章第3节真核基因表达调控课件

第三节真核生物的基因表达调控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（miRNA）Contents（一）真核基因组结构特点真核基因组结构庞大

3×109bp、于核膜内单顺反子基因的不连续性断裂基因（interruptedgene）、内含子(intron)、外显子(exon)非编码区较多多于编码序列(9:1)含有大量重复序列一真核生物的基因组●基因组很小，大多只有一条染色体●

结构简单●存在转录单元（操纵子）多顺反子原核生物基因组结构特点●有重叠基因（二）、真核细胞与原核细胞在基因转录、翻译及DNA的空间结构方面存在以下几个方面的差异①在真核细胞中，一条成熟的mRNA链只能翻译出一条多肽链，很少存在原核生物中常见的多基因形成的操纵子形式。②真核细胞DNA与组蛋白和大量非组蛋白相结合，只有一小部分DNA是裸露的。⑥真核生物的RNA在细胞核中合成，只有到细胞质后，才能被翻译，原核生物中没有这种空间间隔。

⑦许多真核生物的基因只有经过复杂的成熟和剪接过程，才能顺利地翻译蛋白质。

（三）基本概念1、基因家族（genefamily)真核生物的基因组中，来源相同、结构相似、功能相关的基因，称为基因家族。同一家族中的成员紧密排列在一起，构成基因簇(genecluster)。如组蛋白、免疫球蛋白和血红蛋白基因为基因家族（1）简单多基因家族：其中基因以串联方式前后相连TheeukaryoticrDNArepeatingunit（2）复杂多基因家族

有独立的转录单位。形式不同

Organizationofhistonegenesintheanimalgenome2、断裂基因：基因编码区中含内含子内含子有可变剪接3、假基因是基因组中因突变而失活的基因，无蛋白质产物。一般是启动子出现问题。二、真核生物基因表达调控的特点和种类（一）特点1、RNA聚合酶3个2、多层次3、个体发育复杂4、活性染色体结构变化：对核酸酶敏感、DNA拓扑结构变化、DNA碱基修饰变化、组蛋白变化5、正性调节为主6、转录与翻译分开进行7、转录后RNA需修饰、加工根据其性质可分为2类：1、瞬时调控或称为可逆性调控，相当于原核细胞对环境条件变化所做出的反应。包括底物或激素水平升降、细胞周期不同阶段中酶活性和浓度的调节。2、发育调控或称不可逆调控，精细复杂，决定真核细胞的生长、分化、发育的全部进程根据基因调控发生的次序又可分为：DNA水平调控－－转录水平调控－－转录后水平调控－－翻译水平调控－－蛋白质加工水平的调控（二）类别：三、真核生物DNA水平的基因表达调控●基因丢失基因扩增基因重排DNA甲基化状态与调控染色体结构与调控●●●●抗体分子的形成转座子（一）基因丢失：在细胞分化过程中，丢失掉某些基因去除其活性。见于低等动物，如部分原生动物、线虫、昆虫和甲壳类动物，在个体发育中，许多体细胞常常丢失掉整条或部分染色体，只有将来要分化出生殖细胞的细胞一直保留着完整的染色体。目前，在高等真核生物（包括动物、植物）中尚未发现类似的基因丢失现象。（二）基因扩增：基因扩增：基因的拷贝数专一性增大的现象，使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，是基因活性调控的方式之一如非洲爪蟾体细胞中rDNA的基因扩增，是因发育需要而出现的基因扩增现象。基因组拷贝数增加，即多倍性。基因组拷贝数增加使可供遗传重组的物质增多，加速基因进化、基因组重组和最终物种的形成植物中普遍有发育或系统发生中的倍性增加DNA含量的发育控制利用流式细胞仪对从拟南芥不同发育阶段的组织中分离到的间期细胞核进行分析，发现多倍体的DNA含量与组织的成熟程度成正比。对于一给定的物种，C是单倍体基因组中的DNA质量。将一个基因从远离启动子的地方移到距它很近的位点从而启动转录，这种方式被称为基因重排。如免疫球蛋白基因表达的重排（三）基因重排：（四）DNA的甲基化与基因调控：1、DNA的甲基化CpG岛中的C发生甲基化，形成5-甲基胞嘧啶DNA甲基化导致某些区域DNA构象变化，影响蛋白与DNA的相互作用，抑制转录因子与启动区DNA的结合效率。（五）染色质结构与基因表达调控：按功能状态染色质分为活性染色质和非活性染色质活性染色质：有转录活性的染色质；非活性染色质：没有转录活性的染色质活性染色质：核小体构型改变，使染色质结构疏松，利于转录调控因子与顺式调控元件结合、RNA聚合酶在转录模板上滑动。活性染色质4.组蛋白变化①富含Lys组蛋白水平降低②H2A,H2B二聚体不稳定性增加③组蛋白修饰④H3组蛋白巯基暴露（三）正性调节占主导（四）转录与翻译分隔进行（五）转录后修饰、加工疏松的染色质结构上进行着旺盛的转录过程四、真核生物转录水平上的基因表达调控（一）真核基因转录1、真核基因结构（2）增强子：指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列。

（3）沉默子：某些基因含有负性调节元件——沉默子，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。3、反式作用因子（1）定义：与转录单元不在同一条DNA链上，能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件，参与调控靶基因转录效率的蛋白质。TFⅡD（TATA）、CTF（CAAT）、SP1（GGGCGG）、HSF（热激蛋白启动区）（2）反式作用因子的结构DNA结合结构域A螺旋-转折-螺旋（Helix-turn-helixB锌指结构（zincfinger）C碱性-亮氨酸拉链D碱性-螺旋-环-螺旋

I、螺旋-转折-螺旋II、锌指结构配位键2-9个定义：是一种常出现在DNA结合蛋白中的结构。由一个含有大约30个氨基酸的环和一个与环上的4个Cys或2个Cys和2个His配位的Zn构成，结构像手指状。

Cys2/Cys2锌指Cys2/His2锌指见于甾体激素受体见于SP1，TFⅢA等转录因子SP1（