第7章真核基因表达调控中

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,*,第七章,真核基因表达调控,绪论,第一节 真核基因组的一般构造特点,第二节,DNA,水平上的基因表达调控,第三节 真核基因的转录,第四节 反式作用因子对转录的影响,第五节 蛋白质乙酰化对基因表达的影响,第六节 真核基因表达调控举例,第七节 真核基因转录后表达调控的多样性,第七章,真核基因表达调控,第三节 真核基因的转录,1.,启动子,1.1,核心启动子：,TATA,框启动子,1.2,上游启动子元件：,不典型的启动子,富含,GC,，无,TATA,框的基因转录,转录起始子与无,TATA,框、,GC,框的基因转录,真核生物,RNA,聚合酶,的启动子结构,第三节 真核基因的转录,2.,转录模板：,一个转录单元，包括转录起始位点到终止处的全部,DNA,序列。,3.RNA,聚合酶,II,：,多个亚基组成。,4.,转录所需的蛋白因子：,参与转录的起始、延伸和终止。,第七章,真核基因表达调控,第三节 真核基因的转录,5.,增强子,增强子是指能使它连锁的基因转录频率明显增强的,DNA,序列。,SV40,增强子结构示意图,第三节 真核基因的转录,第七章,真核基因表达调控,第三节 真核基因的转录,5.,增强子,5.1,特性,增强效应十分明显,增强效应与其位置和取向无关,大多为重复序列,其增强效应有严密的组织和细胞特异性,没有基因专一性，可以在不同的基因组合上表现增强效应,许多增强子还受外部信号的调控,第三节 真核基因的转录,5.,增强子,增强子的功能是可以累加的。,SV40,增强子序列可以被分为两半，每一半序列本身作为增强子功能很弱，但合在一起，即使其中间插入一些别的序列，仍然是一个有效的增强子。因此，要使一个增强子失活必须在多个位点上造成突变。对,SV40,增强子而言，没有任何单个的突变可以使其活力降低,10,倍。,第三节 真核基因的转录,5.,增强子,5.2,增强子的作用原理,影响模板附近,DNA,的双螺旋结构，以蛋白质之间的相互作用为媒介形成增强子与启动子之间“成环”连接，活化基因转录；,将模板固定在细胞核内特定位置，促进,RNA,聚合酶,II,在,DNA,链上的结合和滑动；,增强子区可以作为反式作用因子或,RNA,聚合酶,II,进入染色体结构的“入口”。,增强子作用机理,一个增强子可通过将蛋白质带到启动子附近行使其功能。增强子在长线形,DNA,的相反末端不起作用，但当,DNA,在蛋白质桥作用下连接成环状时，却能有效地发挥作用。增强子和启动子在两个分开的,DNA,环上时不起作用，但两环连接时却发生作用。,非活化结构,活化结构,蛋白质桥,相互连接成环,第四节 反式作用因子对转录的影响,根据各个蛋白质成分在转录中的作用，能将整个复合体分为,3,部分：,参与所有或某些转录阶段的,RNA,聚合酶亚基，不具有基因特异性；,与转录的起始或终止有关的辅助因子，不具有基因特异性；,与特异调控序列结合的转录因子。,真核生物中转录因子活性调节的主要方式,无蛋白质,蛋白质合成,真核生物中转录因子活性调节的主要方式,真核生物中转录因子活性调节的主要方式,1.DNA,结合结构域基序,a.,螺旋,-,转角,-,螺旋结构（,Helix-turn-helix,）,是最早发现于原核生物中的一个关键因子，该结构域长约,20,个,aa,，主要是,两个,-,螺旋区,和将其隔开的,转角,。其中的一个被称为识别螺旋区，因为它常常带有数个直接与,DNA,序列相识别的氨基酸。,第四节 反式作用因子对转录的影响,螺旋,-,转角,-,螺旋结构,螺旋转角螺旋（,helixturnhelix,，,HTH,）基序,b.,锌指结构（,Zinc finger,）,长约,30,个,aa,，,其中,4,个氨基酸（,2,个,Cys,（半胱氨酸），,2,个,His,（组氨酸）与一个,Zinc,原子相结合,。与,Zinc,结合后锌指结构较稳定，,有,Zinc,参与时才具有转录调控活性,。,第四节 反式作用因子对转录的影响,锌指结构,锌指,(zinc finger),c.,同源域蛋白（,Homeodomain,）,最早来自控制躯体发育的基因，长约,60,个氨基酸，其中的,DNA,结合区与,helix-turn-helix motif,相似，人们把该,DNA,序列称为,homeobox,。主要与,DNA,大沟相结合。,第四节 反式作用因子对转录的影响,d.,亮氨酸拉链（,Leucine,zippers,）,是亲脂性（,amphipathic,）的,螺旋，包含有许多集中在螺旋一边的疏水氨基酸，,两条多肽链以此形成二聚体,。,每隔,6,个残基出现一个亮氨酸,。由赖氨酸（,Lys,）和精氨酸（,Arg,）组成,DNA,结合区。,第四节 反式作用因子对转录的影响,碱性亮氨酸拉链,(basic,leucine,zipper,bZIP,),第四节 反式作用因子对转录的影响,亮氨酸拉链,e.,碱性螺旋,-,环,-,螺旋,（,basic helix-loop-helix,）,该调控区长约,50,个,aa,残基，同时具有与,DNA,结合和形成蛋白质二聚体的功能，其主要特点是可形成,两个亲脂性,-,螺旋，两个螺旋之间由环状结构相连,，其,DNA,结合功能是由一个较短的富碱性氨基酸区所决定的。,第四节 反式作用因子对转录的影响,第四节 反式作用因子对转录的影响,2.DNA,结合蛋白主要转录激活结构域,a.,酸性,-,螺旋,(acidic-helix),该结构域含有由酸性氨基酸残基组成的保守序列，多呈带负电荷的亲脂性,-,螺旋,，,增加激活区的负电荷数能提高激活转录的水平,。可能是通过非特异性的相互作用与转录起始复合物上的,TF,D,等因子结合生成稳定的转录复合物而促进转录。,2.DNA,结合蛋白主要转录激活结构域,b.,谷氨酰胺丰富区,(glutamine-rich domain),SP1,是启动子,GC,盒的结合蛋白，其,N,末端含有,2,个主要的转录激活区，,氨基酸组成中有,25%,的谷氨酰胺,，很少有带电荷的氨基酸残基。酵母的,HAP1,、,HAP2,和,GAL2,及哺乳动物的,OCT-1,、,OCT-2,、,Jun,、,AP2,和,SRF,也含有这种结构域。,第四节 反式作用因子对转录的影响,2.DNA,结合蛋白主要转录激活结构域,C.,脯氨酸丰富区,(,proline,-rich domain),CTF,家族（包括,CTF-1,、,CTF-2,、,CTF-3,）的,C,末端与其转录激活功能有关，,含有,20%-30%,的脯氨酸残基,，很难形成,-,螺旋。,第四节 反式作用因子对转录的影响,