分子生物学课件第十一章真核生物的基因表达调控精Word文档下载推荐.docx

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核的全能性：

细胞核内保存了个体发育所必需的全部基因。

核的全能性：

第十一章真核生物基因表达的调控

DNA水平的调控2DNA水平的调控基因扩增增加基因的拷贝数。

增加基因的拷贝数。

非洲爪蟾卵母细胞rRNA基因卵裂时，rRNA基因卵裂时☆非洲爪蟾卵母细胞rRNA基因卵裂时，扩增4000倍4000倍，达1012个核糖体药物：

☆药物：

诱导抗药性基因的扩增肿瘤细胞：

☆肿瘤细胞：

原癌基因拷贝数异常增加基因重排如免疫球蛋白基因重排，多样性。

如免疫球蛋白基因重排，多样性。

DNA水平的调控2DNA水平的调控染色质结构的改变染色质是真核基因组DNA的主要存在形式，染色质是真核基因组DNA的主要存在形式，核小DNA的主要存在形式体是构成染色质的基本单位。

DNA结合组蛋白核心结合组蛋白体是构成染色质的基本单位。

DNA结合组蛋白核心形成核小体，妨碍了与转录因子及RNARNA聚合酶的靠形成核小体，妨碍了与转录因子及RNA聚合酶的靠近和结合，使基因的活性受到抑制。

近和结合，使基因的活性受到抑制。

可通过改变染色质的结构来调节基因的活性。

色质的结构来调节基因的活性。

常染色质:

结构松散，☆常染色质:

结构松散，基因表达异染色质:

结构紧密，☆异染色质:

结构紧密，基因不表达有基因表达活性的染色质DNADNaseⅠ更敏DNA对☆有基因表达活性的染色质DNA对DNaseⅠ更敏DnaseⅠ的敏感性,感，即DnaseⅠ的敏感性,可作为该基因的转录活性的标志染色质改变模型：

占先模型和动态模型。

☆染色质改变模型：

染色质结构改变模型染色质结构改变模型-占先模型决定的因素是转录因子和组蛋白谁先占据调控位点。

决定的因素是转录因子和组蛋白谁先占据调控位点。

染色质的占先模型提出：

如在启动子上已形成了核小体，成了核小体，那么转录因子和RNARNA聚合酶是不因子和RNA聚合酶是不能和启动子结合的；

能和启动子结合的；

如转录因子和RNARNA聚合酶转录因子和RNA聚合酶在启动子上已建立了稳定的起始复合体，那么定的起始复合体，组蛋白将被排除在外。

组蛋白将被排除在外。

染色质结构改变模型染色质结构改变模型-动态模型该模型认为：

转录因子与组蛋白处于动态竞争中。

该模型认为：

一些转录因子结合DNA时可裂解核小体，一些转录因子结合DNA时可裂解核小体，或建立一DNA时可裂解核小体个可产生核小体定位结合位点的边界。

该过程需ATP个可产生核小体定位结合位点的边界。

该过程需ATP水解提供能量。

水解提供能量。

染色质的转录依赖于那些通过水解ATP提供能量提供能量，ATP提供能量，从特异DNADNA序列取特异DNA序列取代核小体的因子

DNA水平的调控2DNA水平的调控组蛋白的修饰乙酰化、甲基化和磷酸化等乙酰化、甲基化和磷酸化等。

改变组蛋白表面电荷，影响核小体结构，进而调节基因活性。

电荷，影响核小体结构，进而调节基因活性。

☆组蛋白H4的乙酰化不足（underacetylation）是组蛋白H4的乙酰化不足（underacetylation）是H4的乙酰化不足（underacetylation）雌性哺乳动物一条X染色体失活的原因之一。

雌性哺乳动物一条X染色体失活的原因之一。

DNA的甲基化DNA的甲基化CpG：

CpG岛（CpGislands），CpG分布比较CpG：

即CpG岛（CpG-richislands），CpG分布比较集中的区域，集中的区域，某些基因上游的转录调控区及其附近也存在CpGCpG岛其附近也存在CpG岛。

☆甲基化程度高：

基因表达降低甲基化程度高：

去甲基化：

☆去甲基化：

基因表达增加第十一章真核生物基因表达的调控

鸡卵黄蛋白原基因5端调节区有端调节区有4CpG位点鸡卵黄蛋白原基因5’端调节区有4个CpG位点

－620D

－611C

－586－527BA

5’3’

