《转录水平的调控》PPT课件.ppt

二、转录水平的调控（一）原核生物的操纵子模型（一）原核生物的操纵子模型1.乳糖操纵子乳糖操纵子酶合成调节的遗传机制酶合成调节的遗传机制—操操纵子学说纵子学说 Jacob和和Monod在研究在研究大肠杆菌大肠杆菌β-半乳糖苷酶合成半乳糖苷酶合成的遗传基础上，提出了控制的遗传基础上，提出了控制基因表达的操纵子学说基因表达的操纵子学说The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1965François JacobAndré Lwoff Jacques Monod 1.乳糖操纵子乳糖操纵子大肠杆菌生长需要碳源大肠杆菌生长需要碳源, 常见常见的是糖类的是糖类, 最方便利用的是葡萄最方便利用的是葡萄糖糖, 但有些条件下培养基中并无但有些条件下培养基中并无葡萄糖，仅有半乳糖等糖类，这葡萄糖，仅有半乳糖等糖类，这时分解它们的酶类必须合成，才时分解它们的酶类必须合成，才能利用半乳糖能利用半乳糖            酶的诱导酶的诱导-lac体系受调控的证据体系受调控的证据在不含乳糖及在不含乳糖及β-半乳糖苷的培养基中，半乳糖苷的培养基中，lac+基因型每个大肠杆功细胞内大约基因型每个大肠杆功细胞内大约只有只有1-2个酶分子。

如果在培养基中个酶分子如果在培养基中加入乳糖，酶的浓度很快达到细胞加入乳糖，酶的浓度很快达到细胞总蛋白量的总蛋白量的6%或或7%，每个细胞中，每个细胞中可有超过可有超过105个酶分子个酶分子             科学家把大肠杆菌细胞放在加有科学家把大肠杆菌细胞放在加有放射性放射性35S标记的氨基酸但没有任何标记的氨基酸但没有任何半乳糖诱导物的培养基中繁殖几代，半乳糖诱导物的培养基中繁殖几代，然后再将这些带有放射活性的细菌转然后再将这些带有放射活性的细菌转移到不含移到不含35S、无放射性的培养基中，、无放射性的培养基中，随着培养基中诱导物的加入，随着培养基中诱导物的加入，β-半乳半乳糖苷酶便开始合成分离糖苷酶便开始合成分离β-半乳糖苷半乳糖苷酶，发现这种酶无酶，发现这种酶无35S标记说明酶标记说明酶的合成不是由前体转化而来的，而是的合成不是由前体转化而来的，而是加入诱导物后新合成的加入诱导物后新合成的乳糖是含有葡萄糖的二糖乳糖是含有葡萄糖的二糖葡萄糖状态葡萄糖状态乳糖状态乳糖状态操纵子状态操纵子状态有有无无关闭关闭有有有有关闭关闭无无无无关闭关闭无无有有开放开放•lacZ encodes β-galactosidase (LacZ), an intracellular enzyme that cleaves the disaccharide lactose into glucose and galactose. •lacY encodes β-galactoside permease (LacY), a membrane-bound transport protein that pumps lactose into the cell. •lacA encodes β-galactoside transacetylase (LacA), an enzyme that transfers an acetyl group from acetyl-CoA to β-galactosides.  操纵子即基因表达的协同单操纵子即基因表达的协同单位，含有结构基因位，含有结构基因(编码编码Pr)和控制和控制部位。

