真核基因表達調(diào)控(編輯修改稿)
2024-09-25 11:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 被多個激活蛋白識別。 Oct1是非淋巴樣細胞中結(jié)合八堿基對元件的轉(zhuǎn)錄激活因子，沒有組織特異性。 Oct2則是組織特異的激活因子。 一般說來，一個特定的共有序列元件能被相應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子或一個轉(zhuǎn)錄因子家族的成員所識別，而相同的元件也能被不同的轉(zhuǎn)錄因子所識別。 ? 五、真核基因轉(zhuǎn)錄后加工的多樣性 1．簡單轉(zhuǎn)錄單位 ? 2. 復(fù)雜轉(zhuǎn)錄單位 含有復(fù)雜轉(zhuǎn)錄單位的主要是一些編碼組織和發(fā)育特異性蛋白質(zhì)的基因，它們除了含有數(shù)量不等的內(nèi)含子以外，其初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物能通過多種不同方式加工成兩個或兩個以上的 mRNA。 ? 利用多個加 poly（ A）位點和不同的剪接方式產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)。這類基因 539。末端雖只有一個轉(zhuǎn)錄起始位點，但有兩個或多個加poly（ A）位點，因此可通過不同的剪接方式得到不同的蛋白質(zhì)。 3. mRNA穩(wěn)定性控制 ? 真核生物能否長時間、及時地利用成熟的 mRNA分子翻譯出蛋白質(zhì)以供生長、發(fā)育的需要，是和 mRNA的穩(wěn)定性以及屏蔽狀態(tài)的解除相關(guān)的。 ? 原核生物 mRNA的半衰期很短，平均大約 3min。高等真核生物迅速生長的細胞中 mRNA的半衰期平均 3h。在高度分化的終端細胞中許多 mRNA極其穩(wěn)定，有的壽命長達數(shù)天。 ? 轉(zhuǎn)運鐵蛋白受體（ TfR）和鐵蛋白負責(zé)鐵吸收和鐵解毒。這兩個 mRNA上存在相似的順式作用元件，稱為鐵應(yīng)答元件（ iron response element， IRE）。 IRE與 IRE結(jié)合蛋白（ IREBP）相互作用控制了這兩個 mRNA的翻譯效率。當(dāng)細胞缺鐵時，IREBP與 IRE具有高親和力，兩者的結(jié)合有效地阻止了鐵蛋白mRNA的翻譯，與此同時， TfR mRNA上 339。非翻譯區(qū)中的 IRE也與 IREBP特異結(jié)合，有效地阻止了 TfR mRNA的降解，促進 TfR蛋白的合成。 4. 蛋白質(zhì)因子的修飾與翻譯起始調(diào)控 ? 用兔網(wǎng)織紅細胞粗抽提液研究蛋白質(zhì)合成時發(fā)現(xiàn)，如果不向這一體系中添加氯高鐵血紅素，網(wǎng)織紅細胞粗抽提液中的蛋白質(zhì)合成抑制劑就被活化，蛋白質(zhì)合成活性在幾分鐘之內(nèi)急劇下降，很快就徹底消失?，F(xiàn)已查明，網(wǎng)織紅細胞蛋白質(zhì)合成的抑制劑 HCI是受氯高鐵血紅素調(diào)節(jié)的 eIF2的激酶，可以使該因子的 α亞基磷酸化并由活性型轉(zhuǎn)變?yōu)榉腔钚孕汀? 六、 真核基因表達調(diào)控舉例 ? 現(xiàn)代分子生物學(xué)上把能與某個（類）專一蛋白因子結(jié)合，從而控制基因特異表達的 DNA上游序列稱為應(yīng)答元件（ response element）。它們與細胞內(nèi)高度專一的轉(zhuǎn)錄因子相互作用，協(xié)調(diào)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。 ? 最常見的應(yīng)答元件有： 熱激應(yīng)答元件（ heatshock response element，HSE）， 糖皮質(zhì)應(yīng)答元件（ glucocorticoid response element， GRE）， 金屬應(yīng)答元件（ metal response element， MRE） 七、真核基因表達研究方法與應(yīng)用 基因敲除技術(shù) (Gene Knockout) 注意事項： （ 1）、有合適的胚胎干細胞（ embryonic stem cells）； （ 2）、有已知的單拷貝基因位點； （ 3）、用線性載體或不能自我復(fù)制的載體 （ Pulldown assay） Science, 289:15501554 (2020) ? NFkB基因表達后導(dǎo)致細胞炎癥，而 NFkB基因的活化受炎癥誘發(fā)因子的刺激。 