药学分子生物学（吕昌莲）fuxike 3-3.pptVIP

第三节 转录调控 （一）原核生物转录的特点 1. σ因子的特异性识别 2.操纵子学说的普遍性 3.负性调节占主导 一、原核生物转录调控 调控区 调节序列 启动序列 操纵序列 结构基因 Z： β-半乳糖苷酶 Y： 透酶 A：乙酰基转移酶 Z Y A O P DNA （二）原核生物转录起始调控 乳糖操纵子 (lac operon)为例 mRNA 阻遏蛋白 I DNA Z Y A O P pol 没有乳糖存在时 阻遏基因 1、阻遏蛋白的负调控 mRNA 阻遏蛋白 有乳糖存在时 I DNA Z Y A O P pol 启动转录 mRNA 乳糖 半乳糖 β-半乳糖苷酶 阻遏蛋白的负调控 阻遏 负调控:调控蛋白+DNA序列 基因的表达 (相应蛋白质降低) + + + + 转录 无葡萄糖，cAMP浓度高时 有葡萄糖，cAMP浓度低时 2、分解代谢基因激活蛋白（CAP）的正调控 Z Y A O P DNA CAP CAP CAP CAP CAP CAP CAP CAP CAP 促进 正调控:调控蛋白+DNA序列 基因的表达 (相应蛋白质增加) 3、协调调节 当阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用。 葡萄糖低 cAMP浓度高 葡萄糖高cAMP浓度低 O O 单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源。 mRNA RNA-pol O 若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在时，细菌首先利用葡萄糖。无CAP存在，即使没有阻遏蛋白与操纵序列结合，操纵子仍无转录活性。 O mRNA 低半乳糖时 高半乳糖时 葡萄糖低 cAMP浓度高 葡萄糖高cAMP浓度低 RNA-pol O O O O （三）原核生物转录终止调控 1. 依赖ρ因子的转录终止 2. 不依赖ρ因子的转录终止 3. 衰减子介导转录终止 （色氨酸操纵子为例） （1） 色氨酸操纵子的阻遏调节系统 （2）色氨酸操纵子的衰减子调节系统 (a) 色氨酸浓度低于临界水平 (a) 色氨酸处于临界浓度 二、真核生物转录调控 1. 有多种RNA聚合酶 2. 染色质结构发生明显变化 3. 正性调节占主导 （二）真核生物转录前调控 DNA拓扑结构变化、 对核酸酶（DNase I)敏感 1. 染色体结构对转录的影响活性染色质 2. DNA的修饰 2. DNA的修饰 乙酰化修饰 组蛋白H2A、 H2B、H3、H4 乙酰化位点：赖氨酸残基 作用：降低核小体的稳定性 磷酸化修饰 组蛋白H1 作用：降低与DNA的亲和力 DNA的甲基化和去甲基化 真核DNA约有5%的胞嘧啶被甲基化 甲基化与基因表达程度呈反比 CH3 5’mCpG 3’ N 5-氮胞苷 1.顺式作用元件(cis-acting element) （三）转录水平调控 B A DNA 编码序列 转录起始点 启动子 真核基因启动子是RNA聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件，至少包括一个转录起始点以及一个以上的功能组件。 TATA盒 GC盒 CAAT盒 增强子(enhancer) 增强启动子转录活性的DNA序列。 1. 远距离调节 2. 无方向性 3. 对同源、异源基因都有效 4. 位置不特异性 5. 组织细胞特异性 特点 沉默子(silencer) 某些基因的负性调节元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。 2. 反式作用因子(trans-acting factor) 转录调节因子分类（按功能特性） 基本转录因子(general transcription factors) 是RNA聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白因子，决定三种RNA(mRNA、tRNA及rRNA)转录的类别。 转录因子结构 DNA结合域 转录激活域 TF 转录因子常见DNA结合域 1.α螺旋-β转角-α螺旋 2.锌指结构 3.碱性亮氨酸拉链 4.螺旋-环-螺旋 转录因子结构 DNA结合域 转录激活域 TF 谷氨酰胺富含域 酸性激活域 脯氨酸富含域 * * * *