《B真核调控》PPT课件.ppt

第一节DNA水平的调控一.DNA的甲基化与去甲基化怎样判断哪些位点甲基化,哪些位点没有甲基化,采用同裂酶来处理待测序列,比较相应切点,就能弄清楚.,571-572,Hpa,二.亲本印记(imprinting),印记:来源于父母本的一对等位基因表达不同。如源于父本的IGF-(胰岛素样生长因子)基因可表达，而源于母本的则不能表达。此是由于卵母细胞中的IGF-已被甲基化，而精子中的IGF-未被甲基化，所以这一对等位基因在合子中表现不同。目前在人类和鼠身上已辨明了20种印迹基因。大多数人类的印迹基因集中在三个簇中。在每个基因簇上都存在着特异的印记盒(imprintingbox)，能顺式调节印迹基因的亲本特异性表达，这些位点表现出亲本特异性的甲基化作用和去甲基化作用。,注解(2.4.1DNA后成遗传与印记基因DNA后成遗传学由胚胎学家Waddington1953年提出。后成遗传：（epigeneticinheritance）是指基于非基因序列改变所致基因表达水平变化，如DNA甲基化和染色质构象变化等。印记基因（imprintgene)：由于一些可遗传的修饰作用（如甲基化）使配子（精子或卵子）中某个单一的等位基因的活性（monoallelicactivity）在胚胎发育中具有标记性特点。DNA甲基化是后成遗传的，独立于DNA密码遗传之外。),在小鼠早期胚胎中，父系等位基因为非甲基化而表达，母系等位基因因甲基化而沉默。在子代小鼠形成配子时发生了什么？,亲本的IGF-等位基因在早期胚中被差异甲基化，在成体形成配子时仍保留原甲基化的模式。,第二节转录水平的调控一顺式作用元件和反式作用因子：顺式作用元件P573(1)核心启动子成分，如TATA框；(2)上游启动子分分，如CAAT框,GC框;(3)远上游顺序：如增强子，减弱子、静息子,酵母的UAS（upstreamactivatorsequences）等。(4)特殊细胞中的启动子成分：如淋巴细胞中的Oct(octamer）和B。,反式作用因子可以分为3类；(1)通用反式作用因子，主要识别启动子的核心启动成分TATA框，如TBP；（2）特殊组织与细胞中的反式作用因子，如淋巴细胞中的Oct-2；（3）和反应性元件（responseelenents）相结合的反式作用因子。如HSE（热休克反应元件，heatshockresponseelement），GRE（糖皮质激素反应元件glucocorticoidresponseelement）；MRE（金属反应元件，metalresponseelement）；TRE（肿瘤诱导剂反应元件，tumorgenicagentresponseelement);,(一)蛋白质直接和DNA结合1.螺旋转角螺旋（Helix-turn-helix,HTH）：如LacO的R蛋白，的CI，Cro蛋白，涉及酵母交配型的a1和a2蛋白。真核生物中的Oct-1和Oct-2；2.锌指结构（zincfinger）单个的锌指保守序列是：Cys-X2-4-Cys-X3-Phe-X5-Leu-X2-His-X2-His型:2Cys/2His:TFIIIA,SP1型:2cys/2cys:GAL4,3.亮氨酸拉链（Leucineziipper）4.螺旋一环一螺旋（HLH）在HLH中带有碱性区的肽链称为碱性HLH（bHLH，protein）。bHLH又分为两类。A类是可以广泛表达的蛋白，包括哺乳动物的E12/E47（可和免疫球蛋基因增强子中的元件结合）和果蝇da（daughterless,性别控制的总开关基因）的产物；B类是组织特异性表达的蛋白，包括哺乳动物的MyoD(肌浆蛋白（myogen）基因的转录因子果蝇的AC-S（achaete-scute无刚毛基因的产物）,5同源异形结构域（Homeodomains，HD）是一种编码60aa的序列，长180bp，它存在于很多控制果蝇早期发育基因中，在高等生物中也发现了相关基序。