真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控ppt課件-wenkub
2023-05-16 22:13:16 本頁面
【正文】 ～ 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(diǎn)及其上游－ 25/－30bp處的 TATA盒。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(qiáng)子 (enhancer)；近年又發(fā)現(xiàn)起負(fù)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。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(dá)時就要有激活的蛋白質(zhì)來促進(jìn)轉(zhuǎn)錄。如果用基因打靶的方法除去主要的 DNA甲基化酶，小鼠的胚胎就不能正常發(fā)育而死亡，可見 DNA的甲基化對基因表達(dá)調(diào)控是重要的。 活躍進(jìn)行轉(zhuǎn)錄的染色質(zhì)區(qū)域受 DNase Ⅰ 消化常出現(xiàn) 100－ 200bp的 DNA片段，且長短不均一，說明其 DNA受組蛋白掩蓋的結(jié)構(gòu)有變化，出現(xiàn)了對 DNase Ⅰ 高敏感點(diǎn)(hypersensitive site)。組蛋白是堿性蛋白質(zhì)，帶正電荷，可與 DNA鏈上帶負(fù)電荷的磷酸基相結(jié)合，從而遮蔽了DNA分子，妨礙了轉(zhuǎn)錄，可能扮演了非特異性阻遏蛋白的作用；染色質(zhì)中的非組蛋白成分具有組織細(xì)胞特異性，可能消除組蛋白的阻遏，起到特異性的去阻遏促轉(zhuǎn)錄作用?；虿贿B續(xù)性 ,真核生物基因的不連續(xù)性和轉(zhuǎn)錄后加工是真核基因有別于原核基因的又一重要特征。但真核基因轉(zhuǎn)錄發(fā)生在細(xì)胞核 (線粒體基因的轉(zhuǎn)錄在線粒體內(nèi) )，翻譯則多在胞漿，兩個過程是分開的，因此其調(diào)控增加了更多的環(huán)節(jié)和復(fù)雜性，轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控占有了更多的分量。 基因差別表達(dá)是細(xì)胞分化和功能的核心 。 基因組大 ， 人類基因組全長 3 109 bp， 編碼 10萬個基因 ， 其余為重復(fù)序列 。 第二類是 發(fā)育調(diào)控 或稱不可逆調(diào)控，是 真核基因調(diào)控的精髓 部分，它決定了真核細(xì)胞生長、分化、發(fā)育的全部進(jìn)程。 ? 原核生物 的調(diào)控系統(tǒng)就是要在一個特定的環(huán)境中為細(xì)胞創(chuàng)造高速生長的條件，或使細(xì)胞在受到損傷時，盡快得到修復(fù)，所以，原核生物基因表達(dá)的開關(guān)經(jīng)常是通過控制轉(zhuǎn)錄的起始來調(diào)節(jié)的。 ? 真核生物 （除酵母、藻類和原生動物等單細(xì)胞類之外）主要由多細(xì)胞組成，每個真核細(xì)胞所攜帶的基因數(shù)量及總基因組中蘊(yùn)藏的遺傳信息量都大大高于原核生物。 ? 原核生物 真核生物 操縱元調(diào)控 。 基因分布在同一染色體上 ， 操縱元控制 。 轉(zhuǎn)錄和翻譯同時進(jìn)行，大部分為轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控。 ? (二 )真核基因的轉(zhuǎn)錄與染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化相關(guān) 。 存在許多基因家族 (gene family) ? 來源相同、結(jié)構(gòu)相似、功能相關(guān)的基因組成單一的 基因簇或稱基因家族。 ? 。 ?這種高敏感點(diǎn)常出現(xiàn)在轉(zhuǎn)錄基因的 5′側(cè)區(qū)、 3′末端或在基因上，多在調(diào)控蛋白結(jié)合位點(diǎn)的附近，分析該區(qū)域核小體的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，可能有利于調(diào)控蛋白 結(jié)合而促進(jìn)轉(zhuǎn)錄。 ? 由此可見，染色質(zhì)中的基因轉(zhuǎn)錄前先要有一個被激活的過程，但目前對激活機(jī)制還缺乏認(rèn)識。因此，真核基因表達(dá)以正性調(diào)控為主導(dǎo)。 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。核心元件單獨(dú)起作用時只能確定轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)和產(chǎn)生基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄。 ? 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(qiáng)子。而將啟動子倒就不能起作用，可見增強(qiáng)子與啟動子是很不相同的。使某些癌基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)增強(qiáng)，可能是腫瘤發(fā)生的因素之一。 ? 最早在酵母中發(fā)現(xiàn)，以后在 T淋巴細(xì)胞的 T抗原受體基因的轉(zhuǎn)錄和重排中證實(shí)這種負(fù)調(diào)控順式元件的存在。例如，一個成熟的紅細(xì)胞能產(chǎn)生大量的可翻譯出成熟珠蛋白的 mRNA，而其前體細(xì)胞卻不產(chǎn)生珠蛋白。 二、“開放”型活性染色質(zhì)（ active chromatin）結(jié)構(gòu)對轉(zhuǎn)錄的影響 ? 真核基因的活躍轉(zhuǎn)錄是在常染色質(zhì)上進(jìn)行的。 ? 雞成紅細(xì)胞 （ erythroblast）染色質(zhì)中，β血紅蛋白基因比卵清蛋白基因更容易被 DNA酶 I切割降解。高倍電鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，燈刷型染色體上存在許多突起的“泡”狀或“環(huán)”狀結(jié)構(gòu)，有時還能看到 RNP沿著這些突起結(jié)構(gòu)移動，表明這些 DNA正在被 RNA聚合酶所轉(zhuǎn)錄。受精之后，染色體 DNA開始復(fù)制，并通過有絲分裂的方式，不斷擴(kuò)大細(xì)胞群體。 V、 C和 J基因片段在胚胎細(xì)胞中相隔較遠(yuǎn)。 ? DNA甲基化能引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、 DNA構(gòu)象、
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