【文章內(nèi)容簡介】 1 6 6 3 n t 初始轉(zhuǎn)錄本： 在肝中轉(zhuǎn)錄 成熟 m R NA ： 1 7 7 3 n t 圖 1 8 5 7 小鼠淀粉酶 ( a m y ) 基因利用不同啟動(dòng)子產(chǎn)生兩個(gè)不同的 m R NA49 5. DNA甲基化為什么能調(diào)控基因表達(dá)？ （ 1） DNA甲基化能關(guān)閉某些基因的活性，去甲基化則誘導(dǎo)了基因的重新活化與表達(dá)。 其機(jī)理是 DNA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(dòng)區(qū)DNA 的結(jié)合效率。 （ 2） DNA的甲基化能提高甲基位點(diǎn)的突變頻率， 因而可作為誘變劑或致癌因子調(diào)節(jié)基因表達(dá)。 （ 3） X染色體上 DNA的高度甲基化可引起 X染色體的失活 50 四、 真核基因轉(zhuǎn)錄機(jī)器的主要成分 順式作用元件 ? 真核基因調(diào)控主要在轉(zhuǎn)錄水平上進(jìn)行， 受大量特定順式作 用元件和反式作用因子調(diào)控， 大多通過它們之間復(fù)雜的相互作 用來實(shí)現(xiàn)。 順式作用元件 定義：影響自身基因表達(dá)活性的非編碼 DNA序列。 例： 啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、沉默子等 （ 1）啟動(dòng)子： 在 DNA分子中， RNA聚合酶能夠識(shí)別、結(jié)合并 導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄起始的序列。 51 真核基因啟動(dòng)子由核心啟動(dòng)子和上游啟動(dòng)子兩個(gè)部分組成 ， 是在基因轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn) （ +1） 及其 5’上游大約 100～ 200bp以內(nèi)的 一組具有獨(dú)立功能的DNA序列 （ 元件 ） ， 每個(gè)元件長度約為 7～ 20bp，是決定 RNA聚合酶 II轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)和轉(zhuǎn)錄頻率的關(guān)鍵元件 。 52 核心啟動(dòng)子 （ core promoter） ： 是保證 RNA聚合酶 II轉(zhuǎn)錄正常起始所必需的 、 最少的 DNA序列 ， 包括轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)及轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游 25?30bp處的 TATA（ 區(qū) ） 盒 。 ?核心啟動(dòng)子確定轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)并產(chǎn)生基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄 。 53 上游啟動(dòng)子元件 （ upstream promoter element，UPE） 包括通常位于 70bp附近的 CAAT盒 （ CCAAT）和 GC盒 （ GGGCGG） 等 ， 能通過轉(zhuǎn)錄因子 TFIID復(fù)合物調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄起始的頻率 ， 提高轉(zhuǎn)錄效率 。 54 55 （ 2）增強(qiáng)子： 指能使與它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率 明顯增加的 DNA序列。 56 增強(qiáng)子特點(diǎn)： ① 增強(qiáng)效應(yīng)十分明顯 ，一般能使基因轉(zhuǎn) 錄頻率增加 10200倍。 ② 增強(qiáng)效應(yīng)與其位置和取向無關(guān) ，不論增強(qiáng)子以什么方向排列（ 5‘→3 ’或3‘→5 ’），甚至和靶基因相距 3 kb，或在靶基因下游，均表現(xiàn)出增強(qiáng)效應(yīng)。 57 ③ 大多為重復(fù)序列 ，一般長約 50bp，適合與某 些蛋白因子結(jié)合。 其內(nèi)部常含有一個(gè)核心序 列： （ G） TGGA/TA/TA/T（ G）， 該序列是產(chǎn)生 增強(qiáng)效應(yīng)時(shí)所必需的。 ④ 增強(qiáng)效應(yīng)有嚴(yán)密的 組織和細(xì)胞特異性 ，說明 增強(qiáng)子只有與特定的蛋白質(zhì)（轉(zhuǎn)錄因子）相互 作用才能發(fā)揮其功能。 58 ⑤ 沒有基因?qū)Ｒ恍裕?