【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 進(jìn)入細(xì)胞核并與染色質(zhì)的特定區(qū)域結(jié)合， 啟動(dòng)和促進(jìn)卵清蛋白基因的轉(zhuǎn)錄 。 ?給年輕的母雞注射雌性激素可以引起輸卵管黏膜細(xì)胞的分化，合成卵清蛋白。 類固醇激素作用機(jī)理 （二）珠蛋白基因的轉(zhuǎn)錄 ?血紅蛋白 =珠蛋白 +血紅素 ?利用珠蛋白 mRNA的探針，對(duì)雞胚紅細(xì)胞發(fā)育中血紅蛋白最初的轉(zhuǎn)錄進(jìn)行監(jiān)控。 ?①分離孵化 2023h的雞胚后部明區(qū)血島時(shí)，可以觀察到 紅細(xì)胞的前體細(xì)胞 ，但并 未檢測(cè)到 血紅蛋白基因的 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 。 ?②到雞胚孵化 35h，紅細(xì)胞的 前體細(xì)胞分化為幼紅細(xì)胞 ，血紅蛋白迅速合成 。 ?這表明 血紅蛋白基因是在這一段發(fā)育時(shí)期中轉(zhuǎn)錄的 。 血紅蛋白 ?血紅蛋白是一個(gè)四聚體蛋白質(zhì)，在人和許多動(dòng)物中，胚胎、胎兒和成體紅細(xì)胞的血紅蛋白分子的組成都不相同。 ?人胚胎血紅蛋白 ：由 2個(gè) δ珠蛋白鏈、 2個(gè) ε 珠蛋白鏈和 4個(gè) 血紅素 分子組成。 血紅蛋白 ?妊娠第 2個(gè)月 ： δ–和 ε 珠蛋白鏈的合成突然停止，而 α和 γ珠蛋白鏈合成量增加。由兩個(gè) α和兩個(gè) γ珠蛋白鏈組成胎兒的血紅蛋白分子。 血紅蛋白 ?妊娠第 3個(gè)月： γ珠蛋白基因表達(dá)逐漸停止，同時(shí) β和 δ基因開(kāi)始表達(dá)，產(chǎn)量逐漸增加。 ?出生后： 血紅蛋白分子的組成迅速轉(zhuǎn)換，由胎兒型代之為成體型，即 α2β2。 ?正常成體的血紅蛋白分子中 α2β2占 97%， α2δ2為2%3%， α2γ2為 1%。 血紅蛋白 ?人的 δ和 α珠蛋白基因位于第 16號(hào)染色體 上，而 ε 、γ、 δ和 β珠蛋白基因相連，在 第一號(hào)染色體 上依次排列。 ?β珠蛋白基因家族的表達(dá)顯示了一種調(diào)控機(jī)制，即指導(dǎo)其從 胚胎型 → 胎兒型→ 成體型 轉(zhuǎn)變的順序開(kāi)關(guān)。 (三 )轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白 5S核糖體 RNA基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控 ? ?在整個(gè)發(fā)育過(guò)程中 5SrRNA基因表達(dá)的調(diào)控都是在轉(zhuǎn)錄水平進(jìn)行的。 ?非洲爪蟾 基因組具有 2個(gè)編碼 5SrRNA的多基因家族，即卵母細(xì)胞型 和 體細(xì)胞型 。 ?卵母細(xì)胞型 ： 20 000個(gè)，轉(zhuǎn)錄水平很低，卵發(fā)生早期開(kāi)始囊胚中期可被檢測(cè)到。 ?體細(xì)胞型 ： 400個(gè)，合成體細(xì)胞的 95％以上 5SrRNA，卵發(fā)生早期開(kāi)始一直可以檢測(cè)到。 ? 5SrRNA的基因的轉(zhuǎn)錄是由 RNA聚合酶 Ⅲ 所調(diào)控的 2． TFⅢ A的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié) ?轉(zhuǎn)錄因子 TFⅢ A參與 RNA聚合酶 Ⅲ 對(duì) 非洲爪蟾 5SrRNA轉(zhuǎn)錄的控制。 ? TFⅢ A既是 RNA聚合酶 Ⅲ 控制中的 第一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子 ，也是 5SrRNA的基因的 專一性轉(zhuǎn)錄因子 。 ?但是 TFⅢ A分子 與 5SrRNA的基因 中間啟動(dòng)子 的 結(jié)合力很弱 ，相比之下非特異性轉(zhuǎn)錄因子 TFⅢ C能夠 更牢固 地與5SrRNA的基因中間啟動(dòng)子相結(jié)合，所以 TFⅢ A分子與TFⅢ C結(jié)合形成 TFⅢ ATFⅢ C 復(fù)合物 。 ?當(dāng) RNA聚合酶 Ⅲ 與該復(fù)合物結(jié)合時(shí) 5SrRNA的基因的轉(zhuǎn)錄即發(fā)生 。 (四 )轉(zhuǎn)錄調(diào)控的“開(kāi)關(guān)基因” (switch gene) ?在發(fā)育中有些基因是否表達(dá)，可以決定細(xì)胞向兩種不同的命運(yùn)分化。如 線蟲的 lin12基因 ， 果蠅的 notch基因 和 脊椎動(dòng)物的 myod1基因 ，我們稱它們?yōu)?開(kāi)關(guān)基因 。 ?野生型線蟲 胚胎有兩種可相互作用的鄰近細(xì)胞： ，其中一種產(chǎn)生子宮頸 (齒 )細(xì)胞 (ac)，另一種產(chǎn)生腹側(cè)子宮前體細(xì)胞 (vu)。 ?在 lin12基因隱性突變的動(dòng)物中 lin12基因不轉(zhuǎn)錄 ，兩種細(xì)胞都分化成為 ac細(xì)胞 。 ?在有的突變體中 lin12基因具有 高轉(zhuǎn)錄活性 ，兩種細(xì)胞都分化成為腹側(cè)子宮前體細(xì)胞，即 vu細(xì)胞 。 ? lin12基因?qū)τ趦煞N發(fā)育途徑具有 雙重“開(kāi)關(guān)”的作用 。 果繩轉(zhuǎn)錄調(diào)控的“開(kāi)關(guān)基因” ?果繩的一種細(xì)胞具有分化成為 上皮細(xì)胞 或 神經(jīng)母細(xì)胞 雙重潛能。 ?正常情況下細(xì)胞中的 1／ 4分化成為神經(jīng)母細(xì)胞 ， 其余的 細(xì)胞成為 上皮組織的前體 。 ?但在 notch基因轉(zhuǎn)錄缺乏的胚胎中全部細(xì)胞只能分化成為神經(jīng)母細(xì)胞，而不能同時(shí)產(chǎn)生上皮組織和神經(jīng)母細(xì)胞，結(jié)果所產(chǎn)生的胚胎非正常發(fā)育而導(dǎo)致死亡。 脊椎動(dòng)物轉(zhuǎn)錄調(diào)控的“開(kāi)關(guān)基因” ?脊椎動(dòng)物中，從肌母細(xì)胞分離的 DNA能夠改變脂肪細(xì)胞分化的命運(yùn)，使脂肪細(xì)胞轉(zhuǎn)分化成為肌細(xì)胞。 ?但是從纖維母細(xì)胞或從其他類型細(xì)胞分離的 DNA不能引起這種細(xì)胞分化表型的改變。 ?原因 ：肌母細(xì)胞的基因組 DNA中有一種特異性 mydo1基因 ，僅在肌細(xì)胞中表達(dá)，是肌細(xì)胞分化主要的開(kāi)關(guān)基因，其cDNA稱為肌母細(xì)胞決定子 1（ mydo1)。 ?如果將 mydo1基因克隆到一種病毒載體上可以使多種類型的細(xì)胞轉(zhuǎn)分化，如色素細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、脂肪細(xì)胞及肝細(xì)胞等轉(zhuǎn)分化為肌細(xì)胞。 mydo1具有肌細(xì)胞分化表型特異性調(diào)控基因的功能 。 三、差異基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控機(jī)制 ?真核生物基因的結(jié)構(gòu) ：分子生物學(xué)知識(shí)補(bǔ)充。 ? (一 )外顯子與內(nèi)含子 ?真核生物的基因主要由 兩種 DNA序列 組成：一種是蛋白質(zhì)編碼序列稱為 外顯子 (exon)，另一種是非蛋白質(zhì)編碼序列稱為 內(nèi)含子 (intron)。 ?編碼一個(gè)蛋白質(zhì)的序列常以 外顯子和內(nèi)含子鑲嵌排列的方式存在 。不同基因具有內(nèi)含子的數(shù)目和內(nèi)含子的長(zhǎng)度差異很大。 ?真核生物的基因還包括 5’和 3’末端長(zhǎng)度不等的特異性序列，這些序列雖然 不編碼氨基酸 ，但在 基因表達(dá)的過(guò)程中起重要作用 。 人 β珠蛋白基因的 10個(gè)區(qū)域 ?① 啟動(dòng)子區(qū) ：?jiǎn)?dòng)子區(qū)位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游 95 26bp，由兩個(gè)上游啟動(dòng)子成分和 TATA盒組成。