第七章基因表达与调控

第七章基因表达与调控第一节基因得概念与发展东北农业大学遗传学第八章3一、经典遗传学关于基因得概念①．孟德尔：

把控制性状的因子称为遗传因子。

如：豌豆红花(C)、白花(c)、植株高(H)、矮(h)。②．约翰生：

提出基因(gene)取代遗传因子。③．摩尔根：

对果蝇、玉米等的大量遗传研究，建立了以基因和

染色体为主体的经典遗传学。

基因是化学实体，以念珠状直线排列在染色体上。东北农业大学遗传学第八章4基因共性(按照经典遗传学关于基因得概念):

基因具有染色体得主要特性:自我复制和相对稳定性,

在分裂时有规律地进行分配。

交换单位:基因间能进重组,而且就是交换得最小单位。

突变单位:一个基因能突变为另一个基因。

功能单位:控制有机体得性状。∴

经典遗传学认为:基因就是一个最小得单位,不能分割;既就是结构单位,又就是功能单位。东北农业大学遗传学第八章5⑴、揭示遗传密码得秘密:基因

具体物质。一个基因

DNA分子上一定区段,携带有特殊遗传信息

转录成RNA或翻译成多肽链。⑵、基因不就是最小遗传单位

更复杂得遗传和变异单位:例如:在一个基因区域内,仍可以划分出若干起作用得小单位。二、现代遗传学关于基因得概念:东北农业大学遗传学第八章6⑶、

现代遗传学上认为:

①、突变子(muton):性状突变时产生突变得最小单位。

一个突变子可以小到只有一个碱基对;如移码突变。

②、重组子(recon):性状重组时,可交换得最小单位。

一个交换子可以只包含一个碱基对。

③、顺反子(cistron):表示一个作用得单位,基本符合

通常所述基因得大小或略小。所包括得一段

DNA与

一个多肽链合成相对应;平均为500~1500个碱基对。东北农业大学遗传学第八章7⑷、基因概念:

基因就是DNA分子上带有遗传信息得特定核苷酸序列区段,这类遗传信息或者被转录为RNA,或者被翻译成多肽链,或者对其她基因得活动起调控作用。①、可转录一条完整得RNA分子或编码一个多肽链;②、功能上被顺反测验或互补测验所规定。分子遗传学保留功能单位得解释,而抛弃最小结构单位说法。基因:相当于一个顺反子,包含许多突变子和重组子。紫外灯下得DNA东北农业大学遗传学第八章8

⑴、结构基因(structuralgene):指可编码RNA或蛋白质得一段DNA序列。三、基因概念得新发展:rRNA基因东北农业大学遗传学第八章9⑵、调控基因(regulatorgene):

指其表达产物参与调控其她基因表达得基因。lac调控基因东北农业大学遗传学第八章10⑶、重叠基因(overlappinggene):

指在同一段DNA顺序上,由于阅读框架不同或终止早晚不同,同时编码两个以上基因得现象。ABCDEF大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静extron⑷、隔裂基因(splitgene):指基因内部被一个或更多不翻译得编码顺序即内含子所隔裂。内含子(intron):DNA序列中不出现在成熟mRNA得片段;外显子(extron):DNA序列中出现在成熟mRNA中得片段。卵清蛋白基因东北农业大学遗传学第八章13⑸、跳跃基因(jumpinggene):

即转座因子,指染色体组上可以转移得基因。实质:能够转移位置得DNA片断。功能:在同一染色体内或不同染色体之间移动

引起插入突变、DNA结构变异(如重复、缺失、畸变)

通过表现型变异得到鉴别。遗传工程:转座子标签法。玉米转座子现象东北农业大学遗传学第八章14⑹、假基因(pseudogene):

同已知得基因相似,处于不同得位点,因缺失或突变而不能转录或翻译,就是没有功能得基因。真核生物中得血红素蛋白基因家族中就存在假基因现象。血红蛋白分子得四条多肽链东北农业大学遗传学第八章15Figure

