第八章基因的表达与调控2014.pptVIP

启动子结构（真核生物）： ☆ TATA盒(TATA box)：RNA聚合酶Ⅱ识别并结合位点；具有方向性 ☆ CAAT盒(CAAT box)：转录起始起重要作用； ☆ GC盒(GC box)：增强子作用。 1.） 启动子和转录因子： 启动子(promoter)：转录因子和RNA聚合酶的结合位点，位于基因上游某一固定位置，紧接转录起始点，是基因一个组成部分。 转录因子(transcription factor，TF) ：激活真核生物基因转录的一系列蛋白质。 基因的表达与调控 原核生物RNA转录起始与真核生物的差别 原核生物RNA聚合酶全酶（holoenzyme）的组成α2ββ′σ，Sigma因子与RNA转录的起始有关，与链的延伸没有关系，一旦转录开始，σ因子就被释放，而链的延伸则由四聚体核心酶（core enzyme）催化。原核生物中RNA聚合酶可以直接起始转录合成RNA。 真核生物RNA聚合酶较多，有三种分别为RNA聚合酶Ⅰ、RNA聚合酶Ⅱ和RNA聚合酶Ⅲ，分别催化不同类型的RNA合成，三种RNA聚合酶都是有10个以上的亚基组成的复合酶。 基因的表达与调控 RNA聚合酶Ⅲ：催化合成tRNA和小核RNA的合成。 而此三种RNA聚合酶都必在蛋白质转录因子的协助下才能进行RNA的转录 RNA聚合酶Ⅰ：存于细胞核内，催化合成除5S rRNA以外的所有r RNA的合成。 RNA聚合酶Ⅱ：催化合成mRNA前体，即不均一核RNA(hn RNA)的合成。 真核生物RNA聚合酶： 转录强化子的存在，使基因转录只有在适宜转录因子存在时进行，并能对细胞内外的信号作出反应，可以满足细胞分化的需要。 2.)强化子(转录增强子，transcriptional enhancer) 强化子：是真核生物基因转录中另一种顺式调控元件，常位于启动子上游700－1000bp处，离转录起始点较远，但也可以位于基因序列中的其它位置，无方向性。可提高转录效率。 ①. 与转录激活子结合，改变染色质构型；②. 使DNA弯曲形成环状结构，使强化子与启动子直接接触，使转录因子、转录激活子和RNA聚合酶一起形成转录复合体，利于转录反应，提高转录效率。 强化子的功能： 如：人血红蛋白基因，控制胎儿γ链和成人β链两基因共用同一个强化子，强化子与不同的启动子结合导致不同的基因表达。 ③. 转录强化子可提高不同的启动子的转录效率，同一时间里，一个强化子只与一个启动子起作用，具体作用取决于启动子与强化子竞争性互作。这就成为p1或p2基因表达的一个开关机制。 正激活子包括：　真激活子：与转录复合体接触激活转录；　抗阻遏物激活子：改变染色质结构（染色质重建)，以便于其它转录因子结合提高转录效率。 负激活子：抑制转录的因子。 3. 激活子： 激活子(transcription activator):是一种与强化子结合的蛋白质，属于一种转录因子。 DNA结合域的三维构型(motif)：①α-螺旋－转角－α-螺旋(helix-turn-helix HTH)②锌指(zinc finger)③碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper bZIP) ⑴.真激活子 两个功能域： ①.与强化子结合的DNA结合区域 (DNA-binding domain)； ②.转录复合体中的蛋白质互作的反式调控激活区域(trans-activating domain)。 许多控制真核生物发育的基因都具有HTH构型，真核生物所具有的同型异位盒(homeobox)中的同型异位区域(homeodomain)就形成HTH构型。 ①α-螺旋－转角－α-螺旋(helix-turn-helix HTH) 不能单独折叠或与DNA结合，只是DNA结合蛋白的一部分，构型以外的氨基酸在控制识别和结合DNA具有重要的作用； 器官形态与正常相同，但生长的位置却完全不同。如多指、双头、多翅、多花瓣等。果蝇的触角脚突变，能够使果蝇头上触角部位长出脚来。这种脚与正常的脚形态相同，但生长的位置却完全不同。 【同形异位现象】 【同形异位基因】 同形异位基因编码一组转录因子，通过调控其他重要的形态及器官结构基因的表达，来控制生物发育及器官的形成。这些转录因子中的保守序列形成一定的空间结构，与特异的DNA序列。其羧基端的长约60个氨基酸的保守序列称为同形异位框，可形成HTH构型。 　锌指区域：由二个Cys簇及二个His簇组成；保守序列 Cys-N2-4-Cys-N12-14-His-N3-His；Cys 和His残基与锌离子形成配位键，使氨基酸折叠成环，形似手指构型。　锌指蛋白：具有2－13个手指，可与 DNA大沟结合并环绕DNA分子，并与大沟内特异DNA碱基互作(尤其是G ≡ C富含区)。 ② 锌指构型蛋白：是一种参