【正文】 ?另一個途徑始于特殊內切酶的作用 轉鐵蛋白受體 (transferrin receptor, TfR) mRNA分子 3?UTR柄環(huán) （ stemloop） 結構 ——鐵反應元件 (ironresponse element， IRE)。 不同真核基因的 mRNA的降解速率大不相同 。 負調節(jié)： 抑制蛋白質可以通過與原始轉錄本的結合來防止剪接復合體切除內含子序列。 5?端的“帽”和 3?端的 poly(A)尾均有其特有的作用。 RNA聚合酶 II與啟動子的結合、啟動轉錄需要諸多蛋白質因子的協(xié)同作用。但一些轉錄因子含有 替代的結構 ，如 ?片層和環(huán)，它們特殊的氨基酸組成，可以識別 DNA雙螺旋分子大溝表面的特殊序列。 （四）沉默子可抑制基因的轉錄 負性調節(jié)元件 —— 沉默子（ silencer） 有些 DNA序列既可以作為正性 ， 又可以作為負性調節(jié)元件發(fā)揮順式調節(jié)作用 ， 這取決于細胞內存在的轉錄因子的性質 。 （二）啟動子中的上游元件協(xié)助真核基因調節(jié) GC盒 (GC box) (GGGCGG) CAAT盒 (CAAT box) (GCCAAT ) ? 啟動子上游元件（ promoterproximal elements, 或upstream promoter elements） 是一些位于 TATA盒上游的 DNA序列，與調節(jié)蛋白結合，調節(jié)通用轉錄因子與 TATA盒的結合、 RNA聚合酶與啟動子的結合，以及轉錄起始復合物的形成，從而決定基因的轉錄效率與專一性。 順式作用元件 (cisacting element) ? “cis”有“分子內”的意思 ? 順式作用元件可以理解為： DNA分子上具有可影響（調控）轉錄的各種組分 ? 這些調控元件在某一基因上不可能全部齊備，而是若干種互相搭配，以多樣化的形勢調節(jié)轉錄的起始。 ? 組蛋白修飾： 核小體的核心組蛋白 （ H2A， H2B，H3， H4） 中賴氨酸殘基的 非可逆性甲基化 ， 絲氨酸與蘇氨酸殘基的磷酸化 ， 乙?；约胺核鼗?是轉錄活性染色質的特點 。 RNA編輯、剪接、轉運 翻譯水平可通過特異的蛋白因子阻斷 mRNA翻譯翻譯后對蛋白的加工、修飾也是基本調控環(huán)節(jié) siRNA, microRNA 真核細胞基因開關的 分子機制 比原核復雜 ?基本共同點： 轉錄起始的調節(jié)是關鍵點 ?根本不同點： 原核生物： 啟動子在缺少轉錄因子情況下就具有天然活性 真核生物： 強力啟動子在缺少轉錄因子（調節(jié)蛋白）的情況下往往沒有活性 真核 VS 原核 * 多種 RNA聚合酶 ， 結構復雜 ， 并伴隨必須的轉錄因子； * 正性調節(jié)是主要形式 。 單純乳糖存在時 ， 細菌利用乳糖作碳源； 若有葡萄糖或葡萄糖 /乳糖共同存在時 ， 細菌 優(yōu)先利用葡萄糖 。 1) 啟動序列 RNA轉錄起始 35區(qū) 10區(qū) TTGACA TTAACT TTTACA TATGAT TTTACA TATGTT TTGATA TATAAT CTGACG TACTGT N17 N16 N17 N16 N16 N7 N7 N6 N7 N6 A A A A A trp tRNATyr lac recA Ara BAD TTGACA TATAAT 共有序列 共有序列 (consensus sequence) 決定啟動序列的轉錄活性大小 。 管家基因（ housekeeping genes） ? 無論表達水平高低，某些基因 較少受環(huán)境因素影響 ，而是在個體各個生長階段的大多數(shù)或幾乎全部組織中持續(xù)表達，或變化很小。 ? 進入轉錄的延長階段后，大多數(shù) TF都會脫離。 2. DNA雙鏈解開，使其中的一條鏈作為轉錄的模板。3′ 3′GCAGUACAUGUC 與模板鏈互補的鏈，特征是與轉錄的 RNA序列類似（僅有 T與 U的區(qū)別） 模板鏈、編碼鏈與 RNA的關系 5′GCAGTACATGTC 轉錄調控是基因表達調控的關鍵點，也是當今生命科學研究熱點。 C A B D 編碼區(qū)（外顯子） A、 B、 C、 D 非編碼區(qū) （內含子） 雞卵清蛋白基因及其轉錄、轉錄后修飾 雞卵清蛋白基因 hnRNA 首、尾修飾 hnRNA剪接 成熟的 mRNA 雞卵清蛋白基因及其轉錄、轉錄后修飾 雞卵清蛋白成熟 mRNA與 DNA雜交（模擬電鏡圖片） 基因全長為 ，肽鏈長 386個氨基酸 ? hnRNA 和 snRNA ? 外顯子 (exon)和內含子 (intron) ? 內含子的分類 ? 