第八章 真核基因表达调控4-6.pptVIP

第八章 真核基因的表达调控 Regulation of Eukaryotic Gene Expression 第一节 基本概念及原理 二、基因表达的时空性 （一）时间特异性 按功能需要，某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生，称之为基因表达的时间特异性(temporal specificity)。 多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶 段特异性(stage specificity)。 例如人体发育过程中不同类型β-珠蛋白的含量变化 （二）空间特异性 基因表达伴随时间顺序所表现出的这种分布差异，实际上是由细胞在器官的分布决定的，所以空间特异性又称细胞或组织特异性(cell or tissue specificity)。 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)。 三、基因表达的方式 按对刺激的反应性，基因表达的方式分为： （一）组成性表达(constitutive expression) 某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持 续表达，通常被称为管家基因(housekeeping gene)。 这类基因表达又称为组成性基因表达(constitutive gene expression)。 rRNA, actin, tubulin are commonly used as loading control in RT-PCR or Northern blot （二）诱导和阻遏表达 在特定环境信号刺激下，相应的基因被激活，基因表达产物增加，这种基因称为可诱导基因 (inducible genes)。 如果基因对环境信号应答是被抑制，这种基因是可阻遏基因(repressible genes)。 Regulation of gene expression 五、真核基因表达调控的特点 六、真核基因表达调控的生物学意义 维持细胞增殖、分化 维持个体生长、发育 适应环境变化 （三）真核基因的调节蛋白 1. 反式作用因子(trans-acting factor) 能直接或间接与顺式作用元件相互作用，进而调控基因转录的一类调节蛋白，统称为反式作用因子。 2.按其功能不同，常有以下三类： 基本转录因子:识别promoter元件 转录调节因子:识别enhancer或silencer 共调节因子：不能进行DNA-蛋白质相互作用 （1） 基本转录因子 (general transcription factor, GTF) 是指能够直接或间接与启动子核心序列TATA盒特异结合、启动转录的一类调节蛋白。 亮氨酸拉链(leucine zipper) 螺旋-环-螺旋 RNA干涉（扰）与反义RNA RNA干扰（RNA interference，RNAi）是指短的双链RNA能降解内源的同源mRNA，使相应基因表达沉默的一种现象。是原核和真核生物广泛存在基因表达调控机制。 反义RNA（antisense RNA）是指与靶mRNA互补的RNA，可以影响靶基因mRNA剪切、翻译和促进靶RNA的降解，从而抑制目的基因的表达。广泛存在于原核生物中，真核生物中也有。可人工构建成反义DNA载体转化细胞，通过在细胞内表达反义RNA来调控相应基因的表达。 翻译起始因子(eIF2)的调控 思考题 1）真核生物与原核生物调控的差异 2）真核生物调控的层次及环节 3）DNA甲基化与真核生物DNA水平调控的关系 4）真核生物转录调控的方式 5）调控蛋白与DNA的结合方式 6）总结真核生物基因调控的特点 1、真核生物与原核生物的调控差异 2.1、真核生物调控的多层次性 2.2、真核基因表达调控的环节 DNA水平:基因数量,结构 转录水平:顺式作用元件与反式作用因子 转录后水平:mRNA的加工成熟 翻译水平:起始复合物及mRNA稳定性 翻译后水平:蛋白质加工修饰 (3) RNA干涉和RNA基因大家族 RNA干涉：1995年康奈尔大学Su Guo发现，给线虫注射正义RNA会特异性地抑制该基因的表达，称为RNA干涉，机制是：形成的双链RNA被酶切为21-25bp的小分子，它们 ① 指导降解同源单链mRNA；② 引导同源DNA甲基化； RNA基因大家族的分类： RNA 非编码RNA 转录RNA rRNA tRNA 编码RNA mRNA RNA 小的干涉 RNA 微小 RNA 核仁 RNA 核小 RNA 五、翻译水平的调控 5’端UTR(非翻译区）结构与翻译起始的调节 5‘帽子结构的甲基化：1）保护mRNA免遭5’外切酶的降解。2）为mRNA的从核中输出提供转运信号。3）提高翻译模板的稳定性和翻译效率。 翻译起始因子的调控： eIF-2-4F的磷酸化能提高翻译速