【正文】 半乳糖時，基因不表達；加入半乳糖后， mRNA濃度可迅速增加 1000倍。 轉(zhuǎn)錄要起始，需很多的轉(zhuǎn)錄因子參與，如：通用轉(zhuǎn)錄因子、 DNA結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子和輔助轉(zhuǎn)錄因子。 c. 脯氨酸豐富區(qū) (prolinerich domain) CTF家族（包括 CTF CTF CTF3）的 C末端與其轉(zhuǎn)錄激活功能有關(guān)， 含有 20%30%的脯氨酸殘基 ，其它如 Oct Jun哺乳動物轉(zhuǎn)錄因子中也富含這種結(jié)構(gòu)。 b. 谷氨酰胺豐富區(qū) (glutaminerich domain) 氨基酸組成中有 25%的谷氨酰胺，很少有帶電荷的氨基酸殘基。 ?增加激活區(qū)的負(fù)電荷數(shù)能提高激活轉(zhuǎn)錄的水平。 3）轉(zhuǎn)錄因子的激活結(jié)構(gòu)域（ active domain,AD) 一般是 DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域以外 的 20100氨基酸殘基組 成，它們與 DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域在空間和功能上是分開的，主要包括以下幾種特征性結(jié)構(gòu) – 酸性 α 螺旋結(jié)構(gòu)域 (acidic α –helix domain) – 富含谷氨酰胺結(jié)構(gòu)域 (glutaminerich domain) – 富含脯氨酸結(jié)構(gòu)域 (prolinerich domain) a. 酸性 α 螺旋 (acidic α helix) 該結(jié)構(gòu)域含有 由酸性氨基酸殘基 一側(cè) 組成的保守序列，多呈雙親性的 α 螺旋結(jié)構(gòu) ，富含酸性氨基酸，為親水性，另一側(cè)含疏水性氨基酸。 同源域蛋白結(jié)合 DNA示意圖 靠 C端的螺旋 3結(jié)合在 DNA的大溝中，它是蛋白質(zhì)和 DNA的主要接觸部位。 二聚體 二聚體 bHLH蛋白與 DNA結(jié)合模式圖 （ 5）同源異形結(jié)構(gòu)域（ homeodomain, HD) 許多反式作用因子結(jié)合 DNA的結(jié)構(gòu)域中具有一段相同的保守序列，是 60個左右氨基酸組成的螺旋 轉(zhuǎn)角 螺旋結(jié)構(gòu)的區(qū)域，稱為同源異形結(jié)構(gòu)域，簡稱同源域。堿性 螺旋 環(huán) 螺旋類蛋白通常組成二聚體 的形式，才具有結(jié)合 DNA的能力。 圖 1512 圖 1513 亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)示意圖 肝臟、小腸上皮、脂肪以及某些腦細胞中存在一類 C/EBP家族蛋白， GCN4酵母激活因子、 CREB（ cAMP應(yīng) 答元件結(jié)合蛋白）、熱休克蛋白原癌基因 jun, fos編 碼產(chǎn)物，它們都具有典型的亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)。 亮氨酸拉鏈?zhǔn)且环N富含亮氨酸的蛋白鏈形成的二聚體模體。 糖皮質(zhì)激素特異性 雌激素特異性 （ 3）亮氨酸拉鏈（ Leucine zippers ） ? 結(jié)構(gòu)特點為蛋白形成的 α 螺旋結(jié)構(gòu)上 每隔 7個氨基酸就有一個亮氨酸殘基 ，這些 亮氨酸出現(xiàn)在 ?螺旋的 一個方向 ，每兩個蛋白組成一個二聚體，使亮氨酸相對排列，形成拉鏈樣結(jié)構(gòu)，在拉鏈區(qū)的氨基端有個約 30個殘基的堿性區(qū) (富含賴氨酸和精氨酸 )。它們的兩個鋅指的功能不同。 Cys2/Cys2鋅指與 Cys2/His2鋅指結(jié)構(gòu)不同， Cys與 His是不能互換的。 TFⅢA 結(jié)構(gòu)域示意圖 蛋白質(zhì) ? : 具有 Cys X2 CysX13— Cys X2 Cys樣的保守序列， Zn++與 4個 Cys結(jié)合稱為Cys2/Cys2鋅指 ，這些蛋白一般 無大量重復(fù)性鋅指 ，其 DNA結(jié)合序列較短且對稱。常見兩種類型，一類是鋅指蛋白，另一類是固醇類受體。此結(jié)構(gòu)被稱為 Cys2/ His2鋅指。 （ 2）鋅指（ Zinc finger ）結(jié)構(gòu) ? （經(jīng)典的鋅指結(jié)構(gòu)）：包括二個半胱氨酸 (Cys)及二個組氨酸 (His)族，其保守 重復(fù)序列 為Cys X24 CysX3Phe X5 Leu X2 His X3 His。 