第十章 - 人类基因表达-1.ppt

人类分子遗传学课件;Chapter 10 Human gene Expression;本章内容提示; 时间特异性;空间特异性 在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现，称之为基因表达的空间特异性(spatial specificity)。;（二）转录后调控;（三）表观遗传机制;蛋白因子与核酸特定序列的结合是广泛存在的，涉及到转录起始、RNA加工、翻译、RNA转运等任何水平。 特定的核酸序列可以是基因附近或内部、前体mRNA、成熟mRNA的UTR或内部特定序列。;蛋白因子由远程基因编码，远距离发生作用，称为反式作用因子。 包括：转录因子、RNA聚合酶、调控蛋白等。;通过DNA-蛋白质结合的调控 转录起始水平是重要的基因表达调控点，转录因子与基因内或邻近区域的特定DNA调节序列结合后，RNA聚合酶开始转录基因。; 转录因子分类;（2）特异转录因子;通过RNA-蛋白质结合的调控 一些mRNA的UTR序列与特定蛋白因子结??，影响其翻译水平，另外前体mRNA的选择性剪接也涉及蛋白因子与RNA之间的作用。;一、组蛋白修饰和染色质重构; 组蛋白修饰 组蛋白化学修饰发生在组蛋白N端尾部，尤其是组蛋白H3和H4的修饰起始了染色质结构的变化。组蛋白尾部由20个氨基酸组成，并且从DNA转弯处的核小体间延伸出来。; 组蛋白修饰的类型;位点： 通常发生在蛋白质的赖氨酸(K)上； 可逆的生化反应： 乙酰化和去乙酰化 分子效应： 中和赖氨酸上的正电荷，增加组蛋白与DNA的排斥力，使DNA结构变得疏松，从而导致基因的转录活化。 生物学功能： A. 基因转录活化；B. DNA损伤修复;(2)组蛋白的甲基化;(3)组蛋白的磷酸化;组蛋白H3和H4的修饰;组蛋白乙酰基化在转录调控中作用的模型 转录因子（如糖皮质激素受体，GR）与DNA结合并捕获辅激活子（CBP）；CBP具有组蛋白乙酰基转移酶活性。 ①表示一段阻遏状态的染色体区域，其DNA与去乙酰基组蛋白结合； ②糖皮质激素受体（GR）和糖皮质激素应答元件（GRE）结合，辅激活物CBP同GR结合，处于TATA盒的上游和下游的核心组蛋白被乙酰基化； ③被乙酰基化的组蛋白与DNA分离； ④TFIID与DNA的开放区结合。TAFII250是TFIID的一个亚基,具有组蛋白乙酰基转移酶活性;同时,CBP和TAFII250又解离相邻的核小体,以便容许转录起始； ⑤在启动子区剩下的核小体也被乙酰基化，RNA聚合酶与启动子结合，转录开始。; 核小体的结构和基因转录;通过核小体核心结构的转录的模型 第一步：RNA聚合酶使核小体不稳定，撤掉2个（H2A-H2B）,形成H3-H4四聚体复合物； 第二步：组蛋白核心的另一半（H3-H4四聚体）被移开并转到聚合酶后面自由DNA上； 第三步：2个H2A-H2B二聚体重新结合到DNA上，又形成一个完整的核小体核心结构。 ; 按功能状态的不同可将染色质分为活性染色质和非活性染色质，所谓活性染色质是指具有转录活性的染色质；非活性染色质是指没有转录活性的染色质。 活性染色质由于核小体构型发生构象的改变，往往具有疏松的染色质结构从而便于转录调控因子与顺式调控元件结合和RNA聚合酶在转录模板上滑动。;真核细胞中基因转录的模板是染色质而不是裸露的DNA，因此染色质呈疏松或紧密结构，即是否处于活化状态是决定RNA聚合酶能否有效行使转录功能的关键。;活性染色质的主要特点; DNaseI超敏感位点 每个活跃表达的基因都有一个或几个超敏感位点，大部分位于基因5′端启动子区域。; 核基质结合区（ matrix attachment region ，MAR） MAR一般位于DNA放射环或活性转录基因的两端。在外源基因两端接上MAR，可增加基因表达水平10倍以上，说明MAR在基因表达调控中有作用。;; 基因座控制区（locus control region,LCR） 染色体DNA上一种顺式作用元件，具有稳定染色质疏松结构的功能； 作用：与多种反式因子的结合序列可保证DNA转录时与启动子结合的因子仍保持在原位。;LCR(locus control region)5’端调控位点，起初级调控作用，它即是一簇超敏感位点。;真核生物有3类RNA聚合酶，负责转录3类不同的启动子，分别为：Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类。 ;人类45S rRNA转录本的剪切;Ⅰ类启动子; RNA polⅠ转录体系的控制 　　人rRNA前体基因的启动子的两个元件：核心元件与上游控制元件 　　RNA polⅠ的两种转录因子：上游结合因子１与选择性因子１ 　;由RNA聚合酶Ⅰ起始的转录;Ⅲ类启动子;　　RNA pol