基因表達(dá)調(diào)控

第五章基因表達(dá)的調(diào)控(Regulationofgeneexpression

)分子生物學(xué)研究中心1遺傳信息傳遞的中心法則2基因表達(dá)

(geneexpression)

生物基因組中結(jié)構(gòu)基因所攜帶的遺傳信息，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯等一系列過(guò)程，合成具有特定的生物學(xué)功能和生物學(xué)效應(yīng)的蛋白質(zhì)的全過(guò)程。一、基因表達(dá)的概念3二、基因表達(dá)的特點(diǎn)（一）時(shí)間特異性

發(fā)育階段特異性

（二）空間特異性組織細(xì)胞特異性P1244

按對(duì)刺激的反應(yīng)性分為兩大類：（一）基本（組成性）表達(dá)

(constitutiveexpression):

基因較少受環(huán)境因素影響，而是在個(gè)體各個(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。如管家基因三、基因表達(dá)的方式5管家基因(housekeepinggene)某些基因在一個(gè)個(gè)體的幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)。bcl-2β-actin126（二）誘導(dǎo)和阻遏表達(dá)誘導(dǎo)表達(dá)(inductionexpression)阻遏表達(dá)(repressionexpression)協(xié)調(diào)表達(dá)(coordinanceexpression)在一定機(jī)制下，功能相關(guān)的一組基因，協(xié)調(diào)一致，共同表達(dá)。7

四、基因表達(dá)調(diào)控的概念

機(jī)體各種細(xì)胞中含有的相同遺傳信息(相同的結(jié)構(gòu)基因)，根據(jù)機(jī)體的不同發(fā)育階段、不同的組織細(xì)胞及不同的功能狀態(tài)，選擇性、程序性地表達(dá)特定數(shù)量的特定基因的過(guò)程。89五、基因表達(dá)的調(diào)控因子：蛋白質(zhì)(主要)小分子RNA(某些環(huán)節(jié))10六、基因表達(dá)的調(diào)控水平基因組轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄后翻譯翻譯后11

第一節(jié)

原核生物基因表達(dá)的調(diào)控

原核生物基因表達(dá)調(diào)控主要在轉(zhuǎn)錄水平，其次是翻譯水平。

本節(jié)主要以大腸桿菌(E.coli)為例介紹原核生物基因表達(dá)的調(diào)控12轉(zhuǎn)錄過(guò)程可分為四個(gè)階段：RNA聚合酶識(shí)別并結(jié)合模板DNA（Recognition）2.起始（Initiation）3.延伸（Elongation）4.終止（Termination）13一、原核生物基因表達(dá)的特點(diǎn)

1.只有一種RNA聚合酶（DNA-dependentRNAPolymerase)2.基因表達(dá)以操縱子為基本單位操縱子（operon）多個(gè)功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因成簇串聯(lián)排列，與上游共同的調(diào)控區(qū)和下游轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)組成的基因表達(dá)單位。P114

14操縱子學(xué)說(shuō)開創(chuàng)了基因表達(dá)調(diào)控研究的先河

F·Jacob

J·L·Monod

Jacob,F;Monod(1961)."Geneticregulatorymechanismsinthesynthesisofproteins"Journalofmolecularbiology

3:318–5615操縱子(operon)模型ppromoter調(diào)節(jié)序列結(jié)構(gòu)基因：多個(gè)串聯(lián)ayzstructural

gene16PromoterGene1Gene2Gene3TerminatorDNATranscriptionmRNA3′1235′TranslationProteins123原核生物的mRNA是多順?lè)醋觤RNA17多順?lè)醋觤RNA(polycistronicmRNA):

原核生物中，多個(gè)功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因成簇串聯(lián)排列，利用共同的調(diào)控區(qū)構(gòu)成操縱子的基因表達(dá)單位，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的一個(gè)mRNA分子帶有幾個(gè)結(jié)構(gòu)基因的遺傳信息,可編碼多個(gè)多肽鏈。183.轉(zhuǎn)錄和翻譯偶聯(lián)進(jìn)行：194.mRNA翻譯起始部位有特殊的堿基序列----SD序列(Shine-Dalgarnosequence)起始密碼上游一段富含嘌呤的序列，共有序列為AGGAGG

