八真核基因表达调控.pptx
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1、一、转录前调控一、转录前调控1、DNA水平的调控水平的调控是发育调控的一种形式是发育调控的一种形式包括:基因丢失、扩增、重排和移位等方式。包括:基因丢失、扩增、重排和移位等方式。(1)基基因因丢丢失失:在在细细胞胞分分化化时时,消消除除某某个个基基因因活活性性的的方方式式之之一一就就是是从从细细胞胞中中除除去去那那个个基基因因。目目前前认认为为这这种种调调节节方方式式主主要要是是在在较较低低等的真核生物中,如马蛔虫。等的真核生物中,如马蛔虫。(2)基基因因扩扩增增:是是指指某某些些基基因因的的拷拷贝贝数数专专一一性性大大量量增增加加的的现现象象。如如非非洲洲爪爪蟾蟾的的卵卵母母细细胞胞中中的的
2、rRNA基因在细胞分裂时迅速扩增基因在细胞分裂时迅速扩增200万个拷贝。万个拷贝。(3)基基因因重重排排:一一个个基基因因可可以以通通过过远远离离其其启启动动子子的的地地方方移移到到距距它它很很近近的的位位点点,而而被被起起动动转转录录。如:小鼠如:小鼠Ig分子基因的表达。分子基因的表达。2、X染色体失活染色体失活哺乳类动物细胞中两条哺乳类动物细胞中两条X染色体之一在发育早染色体之一在发育早期随机失活,以确保其与只有一条期随机失活,以确保其与只有一条X染色体的染色体的雄性个体内雄性个体内X染色体基因的剂量相同。染色体基因的剂量相同。二、转录调控二、转录调控1、顺式作用元件、顺式作用元件(cis
3、-actingelements)主要是起正性调控作用的主要是起正性调控作用的元件,包括启动子、增强元件,包括启动子、增强子;沉寂子(弱化子)。子;沉寂子(弱化子)。哺乳类哺乳类RNA聚合酶聚合酶启动子中常见的元件启动子中常见的元件元件名称 共 同 序 列 结 合 的 蛋 白 因 子 名称 分子量 DNA长度 TATA TATAAA TFIID30,000 10bp GC GGGCGG SP1 105,000 20bp CAAT GGCCAATCT CTF/NF1 60,000 22bp kB GGGACTTTCCNFkB44,00010bpATFGTGACGTATF?20bpOctaneATT
4、TGCATOct-176,00010bp真核与原核生物启动子的比较真核与原核生物启动子的比较原核生物原核生物TTGACA-TATAAT-起始位点起始位点-35-10真核生物真核生物增强子增强子-GC-CAAT-TATAA5mGpp起始位点起始位点-110-70-25启动子中的元件可以分为两种:启动子中的元件可以分为两种:核心启动子元件核心启动子元件(corepromoterelement,CPE)指指RNA聚合酶起始转录所必需的最小的聚合酶起始转录所必需的最小的DNA序列,序列,包括转录起始点及其上游包括转录起始点及其上游25处的处的TATA盒。盒。上游启动子元件上游启动子元件(upstrea
5、mpromoterelement,UPE)或称上游激活序列(或称上游激活序列(upstreamactivatingsequence,UAS)包括通常位于包括通常位于70bp附近的附近的CAAT盒和盒和GC盒、盒、以及距转录起始点更远的上游元件。以及距转录起始点更远的上游元件。2 2、反式作用因子、反式作用因子(trans(trans-acting factors)acting factors)以反式作用影响转录的因子以反式作用影响转录的因子(transcriptionfactors,TF),RNA聚合酶是一种反式作用因子,聚合酶是一种反式作用因子,及其他协助转录的因子包括:及其他协助转录的因子