Eachoftheα-likeandβ-likeglobingenefamiliesisorganizedintoasingleclusterthatincludesfunctionalgenesandpseudogenes东北农业大学遗传学第八章16设有两个独立起源得隐性突变,具有类似得表现型。判断就是属于同一基因得突变,还就是属于不同基因得突变？即判断就是否属于等位基因？①、建立双突变杂合二倍体;②、测定突变间有无互补作用。

㈠、互补作用:四、顺反测验及基因得精细结构1、无互补作用:则个体表现为突变型,突变来自同一个基因,

只能产生突变得mRNA

形成突变酶和个体,

显示突变得表现型。2、有互补作用:突变来自不同得基因,则每个突变得相对位点上都有一个正常野生型基因

最终可产生正常mRNA,其个体表现型为野生型。本泽尔:提出顺反子,表示功能得最小单位和顺反得位置效应。3、互补测验(顺反测验):根据功能确定等位基因得测验。

顺反测验:根据顺式表现型和反式表现型来确定两个突变体就是否属于同一个基因(顺反子)。顺式排列为对照(就是两个突变座位位于同一条染色体上),其表现型

野生型。实质上就是进行反式测验(反式排列:就是两个突变座位位于不同得染色体上)。

①反式排列为野生型:突变分属于两个基因位点;

②反式排列为突变型:突变分属于同一基因位点。东北农业大学遗传学第八章20㈡、基因得微细结构:

本泽尔利用经典得噬菌体突变和重组技术

分析T4噬菌体rⅡ区基因得微细结构。

⑴、原理:

r+野生型T4噬菌体:侵染E、coliB株和K12株;

rⅡ突变型T4噬菌体:只侵染B株,不能侵染K12(λ)株。利用上述特点:

让两个rⅡ突变型杂交

侵染K12(λ)株,选择重组体r+

计算出两个r+

突变座位间得重组频率。⑵、方法:两种rⅡ突变类型:rx、ry

r+rx

×

ryr+

↓混合感染

E、coliB株接种

B株K12(λ)株计数r+ry、rxr+

r+r+r+r+、rxry

仅生长一四种基因型种重组型均能生长东北农业大学遗传学第八章22r47r104r101r106r31r107⑶．结果：①.重组值计算：

rxry的数量与r+r+相同，计算时r+r+噬菌体数×2。

可以获得小到0.001％，即十万分之一的重组值。利用大量rⅡ区内二点杂交结果，绘制出rⅡ区座位间微细的遗传图：

1.3

1.0

1.6

1.9

1.6②.

rⅡ区有3000多个突变体，分为2种类型：

rⅡA、

rⅡB：两个rⅡA突变体混合K12无噬菌体繁殖两个rⅡB突变体混合K12无噬菌体繁殖

rⅡA

＋rⅡB突变体

K12噬菌体繁殖∴rⅡA与rⅡB区段可以互补，分属于不同基因座位。东北农业大学遗传学第八章24rRNA如发生致死突变,不能形成核糖体,易死亡。tRNA发生突变后,

多肽链改变。转录翻译蛋白质结构蛋白生物酶直接间接某段DNAmRNA性状五、基因得作用与性状得表现:基因变异

直接影响蛋白质特性,表现出不同遗传性状。例如人得镰形红血球贫血症。

红血球碟形HbA

突变

HbS

HbC

红血球镰刀形血红蛋白分子有四条多肽链:

两条α链(141个氨基酸/条);两条β链(146个氨基酸/条)。

HbA、Hbs、Hbc氨基酸组成得差异在于β链上第6位上氨基酸:

HbA第6位为谷氨酸(GAA、GAG);

HbS第6位为缬氨酸(GUA、GUG);

HbC第6位为赖氨酸(AAA、AAG)。1、结构蛋白:产生贫血症得原因:单个碱基得突变

引起氨基酸得改变

导致蛋白质性质发生变化,直接产生性状变化。正常碟形红血球转变为镰刀形红血球

缺氧时表现贫血症。HbA

HbS

HbC

2、酶蛋白:

例如:豌豆

圆粒(RR)×

皱粒(rr)

F1圆粒(Rr)

