【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 OmpF基因的調(diào)控區(qū)結(jié)合，對(duì) OmpF基因的表達(dá)起正調(diào)控作用，OmpF↑。 滲透壓高時(shí)，變構(gòu)，與 OmpC基因調(diào)控區(qū)結(jié)合 ,對(duì) OmpC基因的表達(dá)起正調(diào)控作用， OmpC ↑。 兩種蛋白隨滲透壓的變化而變化，但兩種蛋白總量不變 。 OmpC基因轉(zhuǎn)錄時(shí)， OmpC基因上游有一段DNA序列，以相反方向轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生一個(gè) 174個(gè)核苷酸的小分子 RNA，這個(gè) RNA能與 OmpF mRNA的前導(dǎo)序列中的 44個(gè)核苷酸（包括 SD序列及編碼區(qū)）形成雜合雙鏈， 抑制 OmpF mRNA的翻譯 。 （二） mRNA壽命對(duì)翻譯的調(diào)控作用不同的 mRNA有不同的降解速度 降解 mRNA的外切酶主要是 3′ 外切核酸酶 mRNA 分子末端的二級(jí)結(jié)構(gòu)能阻止 3′ 外切酶進(jìn)攻，凡降解終止子發(fā)夾結(jié)構(gòu)的突變都造成mRNA穩(wěn)定性降低，終止子除轉(zhuǎn)錄終止功能外，還決定 mRNA的穩(wěn)定性。 降解 mRNA的內(nèi)切酶主要是 RNaseⅢ 發(fā)揮作用需要一定的二級(jí)結(jié)構(gòu)特征，如 RNaseⅢ 對(duì)?整合酶基因（ int）的 mRNA降解時(shí)就需要轉(zhuǎn)錄終止子序列所形成的發(fā)夾結(jié)構(gòu)上又增添一個(gè)發(fā)夾結(jié)構(gòu)，這個(gè)附加的發(fā)夾結(jié)構(gòu)恰好構(gòu)成了 RNaseⅢ 的識(shí)別位點(diǎn)和切割位點(diǎn)。 （三）翻譯產(chǎn)物對(duì)翻譯的調(diào)控作用 控制自身 mRNA的 可翻譯性 ，大多是控制翻譯的起始。 RF2合成的自體調(diào)控 利用釋放肽鏈的職能提前終止其 mRNA的翻譯。 RF2由 340aa組成，前 25aa和后 315aa處于不同閱讀框 ,兩編碼區(qū)之間多一個(gè) U，這個(gè) U與第 26位氨基酸（ ASP）的密碼子 GAC的前兩個(gè)核苷酸構(gòu)成了 RF2所能識(shí)別的終止密碼子 UGA。 當(dāng) RF2充足時(shí)， RF2促成肽鏈合成的提前終止。當(dāng) RF2缺乏時(shí)，核糖體向前滑動(dòng)一個(gè)核苷酸，繼續(xù)合成第 26個(gè) aa，直至基因的最后一個(gè)終止密碼子 UAG， UAG由 RF1識(shí)別并促成 RF2的釋放。 RF2合成的自體調(diào)控 利用釋放肽鏈的職能提前終止其 mRNA的翻譯。 mRNA GGG UAU CUU UGAC UAC GAC23 24 25 26 27 28｛｛RF2 核糖體蛋白質(zhì)合成的自體調(diào)控 70余種蛋白質(zhì)，核糖體蛋白質(zhì) 50多種，絕大多數(shù)種類(lèi)的蛋白質(zhì)在每個(gè)核糖體只有一個(gè)。 這些蛋白的編碼基因均為單拷貝，它們混合編組構(gòu)成若干個(gè)操縱子，每個(gè)操縱子轉(zhuǎn)錄出一種多順?lè)醋?mRNA,以同樣的速率翻譯出幾種蛋白質(zhì)。其中有一種蛋白質(zhì)可以結(jié)合到多順?lè)醋由嫌蔚囊粋€(gè)特定部位，阻止核糖體結(jié)合和起始翻譯。 這種蛋白質(zhì)稱(chēng)調(diào)控蛋白 ，是直接與 rRNA相結(jié)合的蛋白質(zhì)，結(jié)合能力﹥ 各 mRNA。 當(dāng)核糖體蛋白較少時(shí)，調(diào)控蛋白優(yōu)先與 rRNA結(jié)合。 當(dāng)核糖體蛋白較多時(shí)，多余的調(diào)控蛋白就與 mRNA結(jié)合 ，核糖體就不能與 mRNA結(jié)合，從而降低了有關(guān)基因產(chǎn)物的合成。 （四） SD序列對(duì)翻譯的影響 SD序列的定義： SD序列是位于 mRNA起始密碼子AUG上游由 39堿基組成的一段核苷酸序列，它是核糖體結(jié)合的位點(diǎn)。 