能與rRNA3ˊ端富含嘧啶的序列互補(bǔ)配對(duì)結(jié)合

是核糖體與mRNA結(jié)合、啟動(dòng)翻譯的識(shí)別信號(hào)。

SD序列的順序和位置影響翻譯起始效率。20

5.原核生物基因表達(dá)的調(diào)控主要在轉(zhuǎn)錄水平，即對(duì)RNA合成的調(diào)控通常有兩種方式：

(1)起始調(diào)控，即啟動(dòng)子調(diào)控

(2)終止調(diào)控，衰減子調(diào)控21二、原核生物基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)制

(一)轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控

(二)轉(zhuǎn)錄終止的調(diào)控

(三)翻譯水平的調(diào)控

22(一)轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控

1.б因子與轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控

核心酶(coreenzyme)全酶(holoenzyme)

EcoliRNAPolymerase23調(diào)控RNA聚合酶與特異DNA區(qū)域結(jié)合：

確保RNA聚合酶與特異啟動(dòng)序列穩(wěn)定結(jié)合，而不是與其它位點(diǎn)結(jié)合。(1)б因子（Sigmafactor）24

不同的σ因子決定RNA聚合酶對(duì)一個(gè)或一套啟動(dòng)序列的特異性識(shí)別和結(jié)合能力。最早發(fā)現(xiàn)的σ因子為σ70新發(fā)現(xiàn)：σ32、σ54

、σ28P11425(2)啟動(dòng)序列（promoter）RNA轉(zhuǎn)錄起始-35區(qū)-10區(qū)TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N16N7N7N6N7N6AAAAAtrp

tRNATyrlacrecAAra

BAD

TTGACA

TATAAT共有序列26

共有序列決定啟動(dòng)序列的轉(zhuǎn)錄活性強(qiáng)弱。某些特異因子（蛋白質(zhì)）決定RNA聚合酶對(duì)一個(gè)或一套啟動(dòng)序列的特異性識(shí)別和結(jié)合能力。27

2.轉(zhuǎn)錄起始的負(fù)調(diào)控

乳糖操縱子（lactoseoperon,lac）是原核生物基因轉(zhuǎn)錄負(fù)調(diào)控的最典型模式。

28

乳糖操縱子(lac

operon)的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)基因Z：β-半乳糖苷酶Y：半乳糖透酶A：乙?；D(zhuǎn)移酶阻遏基因I調(diào)控區(qū)CAP結(jié)合位點(diǎn)

啟動(dòng)子操縱基因ZYAOPDNAP11429mRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpol沒有乳糖存在時(shí)阻遏蛋白的負(fù)調(diào)控阻遏基因30

阻遏蛋白與操縱基因結(jié)合的位置是從-7至+28，RNA聚合酶所占的區(qū)域是從-35至+20，兩者有部分重疊，因此阻遏蛋白和RNA聚合酶與DNA的結(jié)合是相互排斥的。31

與lac阻遏蛋白結(jié)合的操縱基因區(qū)域具有反向重復(fù)序列,這種反向重復(fù)序列是能與蛋白質(zhì)特異結(jié)合的DNA的特征性結(jié)構(gòu)。

-10+1+10+20+30.....5′ATGTTGTGTGGAATTGTGAGCGGATAACAATTTCACACAGGAA3′3′TACAACACACCTTAACACTCGCCTATTGTTAAAGTGTGTCCTT5′

32mRNA阻遏蛋白有乳糖存在時(shí)IDNAZYAOPpol啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄mRNA乳糖別乳糖負(fù)調(diào)控的打破33誘導(dǎo)劑（inducer）乳糖