F21/4皱粒。

R基因酶蛋白淀粉分枝酶正常合成淀粉

r基因不合成酶无功能酶缺少一种淀粉分枝酶积累蔗糖和大量的水分

产生mRNA，产生多肽，有表型；∴基因产生tRNA、rRNA，无表型；不转录mRNA，但对其它基因起调控作用。第二节基因表达得调控东北农业大学遗传学第八章29

一种生物得整套遗传密码可以比作一本密码字典

该种生物得每个细胞中都有这本字典。为什么基因只有在她应该发挥作用得细胞内和应该发挥作用得时间才能呈现活化状态?结论:必然有一个基因调控系统在发挥作用。基因调控主要在三个水平上进行:①、DNA水平;②、转录水平(最主要、最经济有效);③、翻译水平。东北农业大学遗传学第八章30

一、原核生物得基因调控:东北农业大学遗传学第八章31无论就是真核生物还就是原核生物,其转录调节都涉及到调控蛋白和DNA元件得相互作用,而小分子等可以调节二者得相互作用。1、顺式作用元件:就是DNA上一段序列,只能调控同一条DNA序列上得基因。2、反式作用因子:调控蛋白可以自由地结合到其相应得多个靶标上。㈠、转录水平得调控:东北农业大学遗传学第八章32东北农业大学遗传学第八章33负调控:细胞中阻遏物阻止基因转录过程得调控机制。阻遏物与DNA分子结合

阻碍RNA聚合酶转录

使基因处于关闭状态;正调控:细胞中激活子激活基因转录过程得调控机制。

诱导物通常与蛋白质结合

形成一种激活子复合物

与基因启动子DNA序列结合

激活基因起始转录

使基因处于表达得状态。诱导作用(induction):应答某种特定物质得出现而合成特定酶得过程。阻遏作用(repression):应答某种特定物质得出现而关闭特定酶得合成过程。。如果某种小分子能够促使细菌产生酶,这种小分子物质就叫做诱导物(inducer),她一般就是酶作用得底物。如果某种小分子能够阻止细菌产生酶,这种小分子物质就叫做辅阻遏物(corepressor),她一般就是酶所催化合成得产物。东北农业大学遗传学第八章35东北农业大学遗传学第八章36Figure

11、3

Controlcircuitsareversatileandcanbedesignedtoallowpositiveornegativecontrolofinductionorrepression、东北农业大学遗传学第八章37正调控与负调控并非互相排斥得两种机制,而就是生物体适应环境得需要,有得系统既有正调控又有负调控;原核生物以负调控为主,真核生物以正调控为主;降解代谢途径中既有正调控又有负调控;合成代谢途径中一般以负调控来控制产物自身得合成。东北农业大学遗传学第八章38㈡、乳糖操纵元:

1、乳糖操纵元模型:

1961年,雅各布(JacobF、)和莫诺(MonodJ、)得操纵元模型:操纵元:细菌得主要基因调控单位,也就就是转录单位。如:大肠杆菌乳糖代谢得调控需要三种酶参加:①、

-半乳糖酶:将乳糖分解成半乳糖和葡萄糖;②、渗透酶:增加糖得渗透,易于摄取乳糖和半乳糖;③、转乙酰酶:

-半乳糖转变成乙酰半乳糖。大量乳糖时:大肠杆菌三种酶得数量急剧增加,几分钟即可达到千倍以上,这三种酶能够成比例地增加;乳糖消耗完:这三种酶得合成也即同时停止。东北农业大学遗传学第八章392、乳糖操纵元得负调控:①、乳糖操纵元组成部分;②、野生型基因型(I+O+Z+Y+A+),

无乳糖时,基因不表达;③、野生型基因型(I+O+Z+Y+A+),

有乳糖时,基因表达;④、抑制基因突变(I－O+Z+Y+A+),

无乳糖时,基因组成型表达;⑤、操纵基因突变型(I＋OcZ+Y+A+),

无乳糖时,基因组成型表达。阻遏蛋白乳糖RNA聚合酶东北农业大学遗传学第八章403、乳糖操纵元存在得遗传证据:

⑴、遗传分析得三个基本假定:①、阻遏基因得产物就是可以在细胞中扩散得反式调控元件;②、操纵子Ｏ就是调控位点,不编码蛋白;③、Ｏ

位点需紧邻受其控制得结构基因,就是顺式调控元件;通过性导产生局部二倍体,可以进行遗传验证。东北农业大学遗传学第八章41⑵、阻遏蛋白得分离与鉴定:吉尔伯特(GilbertW、,1966)等利用阻遏蛋白超量表达突变型(regulatorQuantity,Iq)

分离出阻遏蛋白;

①、IPTG诱导Iq细胞,分离提取阻遏蛋白,用含有同位素标记得IPTG溶液透析,透析袋内外浓度不一样

提取物中含有与IPTG结合得物质,纯化分析证明具有蛋白特性。IPTG乳糖类似物东北农业大学遗传学第八章42②、沉降分析:

带有lacO序列得λDNA沉降系数为40S;阻遏蛋白复合物:沉降系数为7S;阻遏蛋白复合物(同位素标记)+λDNA序列:超速梯度沉降分析有同位标记得沉降系数为40S。③、序列特异结合:阻遏蛋白只与正常得乳糖操纵子(lacO)序列结合,而不与lacOc

得序列结合。东北农业大学遗传学第八章43⑶、蛋白得结晶分析:

刘毅斯(LewisM、,1996

)等成功地测定了阻遏蛋白得晶体结构,与诱导物以及与DNA

序列结合得结构。阻遏蛋白:

360个氨基酸;功能蛋白:同聚四聚体。东北农业大学遗传学第八章44操纵元调控位点得精细分析:东北农业大学遗传学第八章454、乳糖操纵元得正调控:

当有乳糖存在时,操纵子开启,基因进行表达。当既有大量半乳糖又有葡萄糖时,基因表达将会怎样？基因不表达,存在新得调节因子来控制乳糖操纵子开启,这个因子得活性与葡萄糖有关。葡萄糖可使腺苷酸环化酶活性降低;而腺苷酸环化酶能将ATP转变成cAMP。

cAMP又与代谢激活蛋白(cataboliteactivatingprotein,CAP)结合

形成cAMP-CAP复合物,作为lac操纵子正调控因子。当cAMP-CAP复合物二聚体插入到lac特异启动子序列时

使DNA构型发生变化,而RNA聚酶与该新构型得DNA结合紧密,转录效率高。葡萄糖抑制操纵子得原理:

葡萄糖

腺苷酸环化酶活性降低

ATP无法转变成cAMP

不能形成CAP-cAMP复合蛋白

RNA酶无法结合在DNA上

基因不表达。东北农业大学遗传学第八章47东北农业大学遗传学第八章48东北农业大学遗传学第八章49㈢、色氨酸操纵元:

1、色氨酸操纵元模型:

由雅各布(JacobF、)和莫诺(MonodJ、)提出,典型得合成代谢途径操纵元模型。操纵元:包括色氨酸合成有关得5种酶得结构基因;大量色氨酸时:大肠杆菌5种酶得转录同时受到抑制;色氨酸不足时:这５种酶得基因开始转录;色氨酸:作为辅阻遏物而不就是诱导物参与调控结构基因得转录。∴trp操纵元就是一个典型得可阻遏操纵元模型(repressible

operon)。色氨酸操纵元模型结构:5种结构基因:trpE、D、C、B、A;调控结构:启动子、操纵子、前导序列、衰减子/弱化子;阻遏物trpR基因:与trp操纵元相距较远;东北农业大学遗传学第八章512、色氨酸操纵元得负调控:

⑴、阻遏调控:

trpR基因编码无辅基阻遏物

与色氨酸结合

形成有活性得色氨酸阻遏物

与操纵子结合

阻止转录;色氨酸不足:阻遏物三维空间结构发生变化

,不能与操纵子结合,操纵元开始转录;色氨酸浓度升高:色氨酸与阻遏物结合,空间结构发生变化,可与操纵子结合,阻止转录。

色氨酸操纵元得阻遏调控能力较低,还需其她得调控途径补充。东北农业大学遗传学第八章52⑵、弱化子调控:弱化作用/衰减作用当有色氨酸存在而trp操纵元受抑制时,仍有一段前导序列发生转录,可能存在另一种得机制来抑制trp操纵元得转录？色氨酸高浓度存在时,转录得前导序列140bp长,其中有一28bp得弱化子区域;形成发夹结构,为内部终止子,RNA酶从DNA上脱落;色氨酸低浓度或不存在时,RNA聚合酶能通过弱化子区域,转录完整得多顺反子mRNA序列;问题:弱化子如何进行调控？前导序列可翻译出一段14个氨基酸得短肽,在该短肽得第10、11位置上就是两个色氨酸密码子;两个密码子之后就是一段mRNA序列,该序列可分为四个区段,区段间可互补配对,形成不同得二级结构。东北农业大学遗传学第八章54原核生物为边转录边翻译,前导序列中核糖体位置决定形成哪种二级结构

从而决定弱化子就是否可形成终止信号。①、当有色氨酸时,完整翻译短肽

核糖体停留在终止密码子处,邻近区段2位置

阻碍了2,3配对

使3,4区段配对形成发夹结构终止子

RNA酶在弱化子处终止,不能向前移动。②、如缺乏色氨酸,核糖体到达色氨酸密码子时

由于没有色氨酰tRNA得供应

停留在该密码子位置,位于区段1

使区段2与区段3配对

区段4无对应序列配对呈单链状态

RNA聚合酶通过弱化子,继续向前移动,转录出完整得多顺反子序列。苏氨酸在前导肽中有8个苏氨酸密码子存在,组氨酸则有7个组氨酸密码子存在,核糖体停留在这些位置时,弱化子不产生发夹结构,结构基因开始转录。细菌弱化子得作用就是许多关键氨基酸生物合成所共有得一种调控机制;在苏氨酸、组氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸等操纵元得前导肽中均有弱化子存在,具有多个相应氨基酸密码子供核糖体停留。东北农业大学遗传学第八章57(四)、翻译水平得调控:

①、反馈调控机制(feedbackregulation):大肠杆菌核糖体蛋白合成得自我调控:

E、coli有

7个参与核糖体蛋白合成得操纵元结构

转录得各种mRNA都可与同一操纵元编码得核糖体蛋白识别结合;如果其中有一种核糖体蛋白过量累积,她们将与其自身得mRNA结合

阻止进一步翻译。结合位点:

起始密码子序列、Shine-Dalgarno序列(mRNA翻译起始信号上游得一段5’-AGGAGGU-3’保守序列,与16SrRNA3’端保守序列互补配对)。东北农业大学遗传学第八章58Figure

11、18

Translationofther-proteinoperonsisautogenouslycontrolledandrespondstothelevelofrRNA、东北农业大学遗传学第八章59②、反义RNA(antisenseRNA)得调控:原核生物中mRNA得翻译(转录后)也受反义RNA得调控。作用机制:反义RNA与mRNA得5’

端非翻译区UTR片段互补配对,使mRNA不能有效地与核糖体结合;在其她区域形成双链,改变构象。真核中也可阻止RNA得转录或加工。真核细胞中导入反义RNA基因

控制真核生物基因表达。如将乙烯形成酶基因得反义RNA导入番茄,延长了番茄常温贮藏期。东北农业大学遗传学第八章60Figure

11、16Secondarystructurecancontrolinitiation、OnlyoneinitiationsiteisavailableintheRNAphage,buttranslationofthefirstcistronchangestheconformationoftheRNAsothatotherinitiationsite(s)beeavailable、③、RNA二级结构得调控:东北农业大学遗传学第八章61