部位控制部分控制部分:调节基因、操纵基因调节基因、操纵基因 一个操纵子的全部基因都排列一个操纵子的全部基因都排列在一起，控制部分可接受调节基在一起，控制部分可接受调节基因产物的调节因产物的调节OPTGIPTG别乳糖X-gal具有半乳糖苷的物质都可诱导具有半乳糖苷的物质都可诱导当葡萄糖与乳糖共存，情况比当葡萄糖与乳糖共存，情况比较复杂，分解它们的酶类必须不较复杂，分解它们的酶类必须不合成合成降解物基因活化蛋白降解物基因活化蛋白CAP（（catabolic gene activate protein, CAP), 与与cAMP形成形成复合物结合于启动子部位，引起复合物结合于启动子部位，引起DNA构象构象的变化，促进的变化，促进RNA聚合酶与启动子结合，聚合酶与启动子结合，使转录的起始更加频繁，是一种正调控当使转录的起始更加频繁，是一种正调控当有葡萄糖存在时，其分解代谢产物可抑制腺有葡萄糖存在时，其分解代谢产物可抑制腺苷酸环化酶活性，激活磷酸二酯酶活性，苷酸环化酶活性，激活磷酸二酯酶活性，cAMP含量下降，使含量下降，使CAP失活4catabolite activator protein (CAP; also known as cAMP receptor protein, CRP)cAMP-CAP-DNACAP的效应不应该为乳糖独享的效应不应该为乳糖独享单糖的种类：单糖的种类：Ever since the function of CRP as an activator of transcription was established, a great deal of work has been done to try and understand exactly how this occurs. •Does CRP activate transcription directly? In other words, does it assist RNA polymerase to recognize the promoter by means of direct protein-protein contacts between CRP and RNA polymerase?ORDoes CRP activate transcription indirectly? Since CRP bends and thus distorts the DNA double helix when it binds, is it possible that increased RNA polymerase binding is a result of structural changes in the DNA?•A third possibility is that some combination of both direct and indirect effects might be responsible for activation at individual promoters.We can now distinguish 3 classes of CRP-activated promoter: CLASS IClass I CRP-activated promoters require only CRP for activation and the CRP binding site is located upstream of the promoter.The prototype CLASS I CRP-activated promoter is the lac operon promoter (lacP1). This CRP-binding site is centred 61.5 bp upstream of the startpoint of transcription. CLASS IICLASS II CRP-activated promoters require only CRP for activation and the CRP binding site overlaps the promoter. In these promoters, the CRP binding site appears to replace the usual -35 region of the promoter.The prototype CLASS II CRP-activated promoter is the gal operon promoter (galP1). This CRP-binding site is centred 41.5 bp upstream of the startpoint of transcription.CLASS IIICLASS III CRP-activated promoters require additional regulator proteins as well as CRP for activation. The location of the CRP binding site can be quite variable though it is typically more than 90 bp upstream of the startpoint of transcription.There is no prototype CLASS III CRP-activated promoter since they all have different requirements by way of additional regulator proteins. Examples of CLASS III CRP-activated promoters are the araBAD promoter and the malK promoter2.色氨酸操纵子色氨酸操纵子 大大肠肠肝肝菌菌培培养养在在只只含含无无机机盐盐及及单单一一碳碳源源的的培培养养基基中中，，大大肠肠杆杆菌菌细细胞胞内内可可以以测测出出色色氨氨酸酸合合成成的的酶酶系系, 如如果果在在培培养养基基中中加加入入色色氨氨酸酸, 大大肠肠杆杆菌菌中中色色氨氨酸酸合合成成的的酶酶系系就就明明显显降降低低。

色色氨氨酸酸存存在在时时, 阻阻止止了了色色氨氨酸酸合合成成酶酶系系的的形形成成, 细细菌菌可可直直接接利利用用色色氨氨酸酸, 而而不不用用自自己己合合成成, 这这种种减减少酶量的现象称为酶合成的阻遏少酶量的现象称为酶合成的阻遏翻译过程对转录的调节翻译过程对转录的调节衰减作用衰减作用(弱化作用弱化作用)E. Coli的色氨的色氨酸合成酸合成翻译过程对转录的调节翻译过程对转录的调节衰减作用衰减作用(弱化作用弱化作用) 色氨酸色氨酸mRNA的的5’端有端有162核苷酸核苷酸的前导序列，当的前导序列，当RNA的合成启动后除的合成启动后除非缺乏色氨酸，否则大部分非缺乏色氨酸，否则大部分mRNA仅仅合成合成140核苷酸即停止前导肽能编码核苷酸即停止前导肽能编码一小段一小段14肽，其终止区具有潜在的茎肽，其终止区具有潜在的茎环构象和成串的环构象和成串的U，表现出转录终止位，表现出转录终止位点的特征前导点的特征前导RNA链有链有4个区域彼此个区域彼此互补，可形成奇特的二级结构，有些互补，可形成奇特的二级结构，有些情况下出现终止子结构情况下出现终止子结构 转录与翻译偶联是原核生物的特征。