GCGCGC

CCGGGC

3’5’

同裂酶检测甲基化位点

MspⅠ

HpaⅡ

亲本印记（imprinting）亲本印记（imprinting）印记:

来源于父母本的一对等位基因表达不同。

印记:

甲基化的影响）（甲基化的影响）

IGF-胰岛素样生长因子Ⅱ）如源于父本的IGF-Ⅱ（胰岛素样生长因子Ⅱ）基因可表达，而源于母本的则不能表达。

基因可表达，而源于母本的则不能表达。

此是IGF-已被甲基化，由于卵母细胞中的IGF-Ⅱ已被甲基化，而精子IGF-未被甲基化，中的IGF-Ⅱ未被甲基化，所以这一对等位基因在合子中表现不同。

在合子中表现不同。

印记失真可导致遗传病：

亨廷顿氏舞蹈病！

印记失真可导致遗传病：

如亨廷顿氏舞蹈病！

亲本印记（imprinting）亲本印记（imprinting）

IGF亲本的IGF-Ⅱ等位基因在早期胚中被差异甲基化，中被差异甲基化，在成体形成配子时仍保留原甲基化的模式。

化的模式。

3转录水平的调控（cis:

真核生物结构基因上顺式作用元件（cis-actingelement）:

真核生物结构基因上游的调控区存在的相似或一致性的DNA序列，DNA序列游的调控区存在的相似或一致性的DNA序列，如启动子、增强子等。

如启动子、增强子等。

反式作用因子（trans-actingfactor）:

直接或间接辨认、反式作用因子（transfactor）直接或间接辨认、件并影响其功能的蛋白质，结合顺式作用元件并影响其功能的蛋白质，如转录因子等。

转录因子等。

真核与原核生物转录调控的区别原核：

功能相关的基因形成操纵子；

真核：

⑴原核：

NO!

原核：

调控元件少；

⑵原核：

多！

负调控为主；

正调控为主！

⑶原核：

无染色质改型；

⑷原核：

有！

真核与原核生物转录调控的区别

3转录水平的调控顺式作用元件启动子、增强子、沉默子、绝缘子等！

启动子、增强子、沉默子、绝缘子等！

结构基因-GCGC---CAAT---TATA

转录起始增强子TATA盒CAAT盒GC盒

顺式作用元件启动子（⑴启动子（Promoter））启动子：

RNA聚合酶识别、启动子：

指RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段聚合酶识别DNA序列序列。

DNA序列。

它还包括一些调节蛋白因子的结合位点。

核心启动子成分，①核心启动子成分，如TATA框；

起始子序列；

②起始子序列；

上游启动子成分，CAAT框,GC框③上游启动子成分，如CAAT框,GC框。

影响基因转录的效率和频率！

影响基因转录的效率和频率！

顺式作用元件增强子（enhancer）⑵增强子增强子：

位于结构基因附近，增强子：

位于结构基因附近，远离转录起始点（1～30kb），能够增强该基因转录活性的一段30kb），能够增强该基因转录活性的一段），DNA顺序称为增强子顺序称为增强子。

DNA顺序称为增强子。

特点：

具有远距离效应。

Ⅰ具有远距离效应。

无方向性。

Ⅱ无方向性。

顺式调节。

Ⅲ顺式调节。

无基因的特异性,无种属特异性但有组织、Ⅳ无基因的特异性,无种属特异性但有组织、细胞的特异性。

胞的特异性。

多为重复序列，内部有核心序列。

Ⅴ多为重复序列，内部有核心序列。

有相位性。

其作用和DNA的构象有关。

DNA的构象有关Ⅵ有相位性。

SV40基因表达调控区结构示意图SV40基因表达调控区结构示意图

☆增强子作用的倍加效应☆无基因专一性一般无种属特异性无种属特异性，☆一般无种属特异性，有很强的细胞型和组织特异性第十一章真核生物基因表达的调控

SV40的增强子结构SV40的增强子结构增强子单元：

增强子的基本成分，是转录因子的结合位点。

增强子单元：

SV40至少有3个不连续的21bp的增强子成分A,B,C，SV40至少有3个不连续的21bp的增强子成分A,B,C，6个增至少有21bp的增强子成分A,B,C强子单元。

强子单元。

顺式作用元件⑵增强子增强子的作用机理：

增强子的作用机理：

增强子为转录因子提供进入启动子区的位点。

①增强子为转录因子提供