SD序列的順序及位置對(duì)翻譯的影響⑴ SD 序列的存在與否是 mRNA在細(xì)胞中翻譯的決定因素 ，缺少 SD序列，不能作為模板合成蛋白質(zhì)。⑵ SD 序列的位置是影響翻譯效率的重要因素 表達(dá) IL2時(shí)， Lac啟動(dòng)子的 SD序列距 AUG為 7個(gè)核苷酸時(shí)， IL2表達(dá)效率最高，間隔 8個(gè)核苷酸，表達(dá)水平降低 500倍 隱蔽 SD序列對(duì)翻譯的影響 如 SD序列處于 mRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)中，核糖體不能與之結(jié)合，只有打破這種結(jié)構(gòu)，核糖體才能結(jié)合。 如紅霉素甲基化酶 mRNA的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于色氨酸操縱子轉(zhuǎn)錄下來(lái)的 mRNA，含有前導(dǎo) mRNA（內(nèi)含4個(gè)特殊短序列，即 ①/② 、 ②/③ 、 ③/④ 可互補(bǔ)配對(duì)形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)） 無(wú)紅霉素時(shí) ，可合成前導(dǎo)肽，核糖體釋放，序列 ①/② 、 ③/④ 形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，紅霉素甲基化酶編碼區(qū)的核糖體結(jié)合位點(diǎn)位于序列 ③ 和 ④ 形成的莖環(huán)結(jié)構(gòu)中，不能與核糖體結(jié)合，因此 不能合成紅霉素甲基化酶 。 有紅霉素時(shí) ，紅霉素與核糖體結(jié)合，抑制核糖體移動(dòng)，阻止序列 ①/② 形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，序列 ②/③形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，紅霉素甲基化酶 mRNA的 SD序列暴露，與核糖體結(jié)合， 翻譯出紅霉素甲基化酶 。第三節(jié)第三節(jié) 真核基因表達(dá)調(diào)控真核基因表達(dá)調(diào)控 真核基因的表達(dá)調(diào)控系統(tǒng)與原核的區(qū)別 ：真核基因數(shù)目多，哺乳動(dòng)物有數(shù)萬(wàn)～ 10萬(wàn)，而 4000大量重復(fù)序列，可能對(duì)基因的表達(dá)帶來(lái)影響真核 DNA與組蛋白組成核小體結(jié)構(gòu)，并有許多非組蛋白結(jié)合。組蛋白、非組蛋白和核小體的組織狀態(tài)及核小體的超螺旋結(jié)構(gòu)影響基因的活性。 真核基因有內(nèi)含子，轉(zhuǎn)錄的 mRNA都要經(jīng)拼接加工，細(xì)胞可通過(guò)對(duì) mRNA前體的加工與否進(jìn)行調(diào)節(jié)。真核 mRNA壽命長(zhǎng)，脊椎動(dòng)物 mRNA平均半壽期大約為 3小時(shí)。 家蠶絲心蛋白 mRNA平均半壽期為幾天調(diào)控范圍大： DNA水平 — 轉(zhuǎn)錄水平 — 轉(zhuǎn)錄后水平 — 翻譯水平 — 翻譯后水平等多層次的調(diào)控。 難以直接鑒定基因產(chǎn)物和基因控制的生化過(guò)程；難以直接選擇出影響調(diào)節(jié)基因的突變體；難以直接通過(guò)改變外界環(huán)境條件來(lái)研究分析基因表達(dá)變化；難以直接進(jìn)行基因操作等。 真核基因表達(dá)調(diào)控所面臨的困難：一、一、 DNA水平的調(diào)控水平的調(diào)控染色質(zhì)的丟失 例如線蟲(chóng)細(xì)胞在發(fā)育過(guò)程中有染色質(zhì)丟失，動(dòng)物紅細(xì)胞在發(fā)育過(guò)程中有染色質(zhì)丟失。染色質(zhì)丟失是不可逆的調(diào)控?；驍U(kuò)增 例如腫瘤細(xì)胞中癌基因大量擴(kuò)增， DNA合成時(shí)組蛋白基因擴(kuò)增?；蛑嘏? 