IKKα、IKKβ及 NEMO（ NFkBessential modifier）抑制 NFkB基因的表達。 導(dǎo)彈藥物 藥物導(dǎo)向治療 ? 腫瘤或癌細胞表面通常過量表達某些特征性蛋白質(zhì)（如人乳腺癌細胞表面的 28 kD 蛋白），可作為腫瘤導(dǎo)向治療的作用靶。將抗體的某些部分與外毒素相連接，就可以把毒素直接送到病變細胞表面，有效地殺死病變細胞，保護健康細胞。 ? Cell, 95:657667 (1998)。 Nature, 400:781784(1999)。 Science, 288:859863 (2020)。 PNAS， In Press (2020)。 第八章 DNA或蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾與基因表達 ? 一、 DNA甲基化與基因表達 ? 二、 蛋白質(zhì)磷酸化與基因表達 ? 三、 基因重排的分子機制 一、 DNA甲基化與基因表達 DNA甲基化是最早發(fā)現(xiàn)的修飾途徑之一，可能存在于所有高等生物中。 DNA甲基化能關(guān)閉某些基因的活性，去甲基化則誘導(dǎo)了基因的重新活化和表達。 1． DNA甲基化的主要形式 5甲基胞嘧啶， N6甲基腺嘌呤和 7甲基鳥嘌呤。在真核生物中， 5甲基胞嘧啶主要出現(xiàn)在 CpG和 CpXpG中，原核生物中CCA/TGG和 GATC也常被甲基化。 真核生物細胞內(nèi)存在兩種甲基化酶活性：一種被稱為日常型（ maintenance）甲基轉(zhuǎn)移酶，另一種是 從頭合成（ denovo synthesis）甲基轉(zhuǎn)移酶。前者主要在甲基化母鏈（模板鏈）指導(dǎo)下使處于半甲基化的 DNA雙鏈分子上與甲基胞嘧啶相對應(yīng)的胞嘧啶甲基化。日常型甲基轉(zhuǎn)移酶常常與 DNA內(nèi)切酶活性相耦聯(lián)，有 3種類型。 II類酶活性包括內(nèi)切酶和甲基化酶兩種成分，而 I類和 III類都是雙功能酶，既能將半甲基化 DNA甲基化，又能降解外源無甲基化 DNA。 由于甲基化胞嘧啶極易在進化中丟失，所以，高等真核生物中 CG序列遠遠低于其理論值。哺乳類基因組中約存在 4萬個 CG islands，大多位于轉(zhuǎn)錄單元的 5?區(qū)。 沒有甲基化的胞嘧啶發(fā)生脫氨基作用，就可能被氧化成為 U，被 DNA修復(fù)系統(tǒng)所識別和切除，恢復(fù)成 C。已經(jīng)甲基化的胞嘧啶發(fā)生脫氨基作用 , 它就變?yōu)?T, 無法被區(qū)分。因此 , CpG序列極易丟失。 2．甲基化抑制基因轉(zhuǎn)錄的機制 甲基化導(dǎo)致某些區(qū)域 DNA構(gòu)象變化，從而影響了蛋白質(zhì)與 DNA的相互作用，抑制了轉(zhuǎn)錄因子與啟動區(qū) DNA的結(jié)合效率。 對弱啟動子來說，少量甲基化就能使其完全失去轉(zhuǎn)錄活性。當(dāng)這類啟動子被增強時，即使不去甲基化也可以恢復(fù)其轉(zhuǎn)錄活性。甲基化密度較高時，即使增強后的啟動子仍無轉(zhuǎn)錄活性。 因為甲基化對轉(zhuǎn)錄的抑制強度與 MeCP1（ methylCpGbinding protein1）結(jié)合 DNA的能力成正相關(guān)，甲基化 CpG的密度和啟動子強度之間的平衡決定了該啟動子是否具有轉(zhuǎn)錄活性。 DNA甲基化對基因轉(zhuǎn)錄的抑制直接參與了發(fā)育調(diào)控。隨著個體發(fā)育，當(dāng)需要某些基因保持 沉默 時，它們將迅速被甲基化，若需要恢復(fù)轉(zhuǎn)錄活性，則去甲基化。 I． DNA甲基化抑制基因轉(zhuǎn)錄的直接機制 某些轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點內(nèi)含有 CpG序列，甲基化以后直
畢業(yè)設(shè)計相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1