根據基因的類型和剪接的方式，通常分為 4類 I：主要存在于線粒體、葉綠體及某些低等真核生物的 rRNA基因； II：也發(fā)現(xiàn)于線粒體、葉綠體，轉錄產物是 mRNA； III：是常見的形成套索結構后剪接，大多數(shù) mRNA基因有此類內含子； IV：是 tRNA基因及其初級轉錄產物中的內含子，剪接過程需酶及 ATP。 Lehninger39。 操縱子的結構與功能 ? 典型的操縱子結構： 控制區(qū) 信息區(qū) 結構基因 I 調節(jié)基因 （阻遏或增強） P 啟動基因 O 操縱基因 DNA 乳糖操縱子調節(jié)機制 （ 一 ） 乳糖操縱子 (lac operon)的結構 結構基因 Z： β半乳糖苷酶 Y： 透酶 A：乙酰基轉移酶 編碼與乳糖分解代謝有關的基因 Z Y A O P DNA 調控區(qū) CAP結合位點 啟動序列 操縱序列 阻遏基因 乳糖操縱子 (lac operon)的結構 Lehninger39。 LINE： long interspersed element SINE： short interspersed element ? 比原核生物復雜 ? 30億堿基對， ，2－ 15％表達 真核生活基因表達 的多級調控 基因激活 轉錄起始 轉錄后加工 mRNA降解 蛋白質翻譯 翻譯后加工修飾 蛋白質降解等 DNA RNA 蛋白質 DNA暴露堿基后 RNA聚合酶才能有效結合。 很多高敏感位點是調節(jié)蛋白質的結合序列 ， 而這些區(qū)域核小體的相對缺少也使得這些蛋白質易于與之結合 。 時間： 基因活化蛋白質結合在轉錄調節(jié)區(qū)域后。 （一）近起始點的 TATA盒 /起始子是真核生物 啟動子的核心序列 真核細胞的啟動子 是包括 轉錄起始點 （ transcription initiation site或 transcription start site） 在內的 、 有通用轉錄因子及 RNA聚合酶組裝 、 結合的一段 DNA序列 。 ?增強子所處位置 ?在所調控基因的上游或下游 ， 但主要位于上游 。 c DNA a DNA 反式調節(jié) C 順式調節(jié) mRNA C 蛋白質 C B A mRNA 蛋白質 A A ?轉錄因子分為： 通用轉錄因子 特異轉錄因子 RNA聚合酶結合啟動子所必需的一組蛋白質因子 ， 為各類真核細胞所共有 、 通用 ， 決定 3種 RNA轉錄的類別 。 4. 對 RNA聚合酶的影響： ⑴ 原核啟動序列 /真核啟動子與 RNA聚合酶活性 RNA聚合酶與其的親和力 ， 影響轉錄。 也有一些基因阻遏蛋白沒有 DNA結合域 ，而是通過蛋白質 蛋白質間相互作用 ， 調節(jié)基因激活蛋白及其它轉錄因子的作用 。 poly(A)尾的作用： 二、選擇性剪接可以使同一基因產生不同的蛋白質 許多初始轉錄本可以通過一種以上的選擇性剪接 （ alternative RNA splicing） 方式 ， 去除不同的內含子而被加工形成不同的 mRNAs， 因而形成不同的多肽 。 研究人員已經發(fā)現(xiàn)線粒體轉錄一類特殊的 RNA分子 ， 其 3?端有一段 poly(U), 其 5?端序列與 mRNAs被編輯的區(qū)域互補 ， 被稱為引導 RNA（ guide RNA） 。 ?一些 mRNA分子的 3?UTR的特殊序列有助于特殊蛋白質的結合 ， 增加或降低 poly(A)短縮的速度 。 。 真核細胞 mRNA降解有兩種途徑，是由每種 mRNA分子的序列所決定。 結果： 轉錄后編輯過程插入了 4個 U殘基，從而改變了轉錄本的翻譯讀碼框。 在剪接第一個外顯子時 ，剪接體的形成需要帽結合蛋白的參與； poly(A)尾可結合一種或多種特殊蛋白 ，避免 mRNA被酶降解 ， 并在翻譯過程中具有重要作用 。 TATA盒 TF IID RNA聚合酶 II 通用轉錄因子 轉錄方向 中介子 活化蛋白 活化蛋白 增強子 增強子 DNA TF IIA 激活 抑制 Lehninger39。 轉錄因子的激活 結構域 通過與其它蛋白質結構域之間的相互作用 ， 對啟動子上通用轉錄因子與 RNA聚合酶吸引 、 定位 、 以及修飾來提高轉錄起始效率 。 由某一基因表達產生的蛋白質因子 ，通過與另一基因的特異的順式作用元件相互作用 ， 調節(jié)其表達 。 ?增強子距轉錄起始位點的距離變化很大 ， 從 100 nt到 50 000nt， 甚至更大 。 1. 順式作用元件 (cisacting element) —— 可影響自身基因表達活性的 DNA序列 B A DNA 編碼序列 轉錄起始點 不同真核生物的順式作用元件中也會發(fā)現(xiàn)一些共有序列 ， 如 TATA盒 、 CAAT盒等 ， 這些共有序列是 RNA聚合酶或特異轉錄因子的結合位點 。這種改變局部染色質結構的過程被稱為 染色質重塑 。 真核細胞對基因表達起始的調控至少在下面幾個方面與原核細胞存在不同：