5表达调控.ppt

(Gene Expression and Its Regulation );第一节 概述 (Introduction);二、基因表达的特点：;三、基因表达的方式：;（二）诱导和阻遏表达 诱导（induction）--可诱导基因在特定环境信号刺激下表达增强的过程。 DNA损伤 →修复酶基因激活 乳糖 → 利用乳糖的三种酶表达 阻遏（repression）--可阻遏基因表达产物水平降低的过程 色氨酸 —色氨酸合成酶系;四、基因表达调控的生物学意义 适应环境、维持生长和增殖 维持个体发育与分化 五、基因表达调控的环节： 基因活化、转录、转录后加工、翻译、翻译后加工;一、真核基因组结构特点;（二）单顺反子;二、真核基因表达调控特点;2. DNA拓扑结构变化;4. 组蛋白变化;三、真核基因表达调控方式;（一）DNA水平的调控;;（二）转录水平的调控;1. 影响自身基因表达活性的DNA序列 2. 非编码序列 3. 分启动子、增强子、沉默子 ;顺式作用元件;启动子： 是指RNA聚合酶结合并起动转录的DNA序列 核心启动子元件(core promoter element) ，TATA盒，-25bp 上游启动子元件(upstream promotor elements,UPE)，CAAT 盒，-75bp；GC序列等 ;;特点;2. 增强子： 远离转录起始点（1~30kb），增强启动子转录活性DNA序列，与方向、距离无关 ①增强子提高同一条DNA链上基因转录效率，可以远距离起作用（无距离性）。 ②增强子的作用与其序列的正反方向无关，将增强子方向倒置依然能起作用 （无方向性）。 ③增强子要有启动子才能发挥作用，没有启动子存在，增强子不能表现活性。　　 ④增强子必须与特定的蛋白质因子结合后才能发挥增强转录的作用。增强子一般具有组织或细胞特异性。 ;;3. 沉默子：负性调节元件，起阻遏作用 沉寂子的作用可不受序列方向的影响，也能远距离发挥作用，并可对异源基因的表达起作用。 ;（二）反式作用因子(trans-acting factor);polⅡ;2. 转录调节因子结构;锌指（zine finger）结构：由两个半胱氨酸（Cys）和两个组氨酸（His）残基通过位于中心的锌离子结合成一个稳定的指状结构，表面暴露的碱基及其极性氨基酸与DNA结合有关。一个蛋白分子有2-9个锌指重复单位，由指部碱基或极性氨基酸（赖氨酸Lys、精氨酸Arg）结合于DNA双螺旋的深沟内。结构域为以锌辅基螯和形成的环状结构作为活性结构域。;亮氨酸拉链;亮氨酸拉链(leucine zipper);螺旋-转角-螺旋（HTH）;螺旋-环-螺旋; DBP中有一段与调控转录活性功能有关的结构区域，一般由20-100个氨基酸残基组成。 ①酸性α-螺旋结构域：此结构域含有较多的带负电荷，并能形成亲脂性α-螺旋区域。 GAL4、GCN4、糖皮质激素受体和AP-1/Jun等含有这种结构域。 ②富含谷氨酰胺结构域：在结构域中含有25%谷氨酰胺。 OCT-1、OCT-2、Jun、AP2和SRF含有这种结构域。 ③富含脯氨酸结构区域：在此结构中有富含脯氨酸结构区域，约含有20-30%脯氨酸。 CTF家族的C末端含有这种结构域。;3) 反式因子的作用特点: 能识别并结合顺式作用元件 ①一种反式作用因子与多种DNA元件作用,发挥不同的调控功能。 ②一种元件与多种蛋白相互作用，少数直接结合，多数为反式因子之间相互作用再与DNA结合。 ③都是通过构象的细微变化来实现的。 ④反式因子的构象具有很大的可变性和可塑性，可通过不同的组合程序来发挥多种调控效应。;2.反式作用因子的作用机制 （1）磷酸化活化： c-Jun、 NF-Kb、CREB等 （2）二聚体形式 ：AP-1 ( c-Jun/c-Jun、c-Jun/c-FOS) （3） 平台作用： SRF 与SRE元件结合后，可募集 其它转录因子, 参与调控，且具有组织特异性。 （4）亚型：转录因子具有不同的亚型存在，其功能也 有差别，如STAT家族包括STAT1、 STAT2、 　　STAT3、STAT4、STAT5a、STAT5b和 STAT6七种。 　　其结构具有很高的同源性，每个成员各具有特殊的功能。 　　 ;TRE：TPA response element;;反式作用因子的作用方式 成环、扭曲、滑动、Oozing等 反式作用因子的组合式调控作用 (conbinatorial gene regulation) 使有限的反式作用因子可以调控不同基因的表达;;组合式调控作用;Gs;