转录与翻译偶联是原核生物的特征原核生物翻译结束原核生物翻译结束mRNA上有特殊的上有特殊的终止子结构终止子结构 衰减作用衰减作用(弱化作用弱化作用) 的意义的意义E. Coli一个大一个大肠杆菌肠杆菌就是一就是一个完整个完整的生命的生命！！E. coli Bacterium 弱化子系统主要是对外源色氨酸浓度弱化子系统主要是对外源色氨酸浓度作出反应，维持浓度的恒定作出反应，维持浓度的恒定 色氨酸浓度色氨酸浓度 t没有粮食吃了才想起种庄稼！没有粮食吃了才想起种庄稼！AUG-AAA-CGC-GUU-CAA-UUU-AAA-CAC-CAC-CAU-CAU-AUG-AAA-CGC-GUU-CAA-UUU-AAA-CAC-CAC-CAU-CAU-CAC-CAU-CAU-CCU-GACCAC-CAU-CAU-CCU-GACMet-Thr-Arg-Val-Gln-Phe-Lys-His-His-His-His-His-His-His-Pro-Asp-Met-Thr-Arg-Val-Gln-Phe-Lys-His-His-His-His-His-His-His-Pro-Asp-a leader coding region弱化作用有没有普遍的意义？弱化作用有没有普遍的意义？3.The Histidine Operon: An Attenuator3．阿拉伯糖操纵子．阿拉伯糖操纵子 阿拉伯糖阿拉伯糖(arabinose)是另一个可以是另一个可以为代谢提供碳源的五碳糖。

在大肠杆为代谢提供碳源的五碳糖在大肠杆菌中阿拉伯糖的降解需要菌中阿拉伯糖的降解需要3个基因：个基因：araB、、araA和和araD，分别编码，分别编码3个酶：个酶：araB基因编码核酮糖激酶基因编码核酮糖激酶(ribulokinase)，，araA编码编码L-阿拉伯糖阿拉伯糖异构酶异构酶(L-arabinose isomerase)，，araD编码编码L-核酮糖核酮糖-5-磷酸磷酸-4-差向异构酶差向异构酶(L-ribulose-5phosphate-4epimerase) 与与araBAD相邻的是一个复合的相邻的是一个复合的启动子区域和一个调节基因启动子区域和一个调节基因araC，这，这个个AraC蛋白同时显示正、负调节因子蛋白同时显示正、负调节因子的功能AraBAD和和araC基因的转录基因的转录是分别在两条链上以相反的方向进行是分别在两条链上以相反的方向进行的在标准的遗传学图谱上，的在标准的遗传学图谱上，araBAD基因簇从启动子基因簇从启动子PBAD开始向开始向左进行转录，而左进行转录，而araC基因则是从基因则是从Pc向向右转录右转录AraC蛋白以蛋白以Crep与与araO1的的结合阻遏自身基因的调节并结合阻遏自身基因的调节并控制着自身的合成。