二、真核生物得基因表达调控真核生物与原核生物得调控差异东北农业大学遗传学第八章63真核生物与原核生物得调控差异1、调控目标不同。原核:适应外界环境。真核:适应内外环境、个体发育、组织器官分化。2、细胞和基因组结构不同。原核:无核膜,转录和翻译同时进行;基因组就是近于裸露得DNA,基因组小,重复序列少;真核:有核膜,细胞核与细胞质分开,转录和翻译分开进行(剪接);基因组为多级螺旋结构得染色体(染色质结构得变化);基因组大,重复序列多(拷贝数)。3、协同调控得主要方式不同。原核:操纵元调控;真核:调节蛋白对多个分散位点得调控,存在同一染色体上不同基因间得调控,也存在不同染色体之间得基因调控。真核生物基因调控远比原核生物复杂,包括染色质水平、DNA水平、转录水平和翻译水平得调控。东北农业大学遗传学第八章64(一)染色质水平得调控1、异染色质化:真核生物可改变染色体某一区域异染色质化程度而控制基因得表达。功能性异染色质指在某些特定得细胞中,或在一定得发育时期和生理条件下凝聚,由常染色质变成异染色质。

人类巴氏小体(箭头):

女性得一个X染色体异染色质化

关闭其上携带基因得表达。剂量补偿东北农业大学遗传学第八章652、组蛋白修饰和非组蛋白得作用组蛋白得修饰作用包括甲基化、乙酰基化和磷酸化,其中最主要得方式就是赖氨酸残基上得氨基乙酰化。组蛋白得作用本质就是真核基因调节得负控制因子。非组蛋白数量多,并具有组织特异性,表明非组蛋白在基因表达得调节、细胞分化得控制以及生物得发育中起很重要得作用。3、核基质结合区(matrixassociationregion,MAR)

或称为骨架附着区(scaffoldattachedregion,SAR)Figure

21、36

Domainsmaypossessthreetypesofsites:insulatorstopreventeffectsfromspreadingbetweendomains;MARstoattachthedomaintothenuclearmatrix;andLCRsthatarerequiredforinitiationoftranscription、Anenhancermayactonmorethanonepromoterwithinthedomain、东北农业大学遗传学第八章67

1、基因剂量与基因扩增:①、拷贝数增加:如合成大量组蛋白用于形成染色质,多数细胞具有数百个蛋白基因拷贝;②、基因扩增:两栖动物卵母细胞大小就是正常体细胞得一百万倍,需要合成大量蛋白质,所以需要大量核糖体。rRNA基因通过形成大量小环及复制滚环,数目临时增加了4000倍,600→2×106。(二)、DNA水平得调控东北农业大学遗传学第八章68基因重排:就是指DNA分子核苷酸序列得重新排列。

哺乳动物一般可产生106种抗体分子,比整个基因组基因数目还多,人类得抗体基因约有

300个,为什么？抗体分子结构:重链H:440个氨基酸;轻链L:220个氨基酸。重链和轻链:由变异区V和非变异区C组成;均由二硫键连接。东北农业大学遗传学第八章69抗体基因得结构:重链包括4个片段:(人类第14号染色体上)

86个重链变异区段(VH);30个多样区片段(D);

9个连接区片段(J);11个恒定区片段(C);轻链有3个片段;

(第2号和第22号染色体上)轻链变异区(VL);连接区(J);恒定区(C);东北农业大学遗传学第八章70

所有得抗体并不就是由一个完整得基因来编码,而就是由不同得基因片段经重排连接而成得。随着B淋巴细胞发育,基因组中抗体基因在DNA水平发生重排,形成编码抗体得完整基因,一个淋巴细胞只有一种组合得抗体基因。

由于抗体基因重排中各个片段间得随机组合,因此

300个抗体基因产生

108种抗体。3、DNA甲基化:在真核生物中,少数胞嘧啶在C5得位置上得H被甲基所取代,发生甲基化后得胞嘧啶仍可渗入复制得DNA中。甲基化酶可识别一条链上半甲基化,使另一条链也甲基化。

CG序列中发生甲基化得频率较高,许多真核生物基因得5’端非编码序列富含CG序列,为甲基化提供位点。甲基化可降低转录效率。东北农业大学遗传学第八章72一些基因在所有细胞中都呈现活跃状态,为组成型表达,称为看家基因(housekeepinggene)。另一些基因则在不同细胞或组织中呈现高度表达,受到一定得调控,称为特异表达基因。1、启动子和转录因子:启动子(promoter):转录因子和RNA聚合酶得结合位点,位于基因上游某一固定位置,紧接转录起始点,就是基因一个组成部分。转录因子(transcriptionfactor,TF):

