第八章：真核基因表达调控课件1.pptVIP

第八章 真核生物基因表达调控 一、转录前调控 1、DNA水平的调控—是发育调控的一种形式 包括：基因丢失、扩增、重排和移位等方式。 基因丢失：在细胞分化时，消除某个基因活性的方式之一就是从细胞中除去那个基因。目前认为这种调节方式主要是在较低等的真核生物中，如马蛔虫。 2、X染色体失活 ? 哺乳类动物细胞中两条X染色体之一在发育早期随机失活，以确保其与只有一条X染色体的雄性个体内X染色体基因的剂量相同。 二、转录调控 1、顺式作用元件 (cis-acting elements) 主要是起正性调控作用的元件，包括启动子、增强子；沉寂子（弱化子）。 哺乳类RNA聚合酶Ⅱ启动子中常见的元件 真核与原核生物启动子的比较 原核生物 TTGACA --- TATAAT------起始位点 -35 -10 真核生物 增强子---GC ---CAAT----TATAA—5mGpp—起始位点 -110 -70 -25 启动子中的元件可以分为两种： ① 核心启动子元件(core promoter element ,CPE)　 指RNA聚合酶起始转录所必需的最小的DNA序列，包括转录起始点及其上游－25处的TATA盒。 ②上游启动子元件(upstream promoter element ,UPE)或称上游激活序列（upstream activating sequence,UAS) 包括通常位于－70bp附近的CAAT盒和GC盒、以及距转录起始点更远的上游元件。 2、反式作用因子(trans- acting factors) 以反式作用影响转录的因子(transcription factors, TF)，RNA聚合酶是一种反式作用因子，及其他协助转录的因子包括： RNA聚合酶Ⅱ的基本转录因子 3、与DNA结合常见的蛋白质功能域 螺旋-转角-螺旋(helix turn helix, HTH) 螺旋-环-螺旋(helix loop helix, HLH)　 锌指（zinc finger） 碱性-亮氨酸拉链（basic leucine zipper，bZIP） 同源域（ Homeodomain） 4、转录活化结构域 带有负电荷的螺旋结构 富含谷氨酰胺的结构 富含脯氨酸的结构 三、转录后调控 1、RNA加工成熟 无论是rRNA、tRNA、mRNA，转录后都必须经过加工，才能成为有功能的分子。 2、转录后加工的多样性 （1）简单转录单位 编码产生一个多肽，转录后加工有3种形式。 基因没有内含子，转录后无需加工，也没poly(A), 如组蛋白基因。 没有内含子，无需剪切，但需要加poly(A)尾，如α-干扰素基因。 有内含子，需要加工，及加poly(A)尾。 （2）复杂转录单位 转录产物可通过不同的方式加工成两个或两个以上的mRNA。 利用多个剪接位点产生不同的蛋白质。 有一个起始位点，但有多个加poly(A)位点，不同的剪接方式可得到不同的蛋白质。 四、翻译调控 1、蛋白质合成的起始--扫描模式 40S核糖体首先与mRNA 5 端处结合，向 3 端滑行，遇到AUG起始密码时，与60S结合形成80S起始复合物－－扫描模式。 但只有当AUG处于合适的前后序列时才能如此。即A/GNNAUGG，决定了40S是否与60S结合，起始翻译蛋白质。 2、mRNA帽子结构的识别 帽子结合蛋白（cap binding protein,CBP) 能专一识别帽子结构的蛋白，具有促进有帽子mRNA的蛋白质合成的活性。 mRNA 5 端先导序列 由帽子到起始密码之间的核苷酸序列是不编码蛋白质的，称为先导序列， 742个核苷酸左右，太短影响起始的精确性，但其长度对翻译效率影响不大。 3. mRNA稳定性控制 真核生物能否长时间、及时地利用mRNA翻译出蛋白质以供生长、发育的需要，是和mRNA的稳定性以及屏蔽状态的解除相关的。 原核生物mRNA的半衰期很短，平均大约3min。真核生物mRNA的半衰期平均3h，有的长达数天。 4. 蛋白质因子的修饰与翻译起始调控 许多可溶性蛋白因子，即起始因子，对蛋白质合成的起始有重要作用，对这些因子的修饰也会影响翻译起始。 五、翻译后调控 多肽的切割：切去前端的信号肽 多肽的有限水解：酶原水解 多肽的化学修饰：磷酸化、糖基化 多肽的剪接：剪接成数个片段，再以一定的