分子生物学-表达调控解读.ppt

四 翻译水平的调控 翻译起始的调控 阻遏蛋白的调控作用 翻译起始因子的功能调控 AUG对翻译的调控 mRNA5′非编码区长度对翻译的影响 mRNA稳定性调节 非编码RNA对翻译水平的影响 非编码RNA对翻译的影响 微小RNA (microRNAs, miRNAs) 是一类含有约22个核苷酸的内源性非编码RNA, 通过与靶mRNA的3′非翻译区(3′UTR)不完全性互补配对, 介导转录后基因调控。 Long noncoding RNAs * A comparison between miRNA and siRNA 五 翻译后水平的调控 新生肽链的水解 肽链中氨基酸残基的修饰 通过信号肽分拣、运输、定位 第四节 基因表达调控异常与疾病 一 转录因子突变与疾病 转录因子TBX5基因突变 导致HOH-Dream综合征：拇指异常，房间隔缺损，室间隔缺损 锌指类转录因子GATA3基因突变 血中甲状腺素水平低，感觉神经性耳聋，肾发育不良 二 基因修饰改变与疾病 CpG岛甲基化：主要位点是C。 C-MYC:胚胎时期低甲基化高表达；出生甲基化低表达。 肝癌患者C-MYC低甲基化高表达。 实验证明，某些致癌物易与G形成复合物，阻止了C的甲基化反应。 癌恶性程度和转移能力与低甲基化大致平行。 遗传性维生素D3抵抗性佝偻病： 维生素D3受体第一个锌指结构中发生氨基酸取代（Gly→Asp）,第二个锌指结构中发生氨基酸取代（Asp→Gln Arg→Gln） DNA结合区结构改变，电荷改变，导致受体与激素结合力下降。 * * 组蛋白的共价修饰： 核小体的核心组蛋白（H2A，H2B，H3，H4）的甲基化，磷酸化，乙酰化及泛素化。 乙酰化 组蛋白乙酰化→降低核小体蛋白对DNA的亲合力→ DNA结构呈松散状→转录发生 组蛋白乙酰化酶（histone acetyl transferase, HAT） 组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase , HDAC) （二）DNA甲基化在真核基因调控中有重要作用  常发生在胞嘧啶上，如CpG岛 管家基因CpG岛多低甲基化，不表达基因多高甲基化。 激素或致癌物使不表达基因调控区低甲基化重新开放。 DNA去甲基化与DNaseI高敏区出现，为基因活化的标志。 DNA甲基化与基因的表达成反比关系 高甲基化则低表达，低甲基化则高表达。 表观遗传学（epigenetics）： 是研究遗传修饰影响基因表达和表型的机制、遗传方式与发育、疾病发生的关系，以及开发应用技术的一门分支学科。 指不改变基因序列而影响基因表达和表型的遗传修饰。 包括：DNA methylation histone modification genomic imprinting 表观遗传的特点： ①可遗传性； ②可引起基因沉默，但其作用机制与由基因突变引起基因沉默不同，具有一定的可逆性； ③表观遗传可以影响遗传学过程； ④目前已知DNA甲基化和组蛋白修饰是细胞中最重要的表观遗传修饰。二者可以协作共同调节基因转录。 DNA甲基化位点主要是5’-CpG-3’中胞嘧啶C5。 CpG在基因组中分布不均匀，主要存在于重复序列与 CpG岛中。 CpG岛主要存在于管家基因（housekeeping gene）和组织特异性表达基因的启动子区。 DNA甲基化造成基因沉默 CG岛与疾病 典型的DNA甲基化常发生在5’-CG-3’即“CpG” island-在人类基因组中存在成族的“CGIs”. CGIs常位于一些基因启动子区,如在肿瘤细胞中,由于一些抑癌基因启动子区CGIs的甲基化,导致这些基因不表达. DNA甲基化与疾病 DNA甲基化与环境密切相关。缺少甲基来源或保持甲基化转移酶活性必要营养素（如叶酸和维生素）的饮食，会使基因组范围甲基化水平降低，改变基因表达图谱，激活某些有害基因过表达，引起基因组不稳定性，进而影响表型。衰老作为环境因素的过程，可看到，随着增龄过程，基因组水平的甲基化作用呈衰减状态，但某些与生长分化相关的基因CpG岛甲基化作用呈进行性增长。 DNA甲基化的检测 分两类 特异位点的甲基化检测 甲基化特异性PCR(MS-PCR) 亚硫酸氢盐处理 + 测序 限制性内切酶分析(COBRA)