第六章 基因表达调控(二)PPT.pptxVIP

人工基因组的设计与合成李炳志bzli@2013-03中心法则复制转录蛋白质复制DNARNA翻译逆转录温故 知新Lac 操纵子Trp 操纵子第六章 基因表达调控(二)李炳志bzli@2013-03第六章 基因表达调控基本概念原核表达调控真核表达调控真核生物基因组结构特点（1）基因组大，基因多，存在大量重复序列，大部分与组蛋白和非组蛋白结合在一起；（2）基因主要以单顺反子形式存在；（3）多数基因是断裂的；（4）存在基因家族；（5）基因表达的调控位点多，位置多样化；（6）部分基因组序列存在重排、扩增、丢失等规律性变化。真核基因表达调控的层次DNADNA水平调节真核生物基因表达调控的层次1、DNA水平调节2、 转录水平调节3、转录后水平的调节4、翻译水平调节5、翻译后加工的调节转录水平调节转录初产物RNA转录后水平的调节核细胞质mRNAmRNA降解的调节翻译调节蛋白质前体mRNA降解物翻译后加工的调节活性蛋白质 真核生物DNA水平上的基因表达调控基因丢失●基因扩增●基因重排●DNA甲基化状态●染色体结构●基因丢失：在细胞分化过程中，可以通过丢失掉某些基因而去除这些基因的活性。某些原生动物、线虫、昆虫和甲壳类动物在个体发育中，许多体细胞常常丢失掉整条或部分的染色体，只有将来分化产生生殖细胞的那些细胞一直保留着整套的染色体。目前，在高等真核生物（包括动物、植物）中尚未发现类似的基因丢失现象。细胞全能性：在多细胞生物中每个体细胞的细胞核具有个体发育的全部基因，只要条件许可，都可发育成完整的个体。 出生日期：1996年7月5日 　出生地点：/view/3565.htm英国爱丁堡市/view/3867457.htm罗斯林研究所 　死亡日期：2003年2月14日 　死亡原因：被确诊患进行性肺病后处以安乐死 　创造者：/view/1797104.htm伊恩/view/1797104.htm·/view/1797104.htm维尔穆特及其领导的小组 　基因父亲：无 　基因母亲：一只芬兰/view/1854961.htm多塞特白面绵羊 　线粒体母亲：一只/view/36470.htm苏格兰黑脸羊 　生育母亲：另一只苏格兰黑脸羊 　子女：生育6名，存活5名基因扩增：基因扩增是指某些基因的拷贝数专一性增大的现象，它使得细胞在短期内产生大量的基因产物以满足生长发育的需要，是基因活性调控的一种方式。如果蝇的不切离多次复制导致的基因扩增现象。发育或系统发生中的倍性增加在植物中普遍存在基因组拷贝数增加，即多倍性，在植物中是非常普遍的现象。基因组拷贝数增加使可供遗传重组的物质增多，这可能构成了加速基因进化、基因组重组和最终物种形成的一种方式。多倍体的DNA含量与组织的成熟程度成正比。对于一给定的物种，C是单倍体基因组中的DNA质量。基因重排：将一个基因从远离启动子的地方移到距它很近的位点从而启动转录，这种方式被称为基因重排。通过基因重排调节基因活性的典型例子是免疫球蛋白结构基因的表达。DNA的甲基化状态：甲基化酶:1、维持性甲基化酶(日常型甲基化酶)： 在DNA复制时, 可识别新合成的半甲基化双链,并将甲基加到新链的非甲基化胞嘧啶上;2、从头合成型甲基化酶： 不需要甲基化的DNA 模板作指导,可以直接使非甲基化的DNA 甲基化 原核细胞的DNA甲基化1、限制修饰系统的甲基化（1）限制外源DNA： 限制性内切酶切断外源DNA（保护机制）（2）保护自身DNA： 通过内切酶识别位点特定碱基的甲基化保护自身DNA2、Dam甲基化（1）DNA腺嘌呤甲基化酶：识别序列GATC（2）作用： a、错配修复：识别母链，修正子链 b、转录调节：如抑制转座酶基因的转录， 抑制转座真核细胞DNA 甲基化1、甲基化部位： 胞嘧啶（C）5-甲基胞嘧啶（5-mC）（1）脊椎动物：5’-CG-3’ （2）植物（两种基序）： 5’-CG-3’， 5’-CNG-3’（3）CpG岛：富含CpG的一段DNA，一般位于基因启动子附近特点： a、1~2kb； b、位于基因5’端； c、富含CpG二核苷酸基序在真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出现在CpG序列、CpXpG、CCA/TGG和GATC中 CpG二核苷酸通常成串出现在DNA上，称为CpG岛 2、甲基化的作用：（1）基因表达调控的一种方式（2）抑制外源基因的表达（3）抑制转座子、反转座子的活动3、DNA甲基化与基因表达调控 基因表达与甲基化呈负相关 DNA甲基化转录抑制作用机理（1）识别位点中胞嘧啶被甲基化，转录因子不能 与其结合（2）特异性识别甲基化DNA的蛋白（如MeCP1） 竞争性地抑制了转录因子的结合（3）DNA甲基化导致染色质结构和DNA构象的改变4、DNA甲基化与基因组印迹 （1）基因组印迹：来源于父母本的一