控制着自身的合成有葡萄糖无阿拉伯糖有葡萄糖无阿拉伯糖无葡萄糖有阿拉伯糖无葡萄糖有阿拉伯糖阿拉伯糖和葡萄糖都很低或阿拉伯糖和葡萄糖都很低或都很高的情况下，都很高的情况下，araBCD的的转录都被阻遏转录都被阻遏5.Quorum Sensing: An Activator(群体意识）群体意识） There exists a species of squid （鱿鱼）（鱿鱼） the squid has evolved a light organ in which it cultures a very pure, very dense population of a bacteria called Vibrio fischeri. This bacteria produces a substance called luciferase, which glows with the same intensity as the moon.Euprymna scolopes swimming Euprymna scolopes hatching Euprymna scolopes ventral view of light organIn this ventral cross-section of Euprymna Scolopes, the symbiotic light-emitting "photophore" is the black and silver, two-lobed structure in the center. Courtesy of Margaret McFall-Ngai.bobtail squid 4This Hawaiian bobtail squid (Euprymna scolopes) has silvery tissue around and across its eye. These reflective, silvery tissues of the eye and skin are made of the same unusual proteins that help make the squid's flashlight work. 4This Hawaiian bobtail squid (Euprymna scolopes) is a night active predator that buries in the sand during the day and comes out at night to forage. This adult specimen, which is preparing to bury for the day, has silvery tissues around its eyes and blue-silver tissues in its skin due to proteins called reflectins. 4Protein-based reflectors appear to be unique to squid, octopus and other members of the cephalopod class of marine animals. Most cephalopods have big heads, large eyes, grabbing tentacles and sacs filled with ink. 4Close-up of the eye of a Hawaiian bobtail squid (Euprymna scolopes).  When Vibrio fischeri is not in the squid's light organ, it does not need to be making luciferase, since glowing will not help it or anything else. On the other hand, when inside the light organ, it is to the bacteria's advantage to glow, because then the squid will not get eaten and will feed it, away from competition from any other kinds of bacteria. So how can the bacteria know that it is in a light organ in order to turn on synthesis of luciferase?4The Hawaiian bobtail squid has a built-in flashlight on its underside which is beamed downward by stacks of silvery reflector plates which are made from an unusual family of proteins, according to new research. 4The squid's light producing organ is powered by glowing bacteria with stacks of the reflector plates surrounding the light organ. This glowing "flashlight" serves as a spotlight during feeding in the dark ocean. Vibrio fischeri grown for 24 hours on Photobacterium sea water agar Transmission Electron micrograph of Vibrio fischeri quorum sensing4      Each bacterium is continuously secreting a unique small molecule called VAI (Vibrio fischeri autoinducer) that can diffuse readily through the cell membrane. Thus, there is a declining concentration of the small molecule in a growing circumference around the bacterium. When there are many bacteria around, the local concentration of the small molecule will be very high4.    The genes for making luciferase are contained in the lux operon. A DNA binding site (luxO) near the lux promoter (luxP) binds a protein called luxR. This protein somehow calls RNA polymerase over when it is bound to the DNA, thus increasing transcription of the DNA and making more polymerase. Thus, luxR is a transcriptional activator of the lux operon.       It is important to note that LuxI is the gene that encodes for the enzyme that synthesizes VAI（（autoinducer））. When a bacterium undergoes the transition from not making luciferase to making luciferase, it needs to have the autoinducer around in order to promote binding of LuxR to the operator.SerineN-acyl-L-homoserine lactones (AHLs)酰化高丝氨酸内酯酰化高丝氨酸内酯发光的的好处发光的的好处对于弧菌：对于弧菌： 稳定的食物来源和生活稳定的食物来源和生活环境。

环境对于对于squid：：•诱捕诱捕•消除阴影消除阴影•吓阻吓阻•通讯通讯Margaret McFall-Ngai, a biologist at the University of Hawaii. She says that while symbiotic relationships between luminescent bacteria and animals are nothing new, there's some evidence that the bacteria are getting a raw deal. So is this may be less a case of symbiosis than of slavery. The squid, she observes, "inhibits the growth of the bacteria to enhance their luminescence." And the bacterium could make a better living drifting in the ocean, or in the gut of another marine animal, she observes. 细菌的许多行为细菌的许多行为, 包括包括: 生物生物发光、共生现象、生物膜形成、发光、共生现象、生物膜形成、抗生素生产、群体移动性抗生素生产、群体移动性(Swarming motility) 、孢子形成、、孢子形成、基因交换以及发病机理等均受到基因交换以及发病机理等均受到群体效应的调节。