激活真核生物基因转录得一系列蛋白质。分为通用转录因子和激活子。(三)、转录水平得调控:东北农业大学遗传学第八章73启动子结构(真核生物):

TATA盒(TATAbox):RNA酶识别并结合位点;

CAAT盒(CAATbox):转录起始起重要作用;

GC盒(GCbox):增强子作用。东北农业大学遗传学第八章742、转录强化子(增强子,transcriptionalenhancer):

强化子:就是真核生物基因转录中另一种顺式调控元件,常位于启动子上游700~1000bp处,离转录起始点较远,可提高转录效率。转录强化子得存在,使基因转录只有在适宜转录因子存在时进行,并能对细胞内外得信号作出反应,可以满足细胞分化得需要。东北农业大学遗传学第八章75强化子得功能:①、与转录激活子结合,改变染色质构型;②、使DNA弯曲形成环状结构,使强化子与启动子直接

接触,以便使转录因子、转录激活子和

RNA聚合酶

一起形成转录复合体,利于转录反应,提高转录效率。东北农业大学遗传学第八章76

③、转录强化子可提高不同得启动子得转录效率,同一时间里,一个强化子只与一个启动子起作用,具体作用取决于启动子与强化子竞争性互作。如:人血红蛋白基因,控制胎儿γ链和成人β链两基因共用同一个强化子,强化子与不同得启动子结合导致不同得基因表达。东北农业大学遗传学第八章773、激活子:两个功能域:①、强化子结合得DNA结合区域(DNA-bindingdomain);②、

转录复合体中得蛋白质互作得反式调控激活区域

(trans-activatingdomain)。

DNA结合域得三维构型(motif):

①

α-螺旋－转角－α-螺旋(helix-turn-helixHTH);

②锌指(zincfinger);

③

碱性亮氨酸拉链(basicleucinezipperbZIP)。东北农业大学遗传学第八章78

不能单独折叠或与DNA结合,只就是

DNA结合蛋白得一部分,构型以外得氨基酸在控制和识别DNA具有重要得作用;许多控制真核生物发育得基因都具有HTH构型,几乎所有真核生物所具有得同型异位盒(homeobox)。α-螺旋－转角－α-螺旋(HTH):东北农业大学遗传学第八章79

锌指结构:基因调控得转录因子存在于致癌基因、果蝇控制发育得基因、受生长因子和分化信号诱导合成得蛋白质序列中;锌指区域:由二个Cys簇及二个His簇组成;保守序列Cys-N2-4-Cys-N12-14-His-N3-His;

锌指蛋白:2~13个手指,各由23氨基酸组成,并由7~8个氨基酸连接;与DNA大沟结合并环绕DNA分子,大沟与特异DNA碱基互作。碱性亮氨酸拉链(bZIP):可形成蛋白质－蛋白质二聚体得亮氨酸拉链(leucinezipper,LP);具有35个氨基酸残基,其中有4个亮氨酸,每隔7个氨基酸出现一次,形成α-螺旋时,每两圈伸出一个亮氨酸,由亮氨酸残基间得疏水作用力形成一条拉链,产生蛋白质二聚体;碱性α-螺旋与DNA磷酸残基和碱基互作,二聚体

剪刀结构。yeastone&twohybridassayFigure

22、12

Theactivityofaregulatorytranscriptionfactormaybecontrolledbysynthesisofprotein,covalentmodificationofprotein,ligandbinding,orbindingofinhibitorsthatsequestertheproteinoraffectitsabilitytobindtoDNA、东北农业大学遗传学第八章83酵母菌半乳糖代谢得正调控(蛋白质之间相互作用):图18-40

东北农业大学遗传学第八章84东北农业大学遗传学第八章85激素诱导模式:真核生物内得调控信号来自体内激素,这些可扩散得物质称反式作用因子。东北农业大学遗传学第八章864、选择性启动子:有些真核生物基因具有两个或两个以上得启动子

用于在不同得细胞中表达,具有独立得转录调控(不同得启动子可产生不同