1,6-別乳糖（體內(nèi)生理）異丙基硫代半乳糖苷（IPTG，體外試驗(yàn)）34

※單純?nèi)樘谴嬖跁r(shí)，細(xì)菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在時(shí)，細(xì)菌首先利用葡萄糖?！咸烟菍?duì)lac

操縱子有阻遏作用（分解代謝阻遏）

35

cAMP與葡萄糖相關(guān)性：葡萄糖↑，cAMP↓

葡萄糖↓，cAMP↑c(diǎn)AMP:環(huán)一磷酸腺苷CAP：分解代謝基因激活蛋白質(zhì)(catabolitegeneactivatorprotein,orCRP)

CAP的活性依賴cAMP，形成cAMP-CAP復(fù)合物，促進(jìn)多種操縱子的轉(zhuǎn)錄起始。36轉(zhuǎn)錄活性提高50倍無(wú)葡萄糖，cAMP濃度高時(shí)有葡萄糖，cAMP濃度低時(shí)3.乳糖操縱子中CAP的正調(diào)控ZYAOPDNACAPCAPCAPCAPCAPCAPCAPCAPCAP37

4．轉(zhuǎn)錄起始的復(fù)合調(diào)控

在大腸桿菌的許多操縱子中，基因的轉(zhuǎn)錄不是由單一因子調(diào)控的，而是通過(guò)正調(diào)控因子和負(fù)調(diào)控因子進(jìn)行復(fù)合調(diào)控。38mRNA沒有乳糖有乳糖

葡萄糖低cAMP濃度高

葡萄糖高cAMP濃度低RNA-polOOOO39-glucose

+

lactose-glucose

-lactose+glucose

-lactose乳糖操縱子的復(fù)合調(diào)控+glucose

+lactose啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄基因表達(dá)沒有葡萄糖，CAP結(jié)合到CAP結(jié)合位點(diǎn)無(wú)葡萄糖，有乳糖，阻遏蛋白解離CAP結(jié)合到CAP結(jié)合位點(diǎn)，正調(diào)控沒有乳糖，阻遏蛋白與操縱元件結(jié)合少量表達(dá)同時(shí)有葡萄糖和乳糖，阻遏蛋白與CAP都不能與DNA結(jié)合40※當(dāng)阻遏蛋白封閉轉(zhuǎn)錄時(shí)，CAP對(duì)該系統(tǒng)?發(fā)揮作用；※如無(wú)CAP存在，即使沒有阻遏蛋白與操縱序列結(jié)合，操縱子轉(zhuǎn)錄活性?。415.轉(zhuǎn)錄起始的正、負(fù)雙向調(diào)控

阿拉伯糖操縱子(arabinose

operon)模型

阿拉伯糖操縱子的基因結(jié)構(gòu)圖

由調(diào)節(jié)基因C合成的AraC蛋白是一個(gè)自我調(diào)節(jié)蛋白(autoregulatedprotein),它既是ara操縱子的正調(diào)節(jié)蛋白，又是ara操縱子的負(fù)調(diào)節(jié)蛋白42

AraC

對(duì)阿拉伯糖操縱子的負(fù)調(diào)控（negativeregulation）43

AraC

對(duì)阿拉伯糖操縱子的正調(diào)控（positiveregulation）44

（二）轉(zhuǎn)錄終止的調(diào)控A.依賴ρ因子的終止調(diào)控（Rho-dependenttermination）ρ因子：原核細(xì)胞中參與轉(zhuǎn)錄終止的蛋白質(zhì),具有解螺旋酶（ATP-dependenthelicase）活性4546

例:色氨酸操縱子（trp

operon)表達(dá)的調(diào)控

1.通過(guò)阻遏蛋白的負(fù)調(diào)控

2.通過(guò)衰減子作用B.不依賴ρ因子的終止調(diào)控（Rho-independenttermination）47終止子(terminator):促使RNApol

