基因表达调控研究生

基因表达调控基因表达调控 第一节 基因表达基本概念 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 严谨反应 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反应 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（辨认转录起始点）；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反应 乳糖操纵子模型 乳糖操纵子诱导表达 P（lac）region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 基因丢失 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 转酯反应 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、基本特点： 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 box（initiator）INR（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 基本转录因子 （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）反式作用因子的基本结构域 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