基因重排是指某些基因片段改變?cè)瓉?lái)存在順序，通過(guò)調(diào)整有關(guān)基因片段的銜接順序，再重排成為一個(gè)完整的轉(zhuǎn)錄單位，例如免疫球蛋白在 B淋巴細(xì)胞分化和漿細(xì)胞生成過(guò)程中的重排。 DNA甲基化（基因修飾） 基因的甲基化與基因的表達(dá)呈反比關(guān)系。 DNA 甲基化是哺乳類(lèi)動(dòng)物遺傳外修飾的重要調(diào)控方式 ,也是脊椎動(dòng)物 DNA 唯一的自然化學(xué)修飾方式。 所謂DNA 甲基化是指由 DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo) ,在胞嘧啶 (C) 5 位碳原子上加入一甲基基團(tuán) ,使之變成 5甲基胞嘧啶(5mC) 的化學(xué)反應(yīng)。 這種反應(yīng)主要發(fā)生在 CpG二核苷酸的胞嘧啶上。哺乳類(lèi)動(dòng)物基因組中約 5 %～ 10 %是CpG,其中 70 %～ 80 %是 mCpG。 CpG二核苷酸的聚集稱(chēng)CpG島 (CpG island) 　 　帶正電荷的組蛋白與 DNA 中帶負(fù)電荷的磷酸基結(jié)合 ,于是組蛋白遮蔽了 DNA 分子 ,降低了 DNA 的模板活性。組蛋白的修飾作用可明顯解除染色體的抑制作用。已證明高乙酰化組蛋白特異地聚集于活性染色質(zhì)功能區(qū) ,低乙?；M蛋白聚集于無(wú)轉(zhuǎn)錄活性的非功能區(qū) ,這一結(jié)果表明組蛋白乙酰化可激活轉(zhuǎn)錄。此外 ,核小體組蛋白乙酰水平升高 ,可使 DNA－組蛋白抑制性結(jié)構(gòu)破裂 ,有利于基本轉(zhuǎn)錄因子與轉(zhuǎn)錄起始部位結(jié)合。組蛋白的乙?；?RNA聚合酶有關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子與 DNA模板結(jié)合　 染色質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控作用 真核生物的染色體或染色質(zhì)是由 DNA與組蛋白、非組蛋白和少量 RNA及其它物質(zhì)結(jié)合而形成，具有核小體結(jié)構(gòu)。 組蛋白 N末端絲氨酸磷酸化，使其帶正電荷減少，與 DNA結(jié)合能力降低，組蛋白中絲氨酸和精氨酸的乙?；瑯邮菇M蛋白帶正電荷減少，與 DNA結(jié)合能力減弱，從而有利于轉(zhuǎn)錄。 特定的非組蛋白可以與組蛋白競(jìng)爭(zhēng)性地與DNA結(jié)合，解除組蛋白對(duì)基因表達(dá)的抑制作用。目前已知的 許多結(jié)合于 DNA的非組蛋白為反式作用因子。 轉(zhuǎn)錄活性高的基因都位于結(jié)構(gòu)松散的常染色質(zhì)中，而不具有轉(zhuǎn)錄活性的基因都位于結(jié)構(gòu)緊密的異染色質(zhì)中。二、轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控二、轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控 主要通過(guò)反式作用因子，順式作用元件和 RNA聚合酶的相互作用來(lái)完成的。 （一）基因轉(zhuǎn)錄水平的順式作用元件 順式作用元件（ cisacting elements） :指對(duì)基因表達(dá)有調(diào)節(jié)活性的 DNA序列，其活性只影響與其自身同處在一個(gè) DNA分子上的基因，同時(shí)，這種 DNA序列通常不編碼蛋白質(zhì)，多位于基因旁側(cè)或內(nèi)含子中。 按功能分啟動(dòng)子、增強(qiáng)子和沉默子。 啟動(dòng)子（ promoter） 與基因表達(dá)啟動(dòng)相關(guān)的順式作用元件，位于基因轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游。根據(jù)啟動(dòng)子中 TATA盒的有無(wú)分 典型的啟動(dòng)子和不典型的啟動(dòng)子 。 ① 典型的啟動(dòng)子 ： 含 TATAbox，有時(shí)一個(gè)基因的啟動(dòng)子上有兩個(gè)TATAbox，它們可分別或有側(cè)重地對(duì)不同