[基礎(chǔ)科學(xué)]真核基因表達(dá)調(diào)控(已修改)
2024-12-19 23:21 本頁(yè)面
【正文】 第十二章 真核基因表達(dá)調(diào)控 Control of gene expression in eukaryote 主要內(nèi)容 1 引 言 2 DNA水平的基因表達(dá)調(diào)控 3 轉(zhuǎn)錄水平的基因表達(dá)調(diào)控 4 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)控 5 翻譯水平的基因表達(dá)調(diào)控 6 小 結(jié) 1 引 言 真核生物基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 真核基因表達(dá)調(diào)控水平 真核生物基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （ 1）基因組大，基因多，存在大量重復(fù)序列，大部分與組蛋白和非組蛋白結(jié)合在一起； （ 2）基因主要以單順?lè)醋有问酱嬖冢? （ 3）多數(shù)基因是斷裂的； （ 4）存在基因家族； （ 5）基因表達(dá)的調(diào)控位點(diǎn)多，位置多樣化； （ 6）部分基因組序列存在重排、擴(kuò)增、丟失等規(guī)律性變化。 真核基因表達(dá)調(diào)控水平 在高等真核生物中，各種細(xì)胞表型的差異很大程度上取決于那些由 RNA聚合酶 Ⅱ 轉(zhuǎn)錄的可編碼蛋白質(zhì)的基因在表達(dá)上的不同。 Core stage：Initiation of transcription 2 DNA水平的基因表達(dá)調(diào)控 染色質(zhì)狀態(tài)對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控 DNA結(jié)構(gòu)的規(guī)律性變化與基因表達(dá)調(diào)控 染色質(zhì)的兩種狀態(tài) DNA表達(dá)狀態(tài)的調(diào)控模型 修飾作用與染色質(zhì)狀態(tài)的關(guān)系 染色質(zhì)狀態(tài)對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控 染色質(zhì)的兩種狀態(tài) 按功能狀態(tài)的不同可將染色質(zhì)分為： （ 1）活性染色質(zhì)（有轉(zhuǎn)錄活性） （ 2）非活性染色質(zhì)（沒有轉(zhuǎn)錄活性） 染色質(zhì)是否處于活化狀態(tài)是決定轉(zhuǎn)錄功能的關(guān)鍵。 活性染色質(zhì)的核小體發(fā)生構(gòu)象改變，具有松散的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，從而便于轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子和順式用元件結(jié)合和RNA聚合酶在轉(zhuǎn)錄模板上滑動(dòng)。 DNA表達(dá)狀態(tài)的調(diào)控模型 (1) 細(xì)菌 DNA (化學(xué)平衡模型 ) 對(duì)細(xì)菌基因表達(dá)與否，惟一相關(guān)的因子是阻抑物或激活劑的濃度，它在游離形式和與 DNA結(jié)合形式之間形成一種平衡。 (2) 真核生物 DNA (不連續(xù)狀態(tài)的改變 ) 存在著活性和非活性兩種狀態(tài)， 轉(zhuǎn)錄復(fù)合體或核小體可能形成兩種穩(wěn)定結(jié)構(gòu) ，它不會(huì)由于游離成分平衡的變化而改變。 a bacterial gene is transcribed can be predicted from the sum of the concentrations of the various factors that either activate or repress the individual gene. The equilibrium model depends on protein concentration If nucleosomes form at a promoter, transcription factors (and RNA polymerase) cannot bind. If transcription factors (and RNA polymerase) bind to the promoter to establish a stable plex for initiation, histones are excluded. The dynamic model for transcription of chromatin relies upon factors that can use energy provided by hydrolysis of ATP to displace nucleosomes from specific DNA sequences. 修飾作用與染色質(zhì)狀態(tài)的關(guān)系 修飾作用主要包括 : (1)組蛋白的乙酰化（與基因活化有關(guān)） (2)組蛋白的甲基化（與基因失活有關(guān)） (3)DNA的甲基化（與基因失活有關(guān)） Acetylation of histones activates chromatin, and methylation of DNA and histones inactivates chromatin. DNA結(jié)構(gòu)的規(guī)律性變化 與基因表達(dá)調(diào)控 基因的丟失 基因的擴(kuò)增 基因的重排 DNA的甲基化 基因的丟失 在細(xì)胞分化過(guò)程中，可通過(guò)丟失掉某些基因而去除這些基因的活性。某些原生動(dòng)物、線蟲、昆蟲和甲殼類動(dòng)物在個(gè)體發(fā)育中，許多體細(xì)胞常丟失整條或部分染色體，只有將來(lái)分化產(chǎn)生生殖細(xì)胞的那些細(xì)胞一直保留著整套的染色體。 目前，在高等真核生物（包括動(dòng)物、植物）中很少發(fā)現(xiàn)類似的基因丟失現(xiàn)象。 基因的擴(kuò)增 在真核生物中，大部分的染色體 DNA在每次細(xì)胞分裂周期中都只復(fù)制一次。但有例外： 首先， 許多昆蟲的某些細(xì)胞，如唾腺細(xì)胞染色體不經(jīng)發(fā)生細(xì)胞分裂就可進(jìn)行重復(fù)復(fù)制。這種現(xiàn)象叫做多線性 (polyteny)。 其次， 有一些 DNA病毒如 SV40，同樣也能夠克服每個(gè)細(xì)胞分裂周期只復(fù)制一次的局限。 第三， 在沒發(fā)生細(xì)胞分裂、整條染色體幾乎沒復(fù)制情況下，染包體的某特定區(qū)段卻能進(jìn)行超量復(fù)制 (over replication)，而且這種情況在許多類型細(xì)胞和發(fā)育階段都能正常發(fā)生。 此即是所謂的 DNA擴(kuò)增。 基因的重排與變換 基因的重排 分兩種類型 : (1) 有序： 在特殊細(xì)胞類型中，或是在特殊刺激下產(chǎn)生的一種高度特異重排。如：免疫球蛋白結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)。 (2) 無(wú)序： 由重復(fù)元件之間的重組事件、轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座等產(chǎn)生的染色體的重
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1