真核基因表达课件

真核基因表达课件第一页，共五十六页，2022年，8月28日（一）概述单细胞生物

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直接作出反应多细胞生物

——通过细胞间复杂的信号传递系统来传递信息，从而调控机体活动。外界环境变化时第二页，共五十六页，2022年，8月28日跨膜信号转导的一般步骤特定的细胞释放信息物质信息物质经扩散或血循环到达靶细胞与靶细胞的受体特异性结合受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统靶细胞产生生物学效应第三页，共五十六页，2022年，8月28日※细胞间信息物质是由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质的统称，又称作第一信使。如生长因子、细胞因子、胰岛素等在细胞内传递信息的小分子物质，如：Ca2+、IP3、DAG、cAMP、cGMP等。※第二信使(secondarymessenger)第四页，共五十六页，2022年，8月28日能与受体呈特异性结合的生物活性分子则称配体(ligand)。受体的定义是细胞膜上或细胞内能特别识别生物活性分子并与之结合的成分。它能把识别和接受的信号正确无误地放大并传递到细胞内部，进而引起生物学效应的特殊蛋白质，个别是糖脂。第五页，共五十六页，2022年，8月28日存在于细胞质膜上的受体，根据其结构和转换信号的方式又分为三大类：离子通道受体，G蛋白偶联受体和跨膜蛋白激酶受体。1、膜受体(membranereceptor)第六页，共五十六页，2022年，8月28日第七页，共五十六页，2022年，8月28日（1）G蛋白偶联受体又称七个跨膜螺旋受体/蛇型受体目录第八页，共五十六页，2022年，8月28日※G蛋白(guanylatebindingprotein)是一类和GTP或GDP相结合、位于细胞膜胞浆面的外周蛋白，由、、三个亚基组成。有两种构象：非活化型；活化型第九页，共五十六页，2022年，8月28日两种G蛋白的活性型和非活性型的互变目录霍乱毒素能催化ADP核糖基共价结合到Gs的α亚基上，致使α亚基丧失GTP酶的活性，结果GTP永久结合在Gs的α亚基上，使α亚基处于持续活化状态，腺苷酸环化酶永久性活化。导致霍乱病患者细胞内Na+和水持续外流，产生严重腹泻而脱水。第十页，共五十六页，2022年，8月28日2、胞内受体(membranereceptor)高度可变区位于N端，具有转录活性DNA结合区含有锌指结构激素结合区位于C端，结合激素、热休克蛋白，使受体二聚化，激活转录第十一页，共五十六页，2022年，8月28日配体：类固醇激素、甲状腺素等功能：多为反式作用因子，当与相应配体结合后，能与DNA的顺式作用元件结合，调节基因转录。第十二页，共五十六页，2022年，8月28日（二）信号传导途径第十三页，共五十六页，2022年，8月28日第十四页，共五十六页，2022年，8月28日1、膜受体介导的信息传递（1）cAMP-蛋白激酶Ａ途径/（P269）A激酶（PKA）：依赖于cAMP的蛋白激酶。第十五页，共五十六页，2022年，8月28日cAMP调控的A激酶活性第十六页，共五十六页，2022年，8月28日第十七页，共五十六页，2022年，8月28日不同细胞对cAMP信号途径的反应速度不同：

●在肌肉细胞1秒钟之内可启动糖原降解为葡糖1-磷酸（图），而抑制糖原的合成第十八页，共五十六页，2022年，8月28日

cAMP活化糖原磷酸化酶示意图第十九页，共五十六页，2022年，8月28日●在某些分泌细胞，需要几个小时，激活的PKA进入细胞核，将CRE结合蛋白磷酸化，调节相关基因的表达。CRE（cAMPresponseelement，cAMP应答元件）是DNA上的调节区域。(TGACGTCA)

CRE结合蛋白(cAMPresponseelementboundprotein,CREB)第二十页，共五十六页，2022年，8月28日cAMP信号与基因表达第二十一页，共五十六页，2022年，8月28日该信号途径涉及的反应链可表示为：激素→G蛋白耦联受体→G蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→依赖cAMP的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录第二十二页，共五十六页，2022年，8月28日4，5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）磷脂酶C（PLC-β）1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）二酰基甘油（DAG）（2）磷脂酰肌醇途径第二十三页，共五十六页，2022年，8月28日第二十四页，共五十六页，2022年，8月28日（3）酪氨酸蛋白激酶途径（PTK/TPK）分类：跨膜受体型TPK和胞质非受体型TPK第二十五页，共五十六页，2022年，8月28日细胞外信号EGF、PDGF等具PTK活性的受体GRB2

PSOS

PRas-GTP

PRaf调节其他蛋白活性MAPKKMAPK

P

P

P细胞核反式作用因子调控基因表达细胞膜二聚化目录跨膜受体型TPK第二十六页，共五十六页，2022年，8月28日胞质非受体型TPK：受体分子缺乏酪氨酸蛋白激酶活性，但它们能借助细胞内的一类具有激酶结构的连接蛋白JAK完成信息转导。第二十七页，共五十六页，2022年，8月28日干扰素诱导JAK、STAT复合体核内转移及调节基因转录机制目录STAT：信号转导子和转录激活子JAK-STAT途径第二十八页，共五十六页，2022年，8月28日