群体效应的调节Oswald Avery         1944年，加拿大细菌学家年，加拿大细菌学家Oswald Avery(1877-1955)美国生物学家美国生物学家Macleod和和McCarty 发表发表著名论文著名论文, 证明证明DNA是遗传物质是遗传物质 19281928年，英国医学微生物学家格里菲斯年，英国医学微生物学家格里菲斯（（F F··GriffithGriffith）发现肺炎球菌的转化现象）发现肺炎球菌的转化现象肺炎双球菌肺炎双球菌: :粗糙型粗糙型R R光滑型光滑型S S 原因？ 例子例子 铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌( Pseudomonas aeruginosa) 是肺囊肿性纤维化病人是肺囊肿性纤维化病人患慢性或致命性感染的最为常见的患慢性或致命性感染的最为常见的病原病原, 并会感染烧烫伤或癌症接受化并会感染烧烫伤或癌症接受化疗的病患疗的病患含有含有铜绿假假单胞菌的痰液的革胞菌的痰液的革兰染色染色 囊性囊性纤维变性病人痰液性病人痰液显示葡萄球菌和示葡萄球菌和铜绿假假单胞胞菌、菌、细的革的革兰阴性杆菌。

革阴性杆菌革兰染色，放大染色，放大1000倍）倍）铜绿假假单胞菌胞菌 培养于麦康培养基，培养于麦康培养基，铜绿假假单胞菌胞菌为非非乳糖乳糖发酵菌，酵菌，经常常产生稍生稍带绿色的色的绿脓菌素色素，其菌素色素，其氧化氧化酶阳性麦康基阳性麦康基琼脂，脂，18小小时，，37℃））  铜绿假单胞菌生物膜的形成受到群铜绿假单胞菌生物膜的形成受到群体效应的调控体效应的调控, 这种生物膜对包裹其中的这种生物膜对包裹其中的铜绿假单胞菌起到一定的保护作用铜绿假单胞菌起到一定的保护作用(避免了避免了暴露于人体免疫反应中暴露于人体免疫反应中, 减少了与抗菌药减少了与抗菌药物的直接接触物的直接接触) , 使得感染持久而且难以治使得感染持久而且难以治愈在感染早期通过基因手段切除了铜绿愈在感染早期通过基因手段切除了铜绿假单胞菌中的信息素合成酶后发现感染症假单胞菌中的信息素合成酶后发现感染症状明显减轻了因此状明显减轻了因此, 自诱导剂的生物合自诱导剂的生物合成酶及自诱导剂感应部位为新的抗菌药物成酶及自诱导剂感应部位为新的抗菌药物的开发提供了有潜力的靶点的开发提供了有潜力的靶点策略策略2植物病害4玉米丝黑穗病玉米丝黑穗病 Maize head smut玉米大斑病玉米大斑病Northern Leaf Blight of Corn4玉米大斑病菌对玉米的致病性主要是产玉米大斑病菌对玉米的致病性主要是产生致病毒素和一些酶类。

早在生致病毒素和一些酶类早在1975年，年，Yoka等就曾报道病原菌在活体外（等就曾报道病原菌在活体外（in vitro）可以产生果胶甲酯酶、纤维素酶）可以产生果胶甲酯酶、纤维素酶等酶类物质和对热稳定的毒素，毒素明等酶类物质和对热稳定的毒素，毒素明显抑制感病幼苗叶绿素的生物合成且活显抑制感病幼苗叶绿素的生物合成且活性与致病能力呈正相关性与致病能力呈正相关 N-acyl-L-homoserine lactones (AHLs)酰化高丝氨酸内酯酰化高丝氨酸内酯策略策略2：高丝氨酸内酯水解酶：高丝氨酸内酯水解酶 转基因农作物转基因农作物㈢㈢真核生物转录的调节真核生物转录的调节1．转录因子．转录因子 ①①顺式作用成分与反式作用成分顺式作用成分与反式作用成分顺式作用元件：顺式作用元件：转录其始点转录其始点上游上游30bp处的处的TATA序列序列上游几百上游几百bp的的CCAAT序列或序列或GGGCGG序列序列(GC box)在基因上或下游远端或内含子内增强子在基因上或下游远端或内含子内增强子(enhancer)序列序列负调控序列抑制子负调控序列抑制子(silencer)其它特异调控序列其它特异调控序列 以以上上各各种种特特异异的的核核苷苷酸酸序序列列都都是是反反式式作作用用因因子子蛋蛋白白质的靶位点。