6、包括:RNA聚合酶聚合酶的基本转录因子的基本转录因子转录因子转录因子分子量(分子量(kD)功功能能TFII-D30与与TATA盒结合盒结合TF-A12,19,35稳定稳定TF-D的结合的结合TF-B30,74帮助帮助RNA聚合酶聚合酶II与启动子区结合与启动子区结合TF-E34,37帮助帮助RNA聚合酶起聚合酶起始转录始转录3、与、与DNA结合常见的蛋白质功能域结合常见的蛋白质功能域螺旋螺旋-转角转角-螺旋螺旋(helixturnhelix,HTH)螺旋螺旋-环环-螺旋螺旋(helixloophelix,HLH)锌指(锌指(zincfinger)碱性碱性-亮氨酸拉链(亮氨酸拉链(basicle
7、ucinezipper,bZIP)同源域(同源域(Homeodomain)螺旋螺旋-转角转角-螺旋螺旋(helixturnhelix,HTH)两个两个-螺旋区和螺旋区和一个一个转角。其中转角。其中的一个被称为识的一个被称为识别螺旋区,带有别螺旋区,带有数个直接与数个直接与DNA序列相识别的氨序列相识别的氨基酸基酸。两个亲脂性两个亲脂性-螺旋,两螺旋,两个螺旋之间由环状结构个螺旋之间由环状结构相连,相连,DNA结合功能是结合功能是由一个较短的富碱性氨由一个较短的富碱性氨基酸区所决定的。基酸区所决定的。螺旋螺旋-环环-螺旋(螺旋(basichelix-loop-helix)长约长约30个个aa,其
8、中,其中4个氨基酸(个氨基酸(2个个Cys半半胱,胱,2个个His组)与组)与一个一个Zinc原子相结合。原子相结合。Zincfinger(锌指)(锌指)Leucinezippers(亮氨酸拉链)(亮氨酸拉链)亲脂性的亲脂性的螺旋,两条肽螺旋,两条肽链以此形成二聚体链以此形成二聚体,每隔每隔6个残基出现一个亮氨酸。个残基出现一个亮氨酸。Homeodomain(同源域)(同源域)长约长约60个氨基酸,其中的个氨基酸,其中的DNA结合区与结合区与helix-turn-helix相似,主要与相似,主要与DNA大沟相结合。大沟相结合。4、转录活化结构域、转录活化结构域带有负电荷的螺旋结构带有负电荷的螺
9、旋结构富含谷氨酰胺的结构富含谷氨酰胺的结构富含脯氨酸的结构富含脯氨酸的结构三、转录后调控三、转录后调控1、RNA加工成熟加工成熟无论是无论是rRNA、tRNA、mRNA,转录后都必须经过加,转录后都必须经过加工,才能成为有功能的分子。工,才能成为有功能的分子。2、转录后加工的多样性、转录后加工的多样性(1)简单转录单位)简单转录单位编码产生一个多肽,转录后加工有编码产生一个多肽,转录后加工有3种形式。种形式。基因没有内含子,转录后无需加工,也没基因没有内含子,转录后无需加工,也没poly(A),如组蛋白基因。如组蛋白基因。没有内含子,无需剪切,但需要加没有内含子,无需剪切,但需要加poly(A
10、)尾,尾,如如-干扰素基因。干扰素基因。有内含子,需要加工,及加有内含子,需要加工,及加poly(A)尾。尾。(2)复杂转录单位)复杂转录单位转录产物可通过不同的方式加工成两个或两转录产物可通过不同的方式加工成两个或两个以上的个以上的mRNA。利用多个剪接位点产生不同的蛋白质。利用多个剪接位点产生不同的蛋白质。有一个起始位点,但有多个加有一个起始位点,但有多个加poly(A)位点,不位点,不同的剪接方式可得到不同的蛋白质。同的剪接方式可得到不同的蛋白质。四、翻译调控四、翻译调控1、蛋白质合成的起始、蛋白质合成的起始-扫描模式扫描模式40S核糖体首先与核糖体首先与mRNA5端处结合,向端处结合,
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