終止轉(zhuǎn)錄的DNA序列富含GC的區(qū)域含多個(gè)U的單鏈48轉(zhuǎn)錄終止的衰減調(diào)控(Attenuation)：外界因素通過(guò)控制發(fā)卡結(jié)構(gòu)的形成調(diào)控轉(zhuǎn)錄終止。衰減子(Attenuator):位于轉(zhuǎn)錄起始的終止子序列，可形成發(fā)卡結(jié)構(gòu)終止轉(zhuǎn)錄。

在色氨酸操縱子中，attenuator位于啟動(dòng)子和第一結(jié)構(gòu)基因之間。49色氨酸操縱子的結(jié)構(gòu)50Trp

Trp

高時(shí)Trp

低時(shí)mRNAOPtrpR調(diào)節(jié)區(qū)結(jié)構(gòu)基因

RNA聚合酶

RNA聚合酶

?轉(zhuǎn)錄衰減的調(diào)控色氨酸操縱子6700個(gè)核苷酸140個(gè)核苷酸51UUUU……UUUU……調(diào)節(jié)區(qū)結(jié)構(gòu)基因trpROP前導(dǎo)序列衰減子區(qū)域UUUU……前導(dǎo)mRNA1234衰減子結(jié)構(gòu)

第10、11密碼子為trp密碼子終止密碼子14aa前導(dǎo)肽編碼區(qū):

包含序列1形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)能力:序列1/2>序列2/3>序列3/4

trp

密碼子

UUUU……52UUUU……34UUUU3’34

核糖體前導(dǎo)肽前導(dǎo)mRNA1.當(dāng)色氨酸濃度高時(shí)轉(zhuǎn)錄衰減機(jī)制

125’

trp

密碼子

衰減子結(jié)構(gòu)可使轉(zhuǎn)錄前導(dǎo)DNAUUUU3’

RNA聚合酶

終止53UUUU……342423UUUU……核糖體前導(dǎo)肽前導(dǎo)mRNA

15’

trp

密碼子

結(jié)構(gòu)基因前導(dǎo)DNA

RNA聚合酶

2.當(dāng)色氨酸濃度低時(shí)Trp合成酶系相關(guān)結(jié)構(gòu)基因被轉(zhuǎn)錄序列3、4不能形成衰減子結(jié)構(gòu)54色氨酸豐富時(shí)，核蛋白體順利沿引導(dǎo)序列移動(dòng)直達(dá)最后一個(gè)密碼子UGA，合成完整的引導(dǎo)肽。RNA聚合酶停止在衰減子部位。55色氨酸缺乏時(shí)，核蛋白體終止在1區(qū)Trp密碼子部位，RNA聚合酶通過(guò)衰減子區(qū)域而繼續(xù)轉(zhuǎn)錄。

56

(三)翻譯水平的調(diào)控

翻譯一般在起始和終止階段受到調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)分子:RNA、蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)分子可直接或間接決定翻譯起始位點(diǎn)能否為核蛋白體所利用。

571.反義RNA的調(diào)控作用

反義RNA(AntisenseRNA)

能與特定mRNA互補(bǔ)結(jié)合的RNA片段，由反義基因轉(zhuǎn)錄而來(lái)。天然的具有功能的反義RNA分子一般在200個(gè)堿基以下。58SensegeneAntisense

genemRNAAntisenseRNA59反義RNA有三種作用方式：①與mRNA5ˊ端非翻譯區(qū)包括SD序列相結(jié)合，直接抑制翻譯。②與mRNA5ˊ端編碼區(qū)起始密碼子AUG結(jié)合，抑制mRNA翻譯起始。

③與mRNA的非編碼區(qū)互補(bǔ)結(jié)合，使mRNA構(gòu)象改變，影響其與核糖體結(jié)合，間接抑制了mRNA的翻譯。60反義RNA調(diào)控Tn10轉(zhuǎn)位酶基因的表達(dá)示意圖61ExamplesofantisenseRNAdrugs：1.Fomivirsen(brandnameVitravene)是一種抗病毒藥。用于治療免疫系統(tǒng)損傷（包括AIDS)引起的巨細(xì)胞病毒性視網(wǎng)膜炎（cytomegalovirusretinitis

