医学细胞生物学（李朝军）2015基因的表达与调控（下）.pptVIP

顺反子（cistron）：即结构基因，为决定一条多肽链合成的功能单位；一个基因一种多肽的假说 1957年，西莫尔·本泽尔 单顺反子（monocistron）：真核基因转录产物，一个基因编码一条多肽链或RNA链，每个基因转录有各自调节元件 多顺反子(polycistron）：在原核细胞中，通常是几种不同的mRNA连在一起，相互之间由一段短的不编码蛋白质的间隔序列所隔开；真核生物中也有多顺反子。 作用元件(actingelement) 调控基因表达的序列：启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等。 相对同一染色体或DNA分子而言为“顺式”（cis）；对不同染色体或DNA分子而言为“反式”（trans）。 真核细胞与原核细胞差异 真核细胞与原核细胞在基因转录、翻译及DNA的空间结构方面的差异 ： 单顺反子、多顺反子 结合组蛋白和非组蛋白 转录，不翻译的内含子 有序地DNA片段重排，基因拷贝数增加 调节区相对较大，可改变5’-UTR构型 空间间隔与转运 成熟和剪接过程 基本概念 基因家族（gene family) 真核生物的基因组中有很多来源相同、结构相似、功能相关的基因 如：编码组蛋白、免疫球蛋白和血红蛋白的基因都属于基因家族 同一家族中的成员有时紧密地排列在一起，成为一个基因簇(gene cluster) 。 1.简单多基因家族 简单多基因家族中的基因一般以串联方式前后相连。 2.复杂多基因家族 复杂多基因家族一般由几个相关基因家族构成，基因家族之间由间隔序列隔开，并作为独立的转录单位。 　现已发现存在不同形式的复杂多基因家族。 3.发育调控的复杂多基因家族 每个基因家族中，基因排列的顺序就是它们在发育阶段表达的顺序 真核基因的断裂结构 基因的编码序列在DNA分子上是不连续的，为非编码序列所隔开，其中编码的序列称为外显子，非编码序列称内含子。 外显子与内含子的连接区 高度保守性和特异性碱基序列 内含子的两端序列之间没有广泛的同源性 连接区序列很短，高度保守，是RNA剪接的信号序列 外显子与内含子的可变调控 组成型剪接： 选择性剪接： 假基因 假基因(pseudogene)具有与功能基因相似的序列，但由于有许多突变以致失去了原有的功能，所以假基因是没有功能的基因，常用ψ表示。 一般是启动子出现问题。 真核生物基因表达调控的多层性和复杂性 DNA水平上的表达调控 “开放”型活性染色质；基因扩增；基因重排与变换； DNA甲基化与基因活性的调控 转录水平的表达调控 基因转录与增强子及反式作用因子 蛋白质磷酸化、蛋白质乙酰化、激素与热激蛋白 其它水平上的表达调控 RNA的加工成熟、翻译水平的调控 转录因子 DNA识别结构域 转录活化结构域 锌指基序 （Zinc Finger motif) 蛋白激酶的种类与功能 底物蛋白质被磷酸化的氨基酸残基： 丝氨酸/苏氨酸型 酪氨酸型 组氨酸型 “双重底物特异性蛋白激酶 是否有调节物： 信使依赖性蛋白质激酶 胞内第二信使、调节因子依赖性蛋白激酶及激素 非信使依赖型蛋白激酶。 RNAi and siRNA RNA干扰（RNA interference, RNAi）是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA（double-stranded RNA，dsRNA）诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。 siRNA即为能够以同源互补序列的mRNA为靶目标并将其降解而介导RNA干扰途径的短片断双链RNA分子。 特异性剔除或关闭特定基因的表达，广泛用于探索基因功能和传染性疾病及恶性肿瘤的基因治疗领域。 microRNA 广泛存在于真核生物中的一组短小的、不编码蛋白质的RNA家族 19-25个核苷酸组成的单链RNA（3‘端可有1~2个碱基长度的变化）； 对与其互补的mRNA表达水平具有调节作用；一些偏大的miRNA可能参与了基因组的重组装（27nt）； SiRNA与microRNA 共同点：MiRNA和siRNA都是由22个左右的核苷组成；它们都是Dicer酶的产物；起干扰、调节作用时都会和RISC复合体结合；在转录后和翻译水平干扰以抑制靶标基因的翻译； 可能的两种推论：siRNA是miRNA的补充，miRNA在进化过程中替代了siRNA  SiRNA与microRNA 起源阶段SiRNA：通常是外源的，如病毒感染和人工插入的dsRNA被剪切后产生外源基因进入细胞（注：病毒入侵，或者是自身合成RNA中出现错误，细胞内就会产生双链RNA，来阻止这些异常基因的表达）。MiRNA：是内源性的，是一种非编码的RNA；由miRNA基因表达出最初的pri-miRNA分子。成熟过程SiRNA：直接来源是长链的dsRNA（通常为外源）；经过Dicer酶切割形成双链siRN