蔡丽希《生物化学》精品课件 第18章 基因表达调控.pptVIP

PutianUniversity 临本12级 14 一、真核生物基因表达调控的特点 1、多层次： 染色质水平、转录水 平、转录后加工、翻 译水平、翻译后加工。 2、正性调节占主导 3、转录与翻译 间隔进行。 二、染色质水平的调控 真核生物基因组DNA与组蛋白结合形成核小体，核小体再压缩组装形成染色质深藏于细胞核内。所以染色质的形态、结构直接影响基因的表达。体现在以下几方面： (2)、非活性染色质状态：指结构紧密的异染色质， 不具有转录活性。 （1）、活性染色质状态：指结构松散的常染色质， 具有转录活性。易于转录调控因子与顺式作 用元件结合和RNA聚合酶在转录模板上滑动。 （一）染色质结构影响基因转录 活性染色质特点 (1) 结构伸展、蓬松。 (2) 染色质DNA构型发生改变:右旋转变左旋。 (3) 对DNaseⅠ超敏感：研究表明转录活性区对 DNaseⅠ敏感。 (4) 核心组蛋白发生化学修饰:乙酰化修饰，甲基 化,磷酸化修饰。 真核DNA中的胞嘧啶约有5%被甲基化为5-甲基胞嘧啶，而活跃转录的DNA段落中胞嘧啶甲基化程度常较低。这种甲基化最常发生在某些基因5′侧区的CpG序列中，实验表明这段序列甲基化可使其后的基因不能转录，甲基化可能阻碍转录因子与DNA特定部位的结合从而影响转录。 （二）DNA甲基化水平影响转录 缺乏DNA甲基化酶时抑制消失，许多应被抑制的基因(如原病毒基因、原癌基因或其它潜在的有害序列)被转录，影响正常的发育进程。即甲基化抑制转录。 三、转录水平的调控 真核生物RNA聚合酶有三种 (Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ) ，只有RNA聚合酶Ⅱ能转录生成mRNA，以下主要讨论RNA聚合酶Ⅱ的转录调控 。 真核生物基因组中无操纵子结构。转录调控主要是通过顺式作用元件、反式作用因子和RNA聚合酶的相互作用实现的。是通过反式作用因子结合顺式作用元件后影响转录起始复合物的形成。 （一）顺式作用元件 启动子 增强子 沉默子 反应元件 真核生物的順式作用元件根据其在调控序列上的位置和在转录中的功能、作用方式的不同分为： 调控元件 启动子 真核生物Ⅱ类启动子一般包括转录起始点及其上游约100－200bp序列，包含有若干具有独立功能的顺式作用元件，每个元件约长7－30bp。由核心启动子元件（core promoter element）和上游启动子元件（upstream promoter element）组成。 核心元件单独起作用时只能确定转录起始位点和产生基础水平的转录。 核心启动子元件:指RNA聚合酶Ⅱ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～-30bp 处的TATA盒。 TATA盒能指导RNA聚合酶结合到DNA上。是基础转录因子结合位点。决定转录的方向和精确的起始位点。 上游启动元件：位于核心启动子上游，主要包括CAAT框，GC框，这些元件与相应的蛋白因子结合能改变转录的频率。 CAAT框位于上游-75bp左右，是转录因子CTF/NF1的结合位点。主要控制转录起始的频率。 GC框位于上游-90bp左右，是转录因子sp1的结合位点。 增强子(enhancer) 增强子:指远离转录起始点、决定基因的时间、空间特异性、增强启动子转录活性的DNA序列。 结构特点： 由多个独立的特异序列组成．多数为重复序列，内部由８－１2bp组成的核心元件. * Regulation of Gene Expression 基因表达调控 第 18 章 Basic Conceptions and Characters of Gene Expression and it’s Regulation 第一节基因表达与基因表达调控的基本概念与特点 一、基因表达的概念 基因表达（gene expression）：指基因经过转 录和翻译，产生具有特异生物学功能的蛋白质 产物或转录后直接产生其RNA产物。(如tRNA， rRNA)的过程。 基因表达是受调控的。 基因表达调控( control of gene expression )： 指位于基因组内的基因根据机体的不同发育阶段、不同的组织细胞及不同的功能状态，选择性、程序性地表达特定数量的特定基因（可调节基因）的过程。 二、基因表达的特点 （一） 时间特异性(temporal specificity)：与细胞或个体的特定分化、发育阶段相适应，即某一特定基因的表达严格按照特定的时间顺序发生。又称阶段特异性(stage specificity) 。 （二）空间特异性(spatial specificity) ：由细胞在各组织器官的分布差异所决定，即某种