真核基因表达调控课件.ppt

真核基因表达调控;基本概念;奢侈基因（luxury gene）：仅在特定细胞内选择表达的基因，决定分化细胞的独特性状。 诱导/阻遏表达：在特定环境信号的刺激下，基因的表达开放或增强 / 关闭或下降的现象。;转录水平的调控;第 一 节 真核基因表达调控的特征 Features of Eukaryotic Gene Regulation;一、顺式作用元件是决定真核基因转录活性的关键因素之一;（一） 启动子是RNA聚合酶结合并启动 基因转录的特异DNA序列;1. 近起始点的TATA盒/起始子及CpG岛 是真核生物启动子的核心序列;有一些编码蛋白质基因的转录可有多个起始点，可产生含不同5?末端的mRNA。; 2. 启动子中的上游元件协助真核基因调节;(二）增强子决定基因的时空特异性表达;增强子距转录起始位点的距离变化很大，从100 nt到50,000nt，甚至更大。但总是作用于最近的启动子。 ;（三）沉默子阻遏基因转录;二、反式作用因子 是真核基因的转录调节蛋白;（一）PolⅡ转录需要通用转录因子和特异 转录因子 ;* 特异转录因子(special transcription factors); 转录调节因子结构;（二）转录因子含有不同的DNA结合域;1. 螺旋-转角-螺旋是常见的DNA结合模体;同源异形结构域;2. 锌指结构是一类含锌的蛋白质结合模体;3. 亮氨酸拉链同时调节DNA结合与蛋白质二聚化;4. 碱性螺旋-环-螺旋结构也可调节DNA结合及蛋白质二聚体化 ;（三）转录因子含有不同的转录激活域;三、正性调节占主导的真核基因表达调控机制更加复杂;第 二 节 真核基因表达的染色质 水平调控 Chromosomal Regulation of Eukaryotic Gene Expression; 基因活化蛋白质改变局部染色质结构;染色质重塑（chromatin remodeling） ;染色质重塑;组蛋白乙酰化 ;作用：使染色质进入转录活性状态乙；还可能促进或防止与其他转录或调节相关蛋白的相互作用。;第 三 节 真核基因表达的转录水平调控 Transcriptional Regulation of Eukaryotic Gene Expression;基因转录激活调节基本要素:; 真核细胞基因开关的分子机制比原核复杂; 一、转录起始调控发生在转录起始复合物的组装过程;激活蛋白;反式因子的激活方式多种多样;基因活化蛋白与增强子结合后如何影响到远距离的RNA聚合酶结合位点，有以??几种模式： ;沿DNA滑动，直到接触另一个特异DNA序列结合的转录因子，发挥作用。;反式因子与顺式元件的作用，促使另一种反式因子与邻近的顺式元件作用。;（一）mRNA 5′端加帽和3′端加尾修饰 利于mRNA稳定性和转运;5?加帽的作用在于： ;poly(A)尾可结合一种或多种特殊蛋白，避免mRNA被酶降解，并在翻译过程中具有重要作用。许多原核mRNA也含有Poly(A)尾，但是此尾的功能是促进mRNA降解，而不是保护mRNA免于被降解。;（二）可变性剪接可使初始转录本产生不同的成熟mRNA ;人视黄醛还原酶mRNA的选择性剪接;通过选择性剪接决定果蝇的性别;（三）编辑加工可增加mRNA分子信息的内涵; （四）成熟mRNA的核外输出也会 影响基因表达;（五）某些mRNA定位于细胞质的特殊区域;mRNA分子的3种不同定位过程;（六）通过改变mRNA分子的稳定性 调控基因表达 ;真核细胞mRNA降解有两种途径，是由每种mRNA分子的序列所决定。 ;可将Poly(A)直接从mRNA分子上切除。这种切除也有赖于mRNA分子的3?UTR特殊序列可以被内切酶识别。 ; IRE-BP对转铁蛋白受体mRNA稳定性的调节;（七）mRNA分子细胞质中添加Poly(A) 控制蛋白翻译;（八）无义变化介导的mRNA降解是真核mRNA的监视系统;无义变化介导的mRNA的降解;（九）RNA干扰是一种基因转录后沉默机制;萌芽阶段：植物的基因共抑制;正义RNA也能引起基因沉默？;;RNA干扰理论的诞生;人们曾认为哺乳动物细胞不存在RNAi机制，原因是：如果直接向哺乳动物细胞注射dsRNA，将引起干扰素样反应（PKR或OAS激活，抑制翻译，导致细胞死亡）。 解释：随着生物进化，高等动物免疫系统取代了低等物种中RNAi所承担的抵抗病毒的功能。因此RNAi在高等动物中不存在。（错误的观点）;最早认为哺乳动物也有RNA干扰机制的，是MIT肿瘤研究所的Sharp（因内含子剪接理论获1993年Nobel奖）。 2001年，Sharp的学生Tuchl证实哺乳动物体内也存在RNAi机制。 Tuchl发现，长度为21-25