质的靶位点反式作用因子：反式作用因子：通通用用转转录录因因子子：： 结结合合在在TATA附附近近的的：：TFⅡA、、TFⅡB、、TFⅡD、、TFⅡE.转转录录调调控控因因子子：：结结合合在在上上游游特特异异核核苷苷酸酸序序列列上上的因子如的因子如SPI、、CTF、、AP-1、、 CREB 还还有有些些蛋蛋白白质质因因子子，，它它们们自自身身并并不不与与DNA相相结结合合，，却却能能激激活活基基因因的的转转录录，，可可能能在在两两种种不不同的调控因子中起桥梁作用同的调控因子中起桥梁作用2. 转录因子的功能域转录因子的功能域(domain) a. 转录因子转录因子DNA结合区结合区 Helix-turn-helix(or helix-loop-helix) motif4最早在最早在λ 噬菌体噬菌体CI和和Cro蛋白及大肠杆菌蛋白及大肠杆菌的的CAP蛋白中发现虽然在氨基酸序列蛋白中发现虽然在氨基酸序列上有很大的可变性，但在高级结构上是上有很大的可变性，但在高级结构上是高度保守的在两个高度保守的在两个helix中，一个为识中，一个为识别螺旋，它的氨基酸残基直接与靶别螺旋，它的氨基酸残基直接与靶DNA大沟的碱基专一结合。

大沟的碱基专一结合4真核生物中最早在控制果蝇早期发育的真核生物中最早在控制果蝇早期发育的同源域（同源域（homeodomain)蛋白中发现蛋白中发现CAP-cAMP CAP-cAMP-DNAZinc finger motif4H2C2最早发现于最早发现于TFIIA 的的DNA结合区，是结合区，是RNA聚合酶转录聚合酶转录5SRNA基因的必需的因子基因的必需的因子含有碱性和极性氨基酸的的区域是识别特异含有碱性和极性氨基酸的的区域是识别特异DNA序列的位点哺乳细胞的序列的位点哺乳细胞的SP-1 有类似的有类似的结构4C4：酵母细胞的：酵母细胞的GAL-4,哺乳动物甾体激素受哺乳动物甾体激素受体，这一类蛋白质中的锌指对体，这一类蛋白质中的锌指对DNA的结合是必的结合是必需的，但对结合的专一性并不重要，在锌指附需的，但对结合的专一性并不重要，在锌指附近的其他氨基酸残基与近的其他氨基酸残基与DNA直接作用形成专一直接作用形成专一结合Zinc finger(H2C2) motifZinc finger(C4) motifZinc finger(C4)Zine finger-DNAZine finger-DNAZine finger DNAP53-DNA(example of zinc finger)Leu zipper motif4酵母的酵母的GCN4，哺乳动物的，哺乳动物的fos,jun,mys等等蛋白质蛋白质DNA结合区都含有结合区都含有4－－5个个Leu，， 它们之间相距它们之间相距7个氨基酸，在个氨基酸，在helix 上每两上每两圈出现一个圈出现一个Leu, 它们排成了一行。