，CMV)。

是一段合成的帶有磷硫鍵連接的21個(gè)寡核苷酸

5'-GCGTTTGCTCTTCTT

CTTGCG-3'

2.Genasense(G3139):atargettoBcl-2andpotentialantisensedrugtolymphoma622.RNA的穩(wěn)定性與調(diào)控的關(guān)系

3.蛋白質(zhì)合成中的自身調(diào)控如：核糖體蛋白63

掌握:基因表達(dá)、多順?lè)醋拥母拍睿?/p>

乳糖操縱子的結(jié)構(gòu);

乳糖操縱子的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制。64第二節(jié)真核生物基因表達(dá)的調(diào)控

單細(xì)胞真核生物，如酵母基因表達(dá)的調(diào)控和原核生物表達(dá)的調(diào)控基本相同。

多細(xì)胞真核生物，遺傳信息從細(xì)胞核的基因組DNA傳遞到基因編碼的蛋白質(zhì)均受到多層次的調(diào)控。65一、真核生物基因表達(dá)的特點(diǎn)

（1）細(xì)胞具有全能性

（2）基因表達(dá)的時(shí)間性和空間性66Gγ

δ

β

Aγ

ζ2α2α1HbGrow1Hb

PorlandHbGrowⅡ

HbF

HbA2HbA

胚胎期胎兒期成人期不同發(fā)育時(shí)期珠蛋白基因表達(dá)和血紅蛋白分子類型胚胎期胎兒期和成人期ε67(3)轉(zhuǎn)錄和翻譯在細(xì)胞的不同部位進(jìn)行68

（6）不存在超基因式操縱子結(jié)構(gòu)（5）部分基因多拷貝

真核生物的mRNA是個(gè)單順?lè)醋觤RNA(monocistronicmRNA)

（4）初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物要經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄后加工修飾

初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為核不均一性RNA（heterogeneousnuclearRNA,hnRNA）69TranslationTranscriptionmRNADNAProteinPromoterGene3′5′單順?lè)醋觤RNA

(monocistronicmRNA)真核生物的一個(gè)編碼基因轉(zhuǎn)錄生成一個(gè)mRNA。70（一）基因組DNA水平的調(diào)控1.染色質(zhì)的丟失

不可逆的調(diào)控。如一些低等生物（如線蟲）體細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中發(fā)生染色質(zhì)丟失。二、真核生物基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)制712.基因擴(kuò)增（geneamplification）

當(dāng)細(xì)胞對(duì)某種基因產(chǎn)物需要量劇增，單純靠調(diào)節(jié)其表達(dá)活性不足滿足需要，只有增加這種基因的拷貝數(shù)。723.基因重排：（generearrangement）免疫球蛋白IgG基因許多片段發(fā)生重排，為免疫球蛋白分子的多樣性奠定了基礎(chǔ)某些基因片段改變?cè)瓉?lái)存在順序而重新排列組合，成為一個(gè)完整的轉(zhuǎn)錄單位,造成表達(dá)產(chǎn)物多樣性。7365Vgenesx27Dgenesx6Jgenes=10530combinations744.基因的甲基化修飾

(Methylationmodification)

DNA上特定的CpG島處的胞嘧啶發(fā)生甲基化修飾（5mC）。甲基化程度與基因的表達(dá)一般呈反比關(guān)系。甲基化程度愈高，基因的表達(dá)則降低。去甲基化，基因的表達(dá)增加。

GCGCGCGCGeneCpG島：p4475

5.染色質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控作用

常染色質(zhì)中疏松狀態(tài)的活性染色質(zhì)是基因轉(zhuǎn)錄前在染色質(zhì)水平上獨(dú)特的調(diào)控機(jī)制。76（二）轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控真核生物RNA聚合酶有3種種類ⅠⅡⅢ轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物rRNA（5.8、18、28s）Hn-RNAsnRNA5S-RNAtRNA（RNApolymerase,RNApol）77真核生物基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)

