第七章真核基因表达调控

1、第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控真核生物基因调控根据性质可分为两大类:第一类是瞬时调控或称可逆性调控,包括:某种底物或激素水平的升降,酶活性和浓度的调节 。第二类是发育调控或称不可逆调控，它决定了真核细胞生长、分化、发育的全部进程。按调控发生的先后次序也可分为如下过程：图9-1 第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控1、dna水平的调控：是真核生物发育调控的一种形式,它包括：基因丢失、甲基化、扩增、重排、等方式。第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控(2) 基因扩增：是指某些基因的拷贝数专一性大

2、量增基因扩增：是指某些基因的拷贝数专一性大量增加的现象。它使得细胞在短期内产生大量的基因产加的现象。它使得细胞在短期内产生大量的基因产物以满足生长发育的需要，是基因活性调控的一种物以满足生长发育的需要，是基因活性调控的一种方式。如：非洲爪蟾的卵母细胞中原有方式。如：非洲爪蟾的卵母细胞中原有rrna基因约基因约500个拷贝，在减数分裂个拷贝，在减数分裂i的粗线期，这个基因开始的粗线期，这个基因开始迅速复制，到双线期它的考贝数约为迅速复制，到双线期它的考贝数约为200万个，扩增万个，扩增近近4000倍，以满足卵裂期间和胚胎期间合成大量蛋倍，以满足卵裂期间和胚胎期间合成大量蛋白质的需要。是基因调控的

3、一种方式。白质的需要。是基因调控的一种方式。第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控(3) 基因重排：一个基因可以通过远离其启动子的基因重排：一个基因可以通过远离其启动子的地方移到距它很近的位点，而被起动转录，这种方地方移到距它很近的位点，而被起动转录，这种方式称为基因重排。式称为基因重排。如：小鼠免疫球蛋白结构基因的表达：如：小鼠免疫球蛋白结构基因的表达：ig分分子的肽链主要是由子的肽链主要是由v区、区、c区及两者之间的区及两者之间的j区组成的，而且区组成的，而且v基因、基因、c基因、和基因、和j基因在小鼠胚胎细胞中是相隔较远的。当免疫球蛋白形成细基因在小鼠胚胎细胞中是相隔较远的

4、。当免疫球蛋白形成细胞（淋巴细胞）发育分化时，能通过染色体内重组，把胞（淋巴细胞）发育分化时，能通过染色体内重组，把3个远离的基因个远离的基因紧密的连接在一起，从而产生免疫球蛋白紧密的连接在一起，从而产生免疫球蛋白ig分子。分子。第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控（2）组蛋白的作用：早期体外实验观察到组蛋白与）组蛋白的作用：早期体外实验观察到组蛋白与dna结合阻止结合阻止

5、dna上基因的转录，去除组蛋基因又上基因的转录，去除组蛋基因又能够转录。组蛋白是碱性蛋白质，带正电荷，可与能够转录。组蛋白是碱性蛋白质，带正电荷，可与dna链上带负电荷的磷酸基相结合，从而遮蔽了链上带负电荷的磷酸基相结合，从而遮蔽了dna分子，妨碍了转录，可能扮演了非特异性阻遏分子，妨碍了转录，可能扮演了非特异性阻遏蛋白的作用；染色质中的非组蛋白成分具有组织细蛋白的作用；染色质中的非组蛋白成分具有组织细胞特异性，可能消除组蛋白的阻遏，起到特异性的胞特异性，可能消除组蛋白的阻遏，起到特异性的去阻遏促转录作用。去阻遏促转录作用。第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控（3）转录活跃区域

6、对核酸酶作用敏感度增加：在）转录活跃区域对核酸酶作用敏感度增加：在核小体区核小体区dna受组蛋白掩盖的结构有变化，出现了受组蛋白掩盖的结构有变化，出现了对对dnase 高敏感点高敏感点(hypersensitive site)。这种高敏。这种高敏感点常出现在转录基因的感点常出现在转录基因的5侧区侧区(5 flanking region)、3末端或在基因上，多在调控蛋白结合位点的附近，末端或在基因上，多在调控蛋白结合位点的附近，分析该区域核小体的结构发生变化，可能有利于调分析该区域核小体的结构发生变化，可能有利于调控蛋白结合而促进转录。控蛋白结合而促进转录。第七章真核生物基因表达调控第七章真核生

7、物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控（4）dna拓扑结构变化天然双链拓扑结构变化天然双链dna的构象大多的构象大多是负性超螺旋。当基因活跃转录时，是负性超螺旋。当基因活跃转录时，rna聚合酶转聚合酶转录方向前方录方向前方dna的构象是正性超螺旋，其后面的的构象是正性超螺旋，其后面的dna为负性超螺旋。正性超螺旋会拆散核小体，有为负性超螺旋。正性超螺旋会拆散核小体，有利于利于rna聚合酶向前移动转录；而负性超螺旋则有聚合酶向前移动转录；而负性超螺旋则有利于核小体的再形成。利于核小体的再形成。第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控（5）dna碱基修饰变化

8、：真核碱基修饰变化：真核dna中的胞嘧啶约有中的胞嘧啶约有5%被甲基化为被甲基化为5甲基胞嘧啶甲基胞嘧啶(5methylcytidine,m5c)，而活跃转录的而活跃转录的dna段落中胞嘧啶甲基化程度常较低。段落中胞嘧啶甲基化程度常较低。这种甲基化最常发生在某些基因这种甲基化最常发生在某些基因5侧区的侧区的cpg序列中，序列中，实验表明这段序列甲基化可使其后的基因不能转录。实验表明这段序列甲基化可使其后的基因不能转录。甲基化可能阻碍转录因子与甲基化可能阻碍转录因子与dna特定部位的结合从特定部位的结合从而影响转录。而影响转录。第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基

9、因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控表表 -2rna聚合酶聚合酶的基本转录因子的基本转录因子转录因子分子量（kd)功 能tfii-d 30与tata盒结合tf-a12,19,35稳定t

10、f-d的结合tf-b30,74 帮助rna聚合酶ii与启动子区结合tf-e34,37 帮助rna聚合酶起始转录 第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表

11、达调控第七章真核生物基因表达调控左、正常果蝇的触角为具芒触角，右、突变果蝇的触角发育为足 果蝇的双胸突变（两节中胸，没有后胸，因而没有平衡棒） 第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控 初级转录产物可通过不同的方式加工成两个或两个以上的mrna。a、利用多个转录起始点或剪接位点产生不同的蛋白质。b、有一个起始位点，但有多个加poly(a)位点，不同的剪接方式可得到不同的蛋白质。c、虽无剪接，但有多个转录起始位点或加poly(a)位点。第七章真核生物基因表达调控第七章真核生物基因表达调控1、蛋白质合成的起始-扫描模式40s核糖体首先与mrna 5 端处结合，向 3 端滑行，遇到aug起始密码时，与60s结合形成80s起始复合物。即扫描模式。但，只有当aug处于合适的前后序列时才能如此。即a/gnnaugg，决定了40s是否与60s结合，起始翻译蛋白质。第七章真核生物基因表达调控第七章真核生