這個(gè)區(qū)域負(fù)責(zé)與RNA聚合酶結(jié)合，同時(shí)與以后的轉(zhuǎn)錄起始有關(guān)。 ?② ACATTG序列 ：該序列位于 RNA的 5’末端，又稱為帽子序列，是轉(zhuǎn)錄的起始點(diǎn)，在轉(zhuǎn)錄后帽子序列將被修飾，這段序列在不同的基因中有差異。 ?③ 翻譯起始密碼 ATG:該密碼子位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)后 50bp處，在轉(zhuǎn)錄的起始點(diǎn)和翻譯起始點(diǎn)間的這段序列稱為前導(dǎo)序列，其長(zhǎng)度在不同基因中差異很大。由前導(dǎo)序列決定翻譯的速率。 ① ① ① ② ③ 人 β珠蛋白基因的 10個(gè)區(qū)域 ?④ 第一外顯子 ：長(zhǎng) 90bp，編碼人 β珠蛋白的 130個(gè)氨基酸。 ?⑤ 第一內(nèi)含子 ：長(zhǎng) 130bp，是人 β珠蛋白的非編碼序列，但對(duì)于 RNA加工成為 mRNA并轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核外具有重要作用。 ?⑥ 第二外顯子 ：長(zhǎng) 222bp，編碼人 β珠蛋白的 31104個(gè)氨基酸。 ④ ⑤ ⑥ 人 β珠蛋白基因的 10個(gè)區(qū)域 ?⑦ 第二內(nèi)含子 ：長(zhǎng) 850bp，也是人 β珠蛋白的非編碼序列。 ?⑧ 第三外顯子 ：長(zhǎng) 126bp，編碼人 β珠蛋白的 105146個(gè)氨基酸。 ?⑨ 翻譯終止密碼子 TAA ⑦ ⑧ ⑨ 人 β珠蛋白基因的 10個(gè)區(qū)域 ?⑩ 3’末端非翻譯區(qū) ：這段序列雖然轉(zhuǎn)錄但是并不參與蛋白質(zhì)的翻譯。該區(qū)域包括 AATAAAA序列，此序列為轉(zhuǎn)錄的RNA產(chǎn)物在 3’末端增加 200300多聚核苷酸 [poly（ A） ]尾所必需。 poly（ A）尾插入進(jìn) RNA的位置是在 AAUAA下游約 20bp處，但是轉(zhuǎn)錄繼續(xù)進(jìn)行超過(guò) AATAAAA序列的位置，終止在大約 1000bp處。在 3’末端非翻譯區(qū)序列中，從AATAAAA位點(diǎn)后 600900bp具有增強(qiáng)子功能，對(duì)于成體紅細(xì)胞前體 β珠蛋白基因適時(shí)的和組織特異性的表達(dá)是必需的。 ⑩ （二）啟動(dòng)子和增強(qiáng)子 ?真核生物基因的轉(zhuǎn)錄起始和表達(dá)的調(diào)控依賴于 兩類調(diào)控元件 的相互作用，一類是 順式調(diào)節(jié)子 ，另一類是 反式調(diào)節(jié)蛋白 。 ?啟動(dòng)子 和 增強(qiáng)子 都是順式調(diào)節(jié)子，它們能與特定功能基因連鎖 ， 作用于鄰近基因的表達(dá) 。 ?反式調(diào)節(jié)蛋白是 可溶性的分子 ，包括具有調(diào)控作用的 蛋白因子 和 RNA，它們可 作用于鄰近基因或其他基因 。 ?啟動(dòng)子 ：是位于 轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游 的特殊 DNA序列 。能被 RNA聚合酶 Ⅱ 識(shí)別和結(jié)合，對(duì)于 決定基因轉(zhuǎn)錄起始 和保證 DNA精確 ， 有效地轉(zhuǎn)錄 具有極其重要作用。 ?轉(zhuǎn)錄量相對(duì)較大的基因，啟動(dòng)子都具有相似的結(jié)構(gòu)。一個(gè)保守性較高且富含 TA的序列，又稱為 TATA框 ，位于 轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游大約 30bp處 。另外在 TATA框的上游還有一個(gè)或多個(gè)上游啟動(dòng)子元件，如： CCAAT(CAAT框）、GGGCGGG(GC序列）、 GGGAGAGGG和 ATGCAA