第十三章 基因调控PPT.ppt

交配型转换的遗传基础： 　　控制交配型的 MAT基因位于第3染色体上，MATa基因表现为 a交配型，MAT?基因 表现为?交配型；两 基因互为等位基因； 　　在MAT基因两端 有同源序列HML?和 HMRa，由于两基因 上游存在沉默子，故 不表达，但可分别与 MAT?、MATa基因序 列相同。 ⑵. 动物抗体基因重排： 　　哺乳动物一般可产生108个抗体分子，比整个基因组基因数 目还多（人类为105 个基因），人类的抗体基因约有 300个，为 什么？ 　　抗体分子结构： 　　重链H：440个氨基酸； 　　轻链L：220个氨基酸； 　　　N　端：110个氨基酸。 　　重链和轻链： 　　由变异区V和非变异区 C组成；均由二硫键连接。 抗体基因的结构： 重链包括4个片段：（人类第14号染色体上） 　　86个重链变异区段（VH）；30个多样区片段（D）；9个连接区片段（J）；11个恒定区片段（C）； 轻链有3个片段：（第2号和第22号染色体上） 　　 轻链变异区（VL）；连接区（J）；恒定区（C）。 　　所有的抗体并不是由一个完整的基因来编码，而是由不同 的基因片段经重排连接而成的。 　　随着B淋巴细胞发育，基因组中抗体基因在DNA水平发生 重排，形成编码抗体的完整基因，一个淋巴细胞只有一种组合 的抗体基因。 　　由于抗体基因 重排中各个片段间 的随机组合，因此 300个抗体基因产生 108 个抗体。 图：限制性内切酶 MspI 可以切所有的 CCGG 序列，但是当第二个C被甲基化后就不能切开,但是HpaII 仅仅能切开非甲基化的 CCGG 序列。这两个限制性内切酶称为同切点酶。 4、DNA甲基化 MspI HpaII 5`---mCPG---3` 3`---GPCm---5` 5`---CPG---3` 3`---GPCm---5` 半甲基化 二、转录水平的调控 顺式作用元件 反式作用因子 1、顺式作用元件（cis-acting element ） DNA分子中对基因表达有调控作用的一段序列，其作用仅影响与其自身处于同一个DNA分子上的基因。 非编码序列 分：启动子（promoter）、增强子（enhancer）、沉默子（silencer ） 启动子结构（真核生物）： 　　TATA盒（TATA box）：RNA酶识别并结合位点； 　　CAAT盒（CAAT box）：转录起始起重要作用； 　　GC盒（GC box）：增强子作用。 增强子（enhancer）：远离转录起始点（1~30kb），增强启动子转录活性DNA序列，与方向、距离无关 沉默子（silencer）：类似增强子但起负性调节元件，起阻遏作用 2、反式作用因子(trans-acting factor) 概念：指能直接或间接识别或结合诸顺式作用元件8-12bp的核心序列，从而调控靶基因转录效率的结合蛋白，它可以调控一对同源染色体中任何一条中的靶基因。 反式作用因子特点 三个功能结构域：DNA识别或识别结合结构域；激活基因转录的功能结构域；结合其他因子或调控蛋白的调节结构域 能识别并结合顺式作用元件 正调控与负调控 反式作用因子结构域的模式 DNA结合域(DNA- banding domain) 锌指结构(zinc finger motif) 同源结构域(homodomain,HD)：螺旋-回折-螺旋(helix-turn-helix) 亮氨酸拉链结构 (leucine zipper) 螺旋-环-螺旋(helix-loop-helix,HLH) 碱性α螺旋(alkaline α-helix) 　　不能单独折叠或与 DNA 结合，只是 DNA 结合蛋白的一部分，构 型以外的氨基酸在控制 和识别DNA具有重要的 作用； 　　许多控制真核生物 发育的基因都具有HTH 构型，几乎所有真核生 物所具有的同型异位盒 （homeobox）。 ? -　螺旋　-　转角　- ? -　螺旋（HTH）： 　　锌指结构：基因调控的转录因子存在于致癌基因、果蝇控制发育的基因、受生长因子和分化信号诱导合成的蛋白质序列中； 　　锌指区域：由二个Cys簇及二个His簇组成；保守序列 Cys- N2-4-Cys-N12-14-His-N3-His； 　　锌指蛋白： 2~13个手指，各由23 氨基酸组成，并由7~ 8个氨基酸连接；与 DNA大沟结合并环绕 DNA分子，大沟与特 异DNA碱基互作。 碱性亮氨酸拉链（bZIP）： 　　可形成蛋白质－蛋白质二聚体的亮氨酸拉链（leucine zipper，LP）；具有35个氨基酸残基，其中有4个亮氨酸，每隔7个氨基酸出现一次，形成α-螺旋时，每两圈伸出一个亮氨酸，由亮氨酸残基间的疏水作用力形成一条拉链，产生蛋白质二聚体； 　　碱性α-螺旋与DNA磷酸残基和碱