可以在不同的基因組合上表現(xiàn)增強(qiáng)效應(yīng)。 ⑥ 許多增強(qiáng)子還 受外部信號(hào)的調(diào)控 ，如金屬硫蛋白的基因啟動(dòng)區(qū)上游所帶的增強(qiáng)子，就可以對(duì)環(huán)境中的鋅、鎘濃度做出反應(yīng)。 59 （ 3）沉默子： 某些基因含有 負(fù)性 調(diào)節(jié)元件 沉默子，當(dāng)其結(jié)合特異蛋白因子時(shí)，對(duì)基因轉(zhuǎn)錄起 阻遏 作用。 60 五、轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控 反式作用因子 反式作用因子： 能直接或間接地識(shí)別或結(jié)合在各類 順式作用元件核心序列上，參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效 率的蛋白質(zhì)。 TFⅡD （ TATA區(qū)）、 CTF（ CAAT區(qū)）、 SP1（ GC區(qū)）、 HSF（熱激蛋白啟動(dòng)區(qū)） 61 反式作用因子的結(jié)構(gòu) DNA結(jié)合結(jié)構(gòu) 域 轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域 結(jié)構(gòu)域 連接區(qū) 62 （ 1） DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域 反式作用因子結(jié)構(gòu)中用來同順式作用元件 結(jié)合的結(jié)構(gòu)區(qū)域，主要起 結(jié)合 DNA作用 。 （ 2）轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域 反式作用因子結(jié)構(gòu)中用來同其他蛋白因子 結(jié)合，參與募集啟動(dòng)子結(jié)合蛋白和形成轉(zhuǎn)錄 起始復(fù)合體， 控制基因轉(zhuǎn)錄活化的結(jié)構(gòu)區(qū)域 。 63 ? 轉(zhuǎn)錄因子的 DNA結(jié)合域和活化結(jié)構(gòu)域是 獨(dú)立發(fā)揮作用的， DNA結(jié)合域的功能 只是把活化結(jié)構(gòu)域 “ 拴在 ” 起始復(fù)合體附近，使之能夠發(fā)揮活化轉(zhuǎn)錄的作用。 ? DNA結(jié)合域把活化結(jié)構(gòu)域帶到轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)的附近，而DNA結(jié)合域和活化結(jié)構(gòu)域之間的 連結(jié)區(qū)域是具有足夠柔性的， 這樣，不論 DNA結(jié)合域所結(jié)合的具體位點(diǎn)在哪里，都能使活化結(jié)構(gòu)域找到其靶蛋白 （轉(zhuǎn)錄因子）。 64 （一）轉(zhuǎn)錄因子的 DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域 （ 1）、 螺旋 轉(zhuǎn)折 螺旋（ HTH） （ 2）、 鋅指（ Zinc finger region） （ 3）、 亮氨酸 “ 拉鏈 ” 式二聚體 （ 4）、 螺旋 環(huán) 螺旋結(jié)構(gòu)（ HLH）； （ 5）、 同源域蛋白 65 （ 1）螺旋 轉(zhuǎn)折 螺旋 (HTH)結(jié)構(gòu) ? 該結(jié)構(gòu)域主要包含兩個(gè)或兩個(gè)以上 α 螺旋區(qū) 和螺旋區(qū)中間的 轉(zhuǎn)折區(qū) ，主要通過一個(gè)靠 C端的 α 螺旋與DNA雙螺旋大溝結(jié)合。 66 （ 2） 鋅指（ zinc finger） 定義： 保守氨基酸的殘基與鋅離子結(jié)合，使中 間的氨基酸殘基回折成一種手指狀結(jié)構(gòu)，稱為 鋅指 。 P302圖 結(jié)構(gòu)： 保守序列： CysX24CysX3PheX5LeuX2HisX3His； CysX2CysX13CysX2Cys Cys2/His2鋅指 ， Cys2/Cys2鋅指 ； 67 Cys2 / Cys2鋅指 Cys2 / His2鋅指 見于甾體激素受體 見于 SP1， TFⅢ A等 68 功能： 鋅指區(qū)負(fù)責(zé)識(shí)別并結(jié)合于 DNA上特異的目標(biāo)位點(diǎn)。 有兩類與 DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)具有這種結(jié)構(gòu)，即 經(jīng)典的鋅指蛋白 和 類固醇受體 。不同蛋白質(zhì)鋅指數(shù)目不同。 69 轉(zhuǎn)錄因子 SP1中的鋅指結(jié)構(gòu) 每個(gè)螺旋與 DNA形成兩個(gè)序列特異性的接觸（箭頭） 70 71 類固醇激素受體是