HD的C-端区域和原核阻遏蛋白的HTH同源，但也有几点不同:（1）HD的C端由3个-螺旋构成，螺旋3结合于大沟，长17aa；而阻遏蛋白由5个-螺旋构成，螺旋3长仅9个aa；（2）原核的HTH的以二聚体形式与DNA结合，靶序列是回文结构，而HD是以单体形式与DNA结合，靶序列不是回文结构；（3）HDN-端的臂位于小沟，而HTH螺旋1的末端与DNA的背面接触。,（二）蛋白质和配基的结合甾类受体蛋白一般都具有3个不同的功能区：（1）N-端区是激活转录所需的区域，不同受体之间此区的同一性仅小于15%；（2）DNA结合及转录活化区，同一性较高为94-42%；（3）C-端的激素结合和二聚体形成区，同一性为57-15%。,(三)蛋白质之间的相互作用酵母半乳糖代谢中GAL80和GAL4的相互作用：酵母半乳糖代谢调控和gal操纵中的调控形式是完全不同的：（1）被调节的基因多位于不同的染色体上；（2）负调节蛋白GAL80不直接和DNA结合，而是和GAL4结合，占据其功能域来阻遏转录的；（3）作为正调节因子不仅需要半乳糖作为诱导物，还需要GAL4蛋白作为转录因子，它不是像原核中的正调节蛋白仅和操纵子中的操纵基因结合，使整个基因簇得以转录，而是分别和各个被调节基因上游元件UAS结合，促进转录。,第三节转录起始和加工的调节,一.转录起始的选择酵母蔗糖酶基因，有6个基因（Suc15,7）位于不同的染色体上。每一个基因都可以转录合成蔗糖酶，但有胞内酶和胞外酶两种不同形式。前者的合成不受葡萄糖存在的影响，但含量低；后者的合成受到葡萄糖的抑制。,两种酶的结构相似，胞外酶仅多了信号序列，经切除后胞外酶比胞内酶在N-端仅多了一个Ser经分析发现Suc-2基因有3个TATA框，但尚不清楚和2种酶的关系.,二选择性加工(一)不同5端的选择(二)选择不同的3端(三)选择不同外显子,第四节翻译的调控,一.mRNA运输控制（transportcontrol）是对转录本从细胞核运送到细胞质中的数量进行调节;二mRNA翻译的控制三mRNA的结构和翻译的效率四翻译的起始调节五选择性翻译六反义RNA调控七翻译的自我调节,一mRNA运输控制在细胞核内转录,在细胞质中翻译.在真核细胞核中剪接体滞留模型.二mRNA翻译调空降解控制,短寿命的mRNA的3端非翻译序列中有一组富含AU的序列,与mRNA不稳定有关.三mRNA的结构和翻译的效率5端帽子结构阻碍翻译,3端poly(A)影响到mRNA的稳定性和翻译效率.poly(A)结合蛋白PABP,12nt.,和珠蛋白的合成在二倍体细胞中都有4个-珠蛋白基因，它们之间的浓度比应是：=2：1，而实际上是1：1在无细胞系统中加入等量的mRNA和mRNA和少量的起始因子,结果合成的-珠蛋白仅占3%。当加入过量的起始因子时珠蛋白和珠蛋白之比为1.4：1，接近1：1，表明翻译起始因子和两种mRNA的亲和性不同。,六反义RNA调空1984年Adelman等发现大鼠中的促性腺激素释放(GnRH)的基因两条链都能转录,首次在真核中发现了反义RNA.七翻译的自我调节真核生物中也存在蛋白质合成的自我调节.微管蛋白注射到哺乳动物细胞中,会抑制微管蛋白的进一步合成.,第八节细胞周期的调控,真核生物细胞有丝分裂周期有两个关键的过程：一.细胞周期与调节“起点”（start），M期进入限制点（commitmenttoMphase）成熟促进因子。（muturiorpromotingfactor，MPF）。后又称为M期促发因子（M-phasepuomotingfactor,MPF）。周期蛋白(cyclin),在M期活化的p34-cycinB可以使下面一组蛋白磷酸化(1)使层连蛋白（L