2）反式作用因子中的 DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域 (DNA binding domain, DB) 每一個 DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域有一個與 DNA序列相互作用的基序（ motif),多數(shù)基序含有一個插入 DNA大溝的片段，能識別大溝的堿基序列。 ? DNA結(jié)合域把活化結(jié)構(gòu)域帶到轉(zhuǎn)錄起點的附近，而DNA結(jié)合域和活化結(jié)構(gòu)域之間的聯(lián)結(jié)區(qū)域(connector)是具有足夠柔性的，這樣，不論 DNA結(jié)合域所結(jié)合的具體位點在哪里，都能使活化結(jié)構(gòu)域找到其靶蛋白 （轉(zhuǎn)錄因子）。 （ dimerization domain) 反式作用因子含有介導(dǎo)蛋白質(zhì)二聚化的位點，二聚體的形成對它們行使功能具有重要作用。 1）反式作用因子概述 （ 2）反式作用因子中的結(jié)構(gòu)域 (DNAbinding domain) 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。結(jié)合于啟動子或增強子位點上。 ? 以反式作用影響轉(zhuǎn)錄的因子可統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)錄因子（ transcription factors， TF）。 5）絕緣子 ? 反式作用因子是參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控的 蛋白因子 ，能直接地或間接地 識別或結(jié)合 在各類順式作用元件上，與順式作用元件一起 對轉(zhuǎn)錄起調(diào)控作用 。 ? 絕緣子 (insulator)長約幾百個核苷酸對，是通常位于啟動子同正調(diào)控元件 (增強子 )或負(fù)調(diào)控因子之間的一種調(diào)控序列。 3）沉默子 沉默子的作用特點 ： ? 不受序列方向的影響， ?能遠距離發(fā)揮作用， ?并可對異源基因的表達起作用。 增強子的作用機制 為真核生物中負(fù)調(diào)控元件，當(dāng)其結(jié)合特異蛋白因子時，對基因轉(zhuǎn)錄起阻遏作用。 其內(nèi)部常含有一個 核心序列， 是產(chǎn)生增強效應(yīng)時所必需的； 增強效應(yīng)有嚴(yán)密的組織和細胞特異性，說明只有特定的蛋白質(zhì)（轉(zhuǎn)錄因子）參與才能發(fā)揮其功能； 沒有基因?qū)Ｒ恍?，可以在不同的基因組合上表現(xiàn)增強效應(yīng)； 許多增強子還受外部信號的調(diào)控，如金屬硫蛋白的基因啟動區(qū)上游所帶的增強子，就可以對環(huán)境中的鋅、鎘濃度做出反應(yīng)。 增強效應(yīng)十分明顯，一般能使基因轉(zhuǎn)錄頻率增加 10200倍。 不同基因轉(zhuǎn)錄的啟動子區(qū)結(jié)構(gòu)圖 胸腺嘧啶激酶 β 珠蛋白 SV40早期基因 組蛋白 H2B 2）增強子 Enhancer Gene 5′ 3′ direction of transcription Enhancer Enhancer ?增強子（ Enhance)是指能使和它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加的 DNA序列。 ? 還有其它的一些 UPE，如八聚體（ Octamer）， KB， ATF等。它的作用也是控制轉(zhuǎn)錄起始頻率。 ? GC box的保守序列是 GTGGGCGGGGCAAT，常以多拷貝形式存在90處。 ? CAAT box的保守序列是 GGCTCAATCT，一般位于上游 75bp左右緊靠 80，其功能是 控制轉(zhuǎn)錄效率 。當(dāng)它的序列因發(fā)生突變和缺失而改變時就會影響它和酶的結(jié)合能力，從而影響轉(zhuǎn)錄的能力。） ? TATA框作用： (1) 選擇正確的轉(zhuǎn)錄起始位點，保證精確起始，故也稱為選擇子（ selector），當(dāng)有的基因缺少 TATA框時，可能由Inr（ initiator） 來替代它的這一作用，如鼠的脫氨核苷轉(zhuǎn)移酶（ Tdt）基因就沒有 TATA框，但有 17bp的 Inr； (2) 影響轉(zhuǎn)錄的速率。 ? TATA框又稱 Hogness框， GoldbergHogness框，俚語稱為金磚（ Goldbrick），其一致序列是： T85A97T93A85A63A83A50，常在起始位點的上游 25左右，相當(dāng)于原核的 10序列。核心元件包括上游 25－ 30bp處的 TATA盒和轉(zhuǎn)錄起始位點附近的 啟始子（ initiator，Inr）， 它能確定轉(zhuǎn)錄方向、起始位點并產(chǎn)生基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄。 真核基因一般構(gòu)造示意圖 ? 由若干可以區(qū)分的 DNA