这类它们排成了一行这类蛋白质因子都是以双体形式与蛋白质因子都是以双体形式与DNA靶位靶位点结合，两个蛋白质分子相应的点结合，两个蛋白质分子相应的helix之之间靠间靠Leu残基的疏水作用形成一条拉链，残基的疏水作用形成一条拉链，对双体的形成十分重要，但参与于对双体的形成十分重要，但参与于DNA作用的使该区域以外的氨基酸残基在作用的使该区域以外的氨基酸残基在Leu重复区重复区N端的邻近的端的邻近的30个氨基酸片段个氨基酸片段中有许多碱性氨基酸当中有许多碱性氨基酸当Leu 拉链使亚基拉链使亚基形成双体时，碱性区处于适当位置，决定形成双体时，碱性区处于适当位置，决定了与了与DNA序列的专一结合序列的专一结合GCN4-DNATrp repressorβ –sheet motif Met repressorb. 转录因子激活基因转录的功能区转录因子激活基因转录的功能区 4酵母的酵母的GAL4,GCN4：：GAL4有两个激活转录的功能有两个激活转录的功能区，分别在区，分别在147-196和和768-881aa的范围内的范围内GCN4的的在在106-125aa的肽段内共同特点是含有很多带负电的肽段内。

共同特点是含有很多带负电荷的荷的α螺旋，但在螺旋，但在aa序列上很少有同源性，序列上很少有同源性，aa的替换的替换实验表明激活转录的水平与净负电荷变化有关，增实验表明激活转录的水平与净负电荷变化有关，增加激活区的负电荷数能提高激活转录的水平加激活区的负电荷数能提高激活转录的水平4哺乳动物的哺乳动物的AP-1、、fos、、jun、及糖皮质激素受体也有、及糖皮质激素受体也有类似的酸性激活区类似的酸性激活区4酵母和哺乳动物的酸性激活区可以互换用酵母和哺乳动物的酸性激活区可以互换用GAL4的的DNA结合区与结合区与fos的酸性激活区融合成的杂蛋白具有的酸性激活区融合成的杂蛋白具有激活激活GAL基因表达的功能，同样用基因表达的功能，同样用fos的的DNA结合区结合区与与GAL4酸性激活区融合也具有促进基因转录的功能酸性激活区融合也具有促进基因转录的功能4SP1：结合于：结合于GC box上，其中在上，其中在N端的两端的两个主要结合区含有个主要结合区含有25%的谷氨酰胺的谷氨酰胺4类似的有：类似的有： 果蝇的果蝇的Antennapedia和和Zeste蛋白蛋白 酵母的酵母的HAP-1、、HAP-2和和GAL11 哺乳动物的哺乳动物的Oct-1、、Oct-2、、jun、、fos、、SRF等。

等4CTF-1、、CTF-、、CTF-3和和AP-2 蛋白质羧基端具有激活基因转录的蛋白质羧基端具有激活基因转录的功能，这一区域含有功能，这一区域含有20-30%的脯氨酸残的脯氨酸残基3.转录因子的作用规律转录因子的作用规律 4一种蛋白质因子可以结合多个顺式作用元件一种蛋白质因子可以结合多个顺式作用元件4一种顺式作用元件可以作为多种蛋白质因子的一种顺式作用元件可以作为多种蛋白质因子的作用靶区作用靶区 4有些蛋白质因子经物理或化学诱导后才具有活有些蛋白质因子经物理或化学诱导后才具有活性 4磷酸化作用对一些蛋白质因子的功能作用是很磷酸化作用对一些蛋白质因子的功能作用是很重要的重要的 4蛋白质因子与特异蛋白质因子与特异DNA序列相互作用涉及蛋白序列相互作用涉及蛋白质因子之间的反应质因子之间的反应 4.转录因子与生物的性状转录因子与生物的性状 同源异型突变和同源域同源异型突变和同源域l  指指发发育育过过程程中中躯躯体体的的一一部部分分发发育育成成另另外外一一部部分分，，最最早早在在果果蝇蝇中中发发现现，，说说明明不不同同蛋蛋白白质质或或者者几几种种调调节节蛋蛋白白质质的的不同组合可以控制细胞的发育。