以RNA聚合酶Ⅱ?yàn)槔D(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成順式作用元件(cis-actingelement)反式作用因子(trans-actingfactor)轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控機(jī)制781.轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物(pre-initiationcomplex,PIC)和轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物(transcriptioninitiationcomplex,TIC)的形成真核生物RNA-pol不與DNA分子直接結(jié)合，而需依靠眾多的轉(zhuǎn)錄因子。79ⅡAⅡB由RNA-Pol

Ⅱ催化轉(zhuǎn)錄的PICPOL-ⅡTFⅡFⅡHⅡETBPTAFTFⅡD-ⅡA-ⅡB-DNA復(fù)合物TATAPOL-ⅡTFⅡFⅡAⅡBTBPTAFTATAⅡHⅡECTD-P80geneTATAenhancer5’3’promoterregionEBPTFIIApolIITFIIFTBPTAFTAFTAFTFIIETFIIBTIC形成81順式作用(cis-acting):“actingfromthesamemolecule”反式作用(trans-acting):“actingfromadifferentmolecule”BADNA編碼序列轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)

順式調(diào)節(jié)82cDNAaDNA反式調(diào)節(jié)C順式調(diào)節(jié)

mRNAC蛋白質(zhì)CBA

mRNA蛋白質(zhì)AA831.順式作用元件(cis-actingelement)

指某些能影響基因表達(dá)但不編碼新的蛋白質(zhì)和RNA的DNA序列，按照功能分為啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、負(fù)調(diào)控元件（沉默子等）。

84

1、啟動(dòng)子(promoter)RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)周圍的一組轉(zhuǎn)錄控制組件，至少包括一個(gè)轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)以及一個(gè)以上的功能組件。

TATA盒GC盒CAAT盒決定RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)和轉(zhuǎn)錄頻率的一關(guān)鍵元件。85

①核心啟動(dòng)子(corepromoter)②上游啟動(dòng)子元件(upstreampromoterelement,UPE)上游-25~-30bp處，又稱TATA盒（TATAAAA）上游-30~-110bp處，包括GC盒（GGGCGG）和CAAT盒（GCCAAT）86

TATA盒

CAAT盒

GC盒

增強(qiáng)子

順式作用元件結(jié)構(gòu)基因-CAAT--GCGC----TATA轉(zhuǎn)錄起始真核生物啟動(dòng)子保守序列87(2)增強(qiáng)子(enhancer)

指位于啟動(dòng)子上游或下游并通過(guò)啟動(dòng)子增強(qiáng)目標(biāo)基因轉(zhuǎn)錄效率的DNA順序，增強(qiáng)子本身不具備啟動(dòng)子活性。1)遠(yuǎn)距離效應(yīng)；2）無(wú)方向性；3）順式調(diào)節(jié)；4）無(wú)物種和基因特異性；5）具有組織特異性；6）其作用與DNA的構(gòu)象有關(guān)。88(3)其他元件a)沉默子（silencer）

指在真核基因內(nèi)能抑制基因轉(zhuǎn)錄的DNA序列,與反式作用因子相互結(jié)合而起作用。不受距離和方向的限制，并可對(duì)異源基因的表達(dá)起作用。b)加尾信號(hào)895------AAUAAA-5------AAUAAA--核酸酶-GUGUGUGRNA-polAATAAAGTGTGTG轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)55333加尾AAAAAAA······3mRNA902.反式作用因子(trans-actingfactor)

指能直接或間接地識(shí)別或結(jié)合在各順式作用元件8～12bp核心序列上，參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的一組蛋白質(zhì)。有時(shí)也稱轉(zhuǎn)錄因子（transcriptionfactor,TF）。91反式作用因子根據(jù)作用方式分為三類：

