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同济大学生物学前沿课程期作业 论文写作课期末作业 综述题目： ChIP-chip 与 ChIP-seq 数据处理方法与分析平台 姓名 ： 孙翰菲 学号：1132995 1 同济大学生物学前沿课程期作业 第一章 生物学背景知识 1.1 基因表达的调控 从 DNA 到蛋白质，需要经过若干步骤。对于真核生物来说，基因表达的调控是多 级的，主要发生在 4 个彼此相互独立的水平上：转录水平的调控，加工水平的调控,翻 译水平的调控，翻译后水平的调控 。而转录水平的基因表达调控，是其中最重要的调 控机制。 1.2 转录因子与组蛋白修饰 转录因子(transcription factor)是一种特异识别某些 DNA 序列与之结合的蛋白质。 调控 DNA 通过生成转录因子来对靶 DNA 序列（目标 DNA ）进行转录水平的调控，促 进或者抑制这些基因的转录。这个机制是非常复杂的，这是由于真核生活的转录因子 种类繁多，加上转录因子之间的相互作用造成的。 真核生物转录因子调节基因转录的一种重要机制，就是调节染色质的结构，以影 响转录因子对启动子(promoter)的结合能力。转录因子能调节组蛋白──染色质的一种成 分──核心的结构，或称使组蛋白修饰发生改变，从而改变核小体和染色质的紧密程度， 影响转录因子和 RNA 聚合酶(Pol II)对启动子的结合，调控基因的表达。 转录因子从功能上可分为通用转录因子(general transcription factors)与特异转录因 子(specific transcription factors) 。通用转录因子与结合 RNA 聚合酶的核心启动子 (promoter)位点结合，而特异转录因子与特异基因的各种调控位点结合，促进或阻遏这 些基因的转录，目前已发现转录因子之间常常具有协同作用的能力。 具有完整的启动子的大部分 DNA 都可以起始基础水平的转录，这种基础水平的调 控，导致转录水平的上升(受激活因子作用)或下降（受抑制因子的作用）。一般情况下， 真核生物的基因转录还需要其他蛋白因子的参与，以帮助通用转录因子和 RNA 聚合酶 在染色质上组装。这些辅助转录因子在 DNA 上的正调控元件，称为增强子(enhancer)， 因为它们的存在能够明显加强目的基因的转录，增强子似乎没有方向性，无论在在启 动子上游还是下游，都不影响其增强基因转录的功能。另外还有一种负调控元件，称 作沉默子(silencer) ，与增强子作用相反。 真核生物的转录因子调节基因转录的一种重要机制，就是调整染色质的结构，以 影响通用转录因子对启动子的结合能力。真核生物的遗传物质是以染色质而不是裸露 DNA 的形式存在与细胞核中。而染色体的基结构单位是核小体, 由组蛋白核心(组蛋 白八聚体)和包裹在其上长约 147bp 的 DNA 构成。如果基因的启动子位于核小体中， 组蛋白核心会阻碍通用转录因子在启动子上的组装以及 Pol II 与启动子的结合，使得基 因转录难以进行。 2 同济大学生物学前沿课程期作业 组成核小体的组蛋白的核心部分状态大致是均一的, 游离在外的 N-端则可以受到 [1] 各种各样的修饰, 包括组蛋白端的乙酰化, 甲基化 , 磷酸化, 泛素化，ADP 核糖基化 等等，这些修饰的