不同组合可以控制细胞的发育        现已证明，有两类现已证明，有两类8个同源异形基因控个同源异形基因控制胚胎最早期的空间方位，这些基因从果制胚胎最早期的空间方位，这些基因从果蝇到人类都是基本相同的这些基因都含蝇到人类都是基本相同的这些基因都含有有180个核苷酸的序列，称个核苷酸的序列，称homeobox（同（同源域），高度保守，编码蛋白质羧基末端源域），高度保守，编码蛋白质羧基末端的的60个氨基酸个氨基酸        这些同源异型基因编码的都是区域特这些同源异型基因编码的都是区域特异性的转录因子异性的转录因子 动物的发育过程开始由少数几个主基动物的发育过程开始由少数几个主基因因(master gene)控制胚胎分化的方向性，控制胚胎分化的方向性，然后由不同的器官特异性基因决定器官的然后由不同的器官特异性基因决定器官的发生基因与基因间存在明显的等级关系基因与基因间存在明显的等级关系 同源域同源域-DNA（（ Helix-turn-helix））5.真核生物转录调控的例子：真核生物转录调控的例子：Galactose Metabolism Is Regulated by Specific Positive and Negative Control Factors in YeastMetabolism of galactoseMetabolism of galactoseEven when functionally related genes are clustered, they usually give rise to separate transcripts. Three of the four genes (GAL7:transferase,GAL10:epimerase,GAL1;kinase)associated with galactose utilization are clustered on chromosome XI, whereas the fourth, for galactose transport, is specified by a gene(GAL2) located on chromosome XII.Expression of the four structural genes is by specific postive and negative controls.Each of the structural genes is associated with a distinct mRNA. The GAL7 and GSL10 genes are transcribed from the same DNA strand, whereas the GAL1 gene, approximately 600bp from GAL10, is transcribed from the complementary DNA strand. Transcription of the GAL1,GAL7, and GAL10 genes are increased over 1,000-fold when galactose is present, suggesting that galactose is an inducer.Two tran-acting gene products that regulate expression: GAL4 and GAL80.The active GAL4 gene produce is a postive control protein(an activator) like CAP in the lac operon.The GAL4 protein bind to a site upstream of the gene(s) it regulates and promotes RNA polymeraseII-dependent transcription of these genes.Site of binding of GAL4 proteinGAL7GAL10GAL1GAL80 proteinGAL4 proteinNotranscriptionNo inducerInducer presentGAL1GAL1XIMost gal80 mutants also give rise to constitutive expression of the GAL genes, which suggest that GAL80 normally acts as a negative control protein(a repressor) of GAL gene expression. The wild-type GAL80 protein binds the inducer galactose and that this binding converts the protein to an inactive form. Induction by galacose results from the sugar to the GAL80 protein, which changes its structure so that the GAL4-GAL10 complex is altered. 4        酵酵母母GAL4的的激激活活转转录录功功能能区区在在有有葡葡萄萄糖糖条条件件下下被被另另一一负负调调控控因因子子GAL80结结合合覆覆盖盖，，失失去去激激活活转转录录的的功功能能；；经经半半乳乳糖糖诱诱导导，，GAL4和和GAL80的的结结合合解解离离，，GAL4的的酸酸性性激激活活区区才才促促进进基基因因的的转转录录。

这这是是酵酵母母半半乳乳糖糖代代谢谢酶酶基基因因在在有有葡葡萄萄糖糖条条件件下下表表达达受受阻阻遏遏，，在在有有半半乳乳糖糖时时被被诱诱导的原因导的原因Site of binding of GAL4 proteinGAL7GAL10GAL1GAL80 proteinGAL4 proteinNotranscriptionNo inducerInducer presentGAL1GAL1XIGAL4 protein is Separated into Domains with Different FunctionsGAL4 activation domainGAL4 DNA-binding domainYeast GAL1 geneDNARNAGAL4 binding site on DNAlexA DNA-binding domainNo transcriptionlexA DNA-binding site on DNARNA真核生物的转录特点真核生物的转录特点转录因子的正向网络转录因子的正向网络初级转录因子初级转录因子。