基因表达调控-研究生

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,基因表达调控,第一节 基因表达根本概念,结构基因(gene)：指决定蛋白质中氨基酸排列顺序的DNA序列。,基因表达(gene expression) DNA RNA protein 图,基因表达调控序列 (顺式元件:cis element),基因表达调节蛋白反式因子:trans-activing factor,基因表达的特点:,1、特异性表达：如时、空差异基因表达。,2、组成性表达：如管家基因恒定表达。,3、调节性表达：包括诱导表达和阻遏表达。,4、协同性表达：指功能相关基因协同表达，如代谢酶系。,生物学意义:,1、适应环境、维持细胞生长、增殖和细胞分化。,2、维持个体发育与生长。,第二节 原核基因表达调控,一 转录水平调控：,1 操纵子,2 衰减子,二 翻译水平调控：,1 反义RNA的调控作用,2 严谨反响,3 mRNA寿命对基因表达的影响作用,4 核糖体蛋白的调控作用,三 DNA水平的影响：,1 基因重组,2 SOS反响,原核基因表达模式,乳糖操纵子模型,色氨酸操纵子及功能,起始延伸终止,反密码子,PIC,复合物的组装,S-D,序列,S-D,序列变异,EF,的作用,反密码子突变,三、原核基因转录调节,一操纵子结构特点：,因子识别转录起始点；操纵子多顺反子；,阻遏蛋白负调控因子,二乳糖操纵子的调节机制:,1、操纵结构 2、阻遏蛋白负调节,3、CAP正调节受cAMP活化4、协调作用,三其他转录调节机制:,1、转录衰减 2、基因重组 3、SOS反响,乳糖操纵子模型,乳糖操纵子诱导表达,Placregion序列,启动子及,RNA,聚合酶结合区,-10,区和,-35,区,因子与转录启始,CAP,的活化及正调节作用,CAP,的正调节及,C,蛋白的负调节作用,正性调节与负性调节,正负调节系统的抑制与活化,第三节 真核基因表达调控概述,一 真核基因表达调节的特点,1 调控因素多 2 调控层点多 3 调控交叉多,二 DNA水平的调控,1 基因丧失 2 基因扩增 3 基因重排,三 染色体的结构变化,四 转录水平的调节,五 转录后的加工,六 翻译水平的调节,七 翻译后的修饰,真核,基因表达过程,真核基因表达模式,真核基因转录后修饰,hnRNA,转录后剪接,原肌球蛋白基因可变剪接,外显子内含子接头,剪接的分子机制转酯反响,siRNA,的结构和作用机制,miRNA,的结构和作用机制,多肽链剪接,第四节 真核基因转录调节,一、根本特点：,1 真核基因结构特点：,基因组庞大、复杂。,重复序列。,单一顺反子。,基因结构不连续断裂基因。,2 转录调控特点：,RNA聚合酶功能分化。,活性染色体结构变化。,正性调节占主导。,转录与翻译分隔进行。,转录后修饰、加工。,二、顺式作用元件,1 启动子promotor：,指簇集于RNA聚合酶起始点附近具有起始转录功能的DNA序列,1 核心启动子：TATA boxinitiatorINR起始子。,2 上游启动元件UPE： GC box ； CCAAT box,2 增强子enhancer：,位于同一DNA分子远端，可提高启动子转录效率的DNA序列，可由1几个增强序列enhansor组成。增强序列往往可与特定的转录活化蛋白识别结合。有组织、时间、空间特异性。,3 沉默子silencer：,可阻断顺式连接的增强子的活性的DNA序列。无距离、位置、方向特异性，属负调控元件。,4 弱化子：,MAR、LCR等,真核启动子的结构模式,三、真核基因表达调控的反式作用因子,(trans active factor),是指能与顺式元件结合，起调节基因转录作用的蛋白质分子一般可溶。,一分类按功能分类,1 根本转录因子 general transcriptional factor,人的A B C D E F H J I ，与TATA box结合,2 转录激活因子 transcriptional activators,与UPE结合，增强子结合,3 辅转录激活因子transcriptional co-activators,分子桥作用 TAF、 CBP,4 转录抑制因子,5 反式作用因子家族,二反式作用因子的根本结构域,1,、,DNA,结合结构域,1HTH,： 螺旋,-,转角,-,螺旋,2ZNF,： 锌指结构域,3bZIP,： 亮氨酸拉链,4HLH,： 螺旋,-,环,-,螺旋,2,、转录激活结构域,1,酸性结构域,2,富含,Gln,结构域。,3,富含,Pro,结构域。,ZNF,锌指结构域,四、顺式元件与反式因子之间的作用,一转录前起始复合物的形成,1、含TATA box启动子PIC形成,2、无TATA box启动子PIC形成,二TATA box与UPE的相互作用假说、模型,1、成环假说模型,2、抑制蛋白作用模型,3、辅助转录激活因介导作用,4、反式因子活性调节：,反式因子的活性可受几方面作用的调节,磷酸化去磷酸化作用,糖基化作用,蛋白蛋白相互作用,配基诱导活化作用,含,TATA box,启动子,PIC,形成,甾类激素,-,受体复合物作用于增强子促进转录,五、基因表达的研究方法,一基因组功能状态的研究方法：,1 Dnase I超敏感分析DH分析,2 DNA甲基化分析：甲基化下调基因表达,二顺式元件研究方法：,报告基因法最常用,三反式因子分析方法：,1 足迹法,2 凝胶滞留分析,3 DNA-蛋白质亲合层析,