第八章真核生物基因的表达调控教材.ppt

P239－245 真核生物的基因结构与转录活性 基因家族（简单多基因家族和复杂多基因家族） 真核基因的断裂结构（组成型剪接和选择型剪接） 外显子与内含子的可变调控 组成型剪接：一个基因的转录产物只产生一种成熟mRNA，编码一个多肽 选择性剪接：一个基因的转录产物可以通过不同的剪接方式产生不同的mRNA，翻译成不同蛋白质 第一节 DNA水平的调控 2、染色质结构对基因表达的调控：真核基因的活跃转录是在常染色质上进行的 DNA水平的调控 5、DNA甲基化：DNA甲基化能关闭某些基因的活性，去甲基化则诱导基因活化和表达 5-mC，N6-mA，7-mG “CpG岛” 甲基化程度高，基因表达降低 去甲基化，基因表达增加 甲基化酶类型： 日常型甲基转移酶：催化半甲基化，甲基化母链为模板指导，甲基化迅速 从头合成型甲基转移酶：催化未甲基化，无需母链指导，速度慢 DNA甲基化抑制基因转录机制： 甲基化达到一定程度时，B-DNA转变为Z-DNA， Z-DNA结构收缩，螺旋加深，大沟（蛋白质因子识别）不存在，不利于转录起始。 转录起始复合物的形成 转录因子(transcription factor,TF)； 启动子与TF结合后，才能被RNA pol识别与结合； -25～-30区：TATA盒 影响基因表达活性的DNA序列 非编码序列 包括：启动子、增强子、沉默子等 核心启动子：TATA box上游启动子元件：CAAT box和GC box 促进转录，不具有启动子专一性 功能与方向，位置无关 远距离发挥作用 (100~500bp，10Kb) 组织或细胞特异性 必须有两个(以上)增强子成份紧密相连 感染真核细胞的病毒DNA大多具有增强子，可被寄主细胞蛋白质激活。 小鼠乳腺瘤病毒（MMTV）：具有糖皮质激素基因的增强子，能在被类固醇激活的细胞（如乳腺上皮细胞）中旺盛生长。 1） HTH, Helix-turn-helix 2个?螺旋被一个?转角隔开 识别螺旋，与DNA在大沟中特异结合 λ阻遏蛋白 CRP 酵母接合型调控蛋白α1，α2 SP1 TF IIIA 344aa，N端与DNA结合 9个锌指，每个～30aa 与5s rRNA基因内启动子（50bp)结合 Cys- X2- Cys-X13—Cys- X2- Cys Zn++与4个Cys结合 DNA结合序列较短，对称 无大量重复性锌指 例如GAL4，酵母的转录因子 哺乳类的固醇类激素受体 40～50aa 含2个?-helix（15~16aa）, 由连接区（12~28aa）连接；两亲性；通过疏水面作用形成二聚体 －NH2端为碱性结合区，16aa MyoD-DNA 缺乏碱性区的蛋白质，即使形成（同、异）二聚体，也无法同DNA结合 zyj278 最早在果蝇中发现同形异位现象(homeosis): 果蝇头部长触角部位长出脚来 同形异位盒基因(homeobox) :高度保守的一段核苷酸序列（180bp），控制胚胎发育的基因 从酵母到人类都存在 有3个?—helix H1与H2平行 H2与H3形成HTH motif H3位于大沟中，与DNA特异结合 N末端位于小沟中，与DNA接触 酸性α-螺旋结构域 如GCN4，GAL4 富含谷氨酰胺结构域 如SP1, AP2, oct1, oct2 富含脯氨酸结构域 如CTF/NF1 不规则的，含双性?-helix 反式作用因子的作用方式 成环、扭曲、滑动等 反式作用因子的组合式调控作用(combinatorial gene regulation) 使有限的反式作用因子可以调控不同基因的表达 真核生物的转录因子，虽然具有较高程度的独立性，仍然可能与原核生物的σ因子起着相同作用，即核心酶识别特异序列，并与之结合。所以没有大量转录因子，RNA 聚合酶II本身不可能识别真核中数量巨大的启动子。 含有短的共有序列； 在不同基因中，拷贝相似，有时有多个拷贝； 与转录起点距离不固定，一般位于上游元件或增强子内；常是启动子的上游元件或增强子 HSP（heat shock protein) aa序列高度保守 蛋白质功能高度保守 是一种分子伴侣chaperone hsp基因 核苷酸序列高度保守，如人与E.Coli 40～60％ 多基因家族，多拷贝，成簇存在 大部分无内含子，如hsp70，转录后不须剪切即可产生成熟mRNA，适应需要 HSF, heat shock factor，HSE 结合蛋白，热激转录因子 DNA结合区：3个螺旋，形成疏水区 多聚化区：4个Leu拉链，三聚体有活性 C末端（452～488）保守区 热休克应答的调控机制 常温下，HSF为单体，不与DNA结合（无活性） sh