①通用轉(zhuǎn)錄因子。普遍存在的轉(zhuǎn)錄因子。元件名稱共有序列結(jié)合的蛋白因子名稱

分子量

結(jié)合DNA長(zhǎng)度

TATAboxTATAAAATBP30,000

~10bpGCboxGGGCGGSP-1105,000

~20bpCAATboxGGCCAATCTCTF/NF160,000

~22bp92②組織特異性轉(zhuǎn)錄因子：與基因表達(dá)的組織特異性有很大關(guān)系。③誘導(dǎo)性反式作用因子：活性能被特異的誘導(dǎo)因子所誘導(dǎo)。93轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子結(jié)構(gòu)DNA結(jié)合域(DNAbindingdomain)轉(zhuǎn)錄活化域(Trans-activationdomain)TF結(jié)合其它蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域(ligandbindingdomain)（如，二聚化結(jié)構(gòu)域）94951)DNA識(shí)別結(jié)合域：

①鋅指（zincfinger）結(jié)構(gòu)

Cys2/Cys2鋅指Cys2/His2鋅指見于甾體激素受體見于SP1，TFⅢA等1)DNABindingDomain96②同源結(jié)構(gòu)域（homeodomain，HD）同源盒(homeobox)基因家族各基因間具有一相同的保守序列。所含的至少二個(gè)α螺旋中形成“轉(zhuǎn)折”，第三個(gè)α螺旋與DNA大溝相互作用是同源盒蛋白與DNA結(jié)合的主要力量。97堿性-亮氨酸拉鏈

(LeucineZipper)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(gè)富含堿性氨基酸結(jié)構(gòu)域與DNA結(jié)合。

Fos、Jun98螺旋-環(huán)-螺旋(Helix-loop-helix)99

2)轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄活化域是反式作用因子必須具備的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。①酸性α-螺旋（acidicα-helixdomain）

含有較多的負(fù)電荷。能非特異性地與起始復(fù)合物相互作用發(fā)揮轉(zhuǎn)錄活化功能（如TBP）。②富含谷氨酰胺的結(jié)構(gòu)域（glutamine-richdomain）

最強(qiáng)的轉(zhuǎn)錄活化域之一（如SP1）

。

③富含脯氨酸結(jié)構(gòu)域（proline-richdomain）（如CTF1）1004.轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控機(jī)制(１)反式作用因子的活性調(diào)節(jié)

真核基因轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)節(jié)，首先表現(xiàn)為反式作用因子的功能調(diào)節(jié)，即特定的反式作用因子被激活后，可以啟動(dòng)特定基因的轉(zhuǎn)錄。101反式作用因子的激活方式如下:①表達(dá)式調(diào)節(jié):反式因子合成出來(lái)就有活性②共價(jià)修飾：磷酸化-去磷酸化，糖基化③與配體結(jié)合④蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用102103（2）反式作用因子作用方式

1)成環(huán)（looping）：使相應(yīng)位點(diǎn)接近而發(fā)揮作用2)扭曲(twisting)：改變DNA構(gòu)型3）滑動(dòng)(sliding)：沿DNA滑動(dòng)到另一特異序列發(fā)揮作用4）連鎖反應(yīng)（Oozing）：轉(zhuǎn)錄因子與DNA結(jié)合后促進(jìn)另一轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合104（3）反式作用因子的組合式調(diào)控基因表達(dá)的調(diào)控不是由單一的反式作用因子完成而是幾種因子組合，發(fā)揮特定的作用。105

cis-actingelementsthestructureofgeneineukaryote,cis-actingelementandtransorcis-actingfactorexonintronATGTAAPolyAsiteAATAAA,30bpdownstreamenhancerterminatordownstreamsilencerinitiationsitepromoterupstreamsilencerupstreamenhancercodingstrandtemplatestrand5’3’12n12n-1TATAboxCAATboxGCboxtrans-actingfactors106exonintronATGTAAPolyAsiteAATAAA,30bpinitiationsite12n12n-1初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物107(三)轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控1.首、尾的修飾

5

端形成帽子結(jié)構(gòu)(m7GpppGp—)

7－甲基鳥苷

3

端加上多聚腺苷酸尾巴(polyAtail)108帽子結(jié)構(gòu)1095---