁（1）螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋結(jié)構(gòu)（helix-turn-helix，HTH）最早發(fā)覺于原核生物激活蛋白和阻遏蛋白，X光衍射分析表明，在許多真核生物DNA結(jié)合蛋白有HTH結(jié)構(gòu)，這類蛋白有兩個鄰近α螺旋，其間由多個氨基酸組成轉(zhuǎn)角分開，這種結(jié)構(gòu)使其能與DNA結(jié)合。

分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第56頁轉(zhuǎn)錄因子中螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋結(jié)構(gòu)(a)以及與DNA相互作用(b)羧基端α螺旋為識別螺旋，其氨基酸殘基直接與靶DNA大溝殘基專一性結(jié)合，另一α螺旋中氨基酸和DNA中磷酸戊糖骨架發(fā)生非特異性結(jié)合。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第57頁（2）鋅指結(jié)構(gòu)（Zinefingers）鋅指結(jié)構(gòu)是真核生物轉(zhuǎn)錄因子主要結(jié)構(gòu)家族中一個，它們從許多方面參加基因調(diào)控。該結(jié)構(gòu)由一小群氨基酸與一個鋅原子結(jié)合，在蛋白質(zhì)中形成相對獨立一個結(jié)構(gòu)域。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第58頁

辛指結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)：含有一串重復(fù)間隔2個半胱氨酸（Cys）和2個組氨酸（His），這些間隔半胱胺酸和組氨酸殘基與鋅原子共價結(jié)合，所以把氨基酸折疊成環(huán)（形如指）。每個指大約由23個氨基酸，在半胱氨酸和組氨酸之間環(huán)由12-14個氨基酸，每個環(huán)之間由7-8個氨基酸連接。環(huán)中氨基酸能與特定DNA序列結(jié)合，在一個鋅指轉(zhuǎn)錄因子中常有2-13個指組成。分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第59頁半胱胺酸和組氨酸殘基與鋅原子共價結(jié)合鋅指結(jié)構(gòu)。鋅指能與DNA雙螺旋大溝結(jié)合而且圍繞著DNA，在大溝中，鋅指能與DNA一組堿基結(jié)合并形成氫鍵，分子遺傳學(xué)基因表達(dá)的調(diào)控第60頁（3）亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)（leucinezipper）

為轉(zhuǎn)錄因子與DNA結(jié)合區(qū)一個結(jié)構(gòu)模式。