2、胞内受体介导的信息传递小分子激素激活其受体分子的机制胞内受体的基本结构分析细胞内受体的本质是激素激活的基因调控蛋白第二十九页，共五十六页，2022年，8月28日类固醇激素与甲状腺素通过胞内受体调节生理过程第三十页，共五十六页，2022年，8月28日真核生物的基因组真核生物基因表达调控的特点和种类真核生物DNA水平上的基因表达调控真核生物转录水平上的基因表达调控真核基因转录后水平上的调控Contents第三十一页，共五十六页，2022年，8月28日五、真核基因转录后水平上的调控（一）RNA的加工成熟1、rRNA和tRNA的加工成熟rRNA的加工：分子内的切割和化学修饰第三十二页，共五十六页，2022年，8月28日第三十三页，共五十六页，2022年，8月28日rRNA化学修饰：甲基化原核生物：碱基甲基化真核生物：核糖甲基化tRNA基因转录时也可能先生成前体tRNA，然后再进行加工成熟。一般认为，tRNA基因的初级转录产物在进入细胞质后，首先经过核苷的修饰，生成4.5S前体tRNA，再行剪接成为成熟tRNA（4S）。第三十四页，共五十六页，2022年，8月28日2、mRNA的加工成熟hnRNA确定是mRNA前体的证据第三十五页，共五十六页，2022年，8月28日3、真核生物基因转录后加工的多样性

真核生物的基因可以按其转录方式分为两大类：即简单转录单位和复杂转录单位。(1)简单转录单位。这类基因只编码产生一个多肽，其原始转录产物有时需要加工，有时则不需要加工。这类基因转录后加工有3种不同形式：第三十六页，共五十六页，2022年，8月28日第三十七页，共五十六页，2022年，8月28日(2)复杂转录单位。含有复杂转录单位的主要是一些编码组织和发育特异性蛋白质的基因，它们除了含有数量不等的内含子以外，其原始转录产物能通过多种不同方式加工成两个或两个以上的mRNA。第三十八页，共五十六页，2022年，8月28日①利用多个5’端转录起始位点或剪接位点产生不同的蛋白质。第三十九页，共五十六页，2022年，8月28日第四十页，共五十六页，2022年，8月28日②利用多个加多聚（A）位点和不同的剪接方式产生不同的蛋白质。第四十一页，共五十六页，2022年，8月28日③虽无剪接，但有多个转录起始位点或加多聚（A）位点的基因。

第四十二页，共五十六页，2022年，8月28日（二）翻译水平的调控1、mRNA的稳定性与基因表达调控第四十三页，共五十六页，2022年，8月28日例：转运铁蛋白受体（TfR）和铁蛋白负责铁吸收和铁解毒。这两个mRNA上存在相似的顺式作用元件，称为铁应答元件（ironresponseelement，IRE）。IRE与IRE结合蛋白（IREBP）相互作用控制了这两个mRNA的翻译效率。当细胞缺铁时，IREBP与IRE具有高亲和力，两者的结合有效地阻止了铁蛋白mRNA的翻译，与此同时，TfRmRNA上3'非翻译区中的IRE也与IREBP特异结合，有效地阻止了TfRmRNA的降解，促进TfR的合成。第四十四页，共五十六页，2022年，8月28日第四十五页，共五十六页，2022年，8月28日第四十六页，共五十六页，2022年，8月28日2、蛋白质因子的修饰与翻译起始调控

用兔网织红细胞粗抽提液研究蛋白质合成时发现，如果不向这一体系中添加氯高铁血红素，网织红细胞粗抽提液中的蛋白质合成抑制剂HCI就被活化，蛋白质合成活性在几分钟之内急剧下降，很快就彻底消失。现已查明，网织红细胞蛋白质合成的抑制剂HCI是受氯高铁血红素调节的eIF-2的激酶，可以使该因子的α-亚基磷酸化并由活性型转变为非活性型。第四十七页，共五十六页，2022年，8月28日第四十八页，共五十六页，2022年，8月28日(A)顺式作用元件

(B)反式作用元件

(C)顺式作用因子

(D)反式作用因子

(E)顺／反式作用元件对自身基因转录激活具有调控作用的DNA序列

由特定基因编码、对另一基因转录具有调控作用的转录因子

第四十九页，共五十六页，2022年，8月28日反式作用因子上的几种重要的DNA结合结构域有:螺旋-转折-螺旋、锌指结构、亮氨酸拉链和碱性-螺旋-环-螺旋第五十页，共五十六页，2022年，8月28日真核生物基因表达不需要（A）转录因子

（B）衰减子

（C）启动子

（D）沉默子

（E）增强子第五十一页，共五十六页，2022年，8月28日表皮生长因子（EGF）的信号转导通路与下列哪种物质有关（A）受体型酪氨酸蛋白激酶

（B）G蛋白偶联受体（C）CGMP

（D）腺苷酸环化酶

（E）离子通道受体第五十二页，共五十六页，2022年，8月28日依赖cAMP的蛋白激酶是:A.PKC

B.PLC

C.CKⅡ

D.PKG

E.PKA第五十三页，共五十