分子生物学：第八章 真核生物的表达调控.ppt

第八章真核生物的表达调控 本章重点(1)DNA水平的调控类型(2)顺式作用元件、反式作用因子的概念(3)转录因子的结构特点(4)RNA干扰的基本过程本章内容第一节 真核生物基因表达调控的特点第二节 在DNA水平上的基因表达调控第三节 在转录水平上的基因表达调控第四节 在转录后水平的基因表达调控第一节 真核生物基因表达调控的特点一、时间特异性•特定基因的表达严格按照特定的时间顺序发生，以适应细胞或个体特定分化、发育阶段的需要二、空间特异性•在个体生长发育全过程中，某种基因的表达在个体中不同组织内表现为差异表达，这就是基因表达的空间特异性第一节 真核生物基因表达调控的特点三、组成型表达•有些基因的产物在生命活动中的任一时间都是必需的，因而需要在个体的几乎所有细胞中都持续表达，这类基因通常称为管家基因第一节 真核生物基因表达调控的特点四、诱导表达•在特定环境因素刺激下，特定基因的转录被激活，从而使其基因的表达产物出现或者是量的增加这类基因称为可诱导基因，属于奢侈基因￿￿第一节 真核生物基因表达调控的特点第二节 在DNA水平上的基因表达调控一、基因丢失在细胞分化过程中，有的细胞中丢失一段DNA或整条染色体的现象，称为基因丢失。

通过基因丢失的方式，可以抑制那些特异分化细胞中不需要的基因的表达活性￿￿马蛔虫二、基因扩增 •局部DNA独立于染色体其他部分而被过量合成的过程，称作DNA扩增这种扩增可以在DNA水平上极大地丰富某些基因的拷贝数，从而为细胞大量产生这些基因的产物做好准备￿非洲爪蟾三、基因重排 •基因重排是指通过基因的转座，DNA的断裂错接而使正常基因顺序发生改变n抗体基因的重排四、染色质结构•异染色质中的DNA在转录上是失活的，也就是说DNA的转录只发生在常染色质的DNA序列中异染色质往往位于染色体上的端粒和着丝粒区￿五、DNA甲基化 •甲基化作用主要是胞嘧啶碱基上的C5被甲基化修饰基因的转录活性同其DNA中胞嘧啶的甲基化程度是负相关的￿第三节 在转录水平上的基因表达调控一、顺式作用元件￿是指DNA序列上存在的一些对基因表达有调节活性的特定调控序列￿二、反式作用因子 •直接或间接地识别或结合各顺式作用元件核心序列，并参与调控靶基因转录效率的一组蛋白统称为基因转录调节的反式作用因子￿三、转录因子的结构与功能 n是指能与启动子中特异序列元件相结合，具有激活或抑制RNA聚合酶执行转录的一类蛋白质。

￿n典型的转录因子通常具有的结构域如下：DNA结合域、转录激活域、核定位信号域和寡聚化结构域四个组成部分￿（一）DNA结合域1.螺旋-环-螺旋￿n蛋白通过两个螺旋相应表面的疏水残基的相互作用，可形成同源二聚体和异源二聚体￿nHLH 蛋白质在HLH 基序附近有一个强碱性、对与DNA 结合非常重要的区域￿2.锌指基序 •四个氨基酸（Cys2/Cys2或Cys2/His2）与一个锌离子结合，形成似手指的结构，被称为锌指结构￿3.螺旋-转角-螺旋 •两个相邻的α螺旋被一个β转角分离，其中一个螺旋的功能是识别DNA，能与DNA大沟特异性结合；另一个￿螺旋能与DNA序列发生非特异性结合￿4.亮氨酸拉链 •由2个蛋白质亚基都具有α螺旋结构，该螺旋每隔7个氨基酸就出现一个亮氨酸这样，借助亮氨酸的疏水相互作用两α螺旋间就形成了一条拉链状的结构N端区域是富含净正电荷的区域，这个区域通过形成α螺旋结构结合特异的DNA序列￿￿￿（二）转录激活域 1.富含酸性氨基酸的激活域这些带负电荷的酸性氨基酸都分布于￿α-螺旋表面上，形成一个较强的净负电荷区使它们能够与TFIID转录复合物中的某个转录因子或者RNA聚合识别和结合，并稳定已形成的转录起始复合物，有利于转录的起始。

￿2.富含谷氨酰胺的转录激活结构域 n转录因子SP1共有4个参与转录活性的结构域，其中活性较强的两个结构域中25%的氨基酸都是谷氨酰胺当这种富含谷氨酰胺的区域被删除时，该转录因子便失去了转录激活的能力￿￿3.富含脯氨酸的转录激活结构域 •CTF/NF1的转录激活结构域不具有上述两种结构特征，但脯氨酸在这类转录因子C端中所占比例很高，达到了1/4说明这种富含脯氨酸的结构域是具有转录激活能力的￿第四节 在转录后水平的基因表达调控nRNA干扰1.定义：由双链RNA诱发，通过阻碍特定基因转录或翻译来抑制基因表达的一种基因沉默现象Andrew Fire and Craig C. Mello shared the 2006 Nobel Prize 2.Small RNA（1）siRNA（小干扰RNA）：由人工或自身双链 RNA前体形成的一类具有RNA干扰作用的小RNA2）miRNA（microRNA）：由细胞内基因编码的RNA前体形成的一类具有RNA干扰作用的小RNA3）piRNA（piwiRNA)：主要由生殖细胞产生的一类具有RNA干扰作用的小RNA3.Dicer是一种具有与核苷酸酶III活性的蛋白质，负责对双链RNA 的切割，￿产生出长度约为20-25bp长，3’末端有2个碱基突出的双链RNA片段。

￿4.机制•由体内产生的miRNA前体或体外导入的siRNA前体，经Dicer酶切割形成成熟的miRNA或siRNA后，与多种蛋白质组装形成￿RNA沉默复合体（RISC），随后dsRNA分子在复合体中变成单链RNA，激活了RISC复合体这时RISC被引导到与miRNA或siRNA互补的靶标mRNA处，降解靶mRNA或者抑制其翻译，或是RISC被引导到与miRNA对应的基因处使其染色质发生修饰抑制其转录￿4.机制全书终！谢谢大家！。