《真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控》ppt課件-文庫吧
2025-04-16 22:13 本頁面
【正文】 作用為主。即多數(shù)真核基因在沒有調(diào)控蛋白作用時是不轉(zhuǎn)錄的，需要表達時就要有激活的蛋白質(zhì)來促進轉(zhuǎn)錄。因此，真核基因表達以正性調(diào)控為主導(dǎo)。 ? 三、真核基因轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控 真核細胞的三種 RNA聚合酶 (Ⅰ 、 Ⅱ 和 Ⅲ )中，只有 RNA聚合酶 Ⅱ 能轉(zhuǎn)錄生成 mRNA，以下主要討論 RNA聚合酶 Ⅱ 的轉(zhuǎn)錄調(diào)控。 ?(一 )順式作用元件 (cis acting elements) 真核基因的順式調(diào)控元件是基因周圍能與特異轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合而影響轉(zhuǎn)錄的 DNA序列。其中主要是起正性調(diào)控作用的順式作用元件，包括啟動子 (promoter)、增強子 (enhancer)；近年又發(fā)現(xiàn)起負性調(diào)控作用的元件靜止子 (silencer) ? 與原核啟動子的含義相同，是指 RNA聚合酶結(jié)合并啟動轉(zhuǎn)錄的 DNA序列。 但真核啟動子間不像原核那樣有明顯共同一致的序列，而且單靠 RNA聚合酶難以結(jié)合 DNA而起動轉(zhuǎn)錄，而是需要多種蛋白質(zhì)因子的相互協(xié)調(diào)作用，不同蛋白質(zhì)因子又能與不同 DNA序列相互作用，不同基因轉(zhuǎn)錄起始及其調(diào)控所需的蛋白因子也不完全相同，因而不同啟動子序列也很不相同，要比原核更復(fù)雜、序列也更長。 真核啟動子一般包括轉(zhuǎn)錄起始點及其上游約 100－200bp序列，包含有若干具有獨立功能的 DNA序列元件，每個元件約長 7－ 30bp。最常見的哺乳類 RNA聚合酶 Ⅱ 啟動子中的元件序列見下表。 元件名稱 共同序列 結(jié)合的蛋白因子 名稱 分子量 結(jié)合 DNA長度 TATAbox TATAAAA TBP 30,000 ～ 10bp GC box GGGCGG SP1 105,000 ～ 20bp CAAT box GGCCAATCT CTF/NF1 60,000 ～ 22bp Octamer ATTTGCAT Oct1 76,000 ～ 10bp Oct2 53,000 ～ 20bp kB GGGACTTTCC NFkB 44,000 ～ 10bp ATF GTGACGT AFT ? 20bp 哺乳類 RNA聚合酶 Ⅱ 啟動子中的元件序列 ? 啟動子中的元件可以分為兩種： ?①核心啟動子元件 (core promoter element) 指 RNA聚合酶起始轉(zhuǎn)錄所必需的最小的DNA序列，包括轉(zhuǎn)錄起始點及其上游－ 25/－30bp處的 TATA盒。核心元件單獨起作用時只能確定轉(zhuǎn)錄起始位點和產(chǎn)生基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄。 ?② 上游啟動子元件 (upstream promoter element) 包括通常位于－ 70bp附近的 CAAT盒和 GC盒、以及距轉(zhuǎn)錄起始點更遠的上游元件。這些元件與相應(yīng)的蛋白因子結(jié)合能提高或改變轉(zhuǎn)錄效率。 不同基因具有不同的上游啟動子元件，其位置也不相同，這使得不同的基因表達分別有不同的調(diào)控。 ? 是一種能夠提高轉(zhuǎn)錄效率的順式調(diào)控元件，最早是在 SV40病毒中發(fā)現(xiàn)的長約 200bp的一段DNA，可使旁側(cè)的基因轉(zhuǎn)錄提高 100倍，其后在多種真核生物，甚至在原核生物中都發(fā)現(xiàn)了增強子。增強子通常占 100－ 200bp長度，也和啟動子一樣由若干組件構(gòu)成，基本核心組件常為 8－ 12bp，可以單拷貝或多拷貝串連形式存在。 增強子的作用有以下特點 ?①增強子提高同一條 DNA鏈上基因轉(zhuǎn)錄效率，可以遠距離作用，通?？删嚯x 1－ 4kb、個別情況下離開所調(diào)控的基因 30kb仍能發(fā)揮作用，而且在基因的上游或下游都能起作用。 ?②增強子作用與其序列的正反方向無關(guān)，將增強子方向倒置依然能起作用。而將啟動子倒就不能起作用，可見增強子與啟動子是很不相同的。 ? ③ 增強子要有啟動子才能發(fā)揮作用，沒有啟動子存在，增強子不能表現(xiàn)活性。但增強子對啟動子沒有嚴(yán)格的專一性，同一增強子可以影響不同類型啟動子的轉(zhuǎn)錄。例如當(dāng)含有增強子的病毒基因組整合入宿主細胞基因組時，能夠增強整合區(qū)附近宿主某些基因的轉(zhuǎn)錄；當(dāng)增強子隨某些染色體段落移位時，也能提高移到的新位置周圍基因的轉(zhuǎn)錄。使某些癌基因轉(zhuǎn)錄表達增強，可能是腫瘤發(fā)生的因素之一。 ?④ 增強子的作用機理雖然還不明確，但與其他順式調(diào)控元件一樣，必須與特定的蛋白質(zhì)因結(jié)合后才能發(fā)揮增強轉(zhuǎn)錄的作用。增強子一般具有組織或細胞特異性，許多增強子只在某些細胞或組織中表現(xiàn)活性，是由這些細胞或組織中具有的特異性蛋白質(zhì)因子所決定的。 ? 增強子可能有如下 3種作用機制： ? ①影響模板附近的 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致DNA雙螺旋彎折或在反式因子的參與下，以蛋白質(zhì)之間的相互作用為媒介形成增強子與啟動子之間“成環(huán)”連接，活化基因轉(zhuǎn)錄； ? ②將模板固定在細胞核內(nèi)特定位置，如連接在核基質(zhì)上，有利于 DNA拓撲異構(gòu)酶改變 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的張力，促進 RNA聚合酶 II在 DNA鏈上的結(jié)合和滑動； ? ③增強子區(qū)可以作為反式作用因子或 RNA聚合酶 II進入染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的“入口”。 ? 最早在酵母中發(fā)現(xiàn)，以后在 T淋巴細胞的 T抗原受體基因的轉(zhuǎn)錄和重排中證實這種負調(diào)控順式元件的存在。目前對這種在基因轉(zhuǎn)錄降低或關(guān)閉中起作用的序列研究還不多，但從已有的例子看到：靜止子的作用可不受序列方向的影響，也能遠距離發(fā)揮作用，并可對異源基因的表達起作用。 第二節(jié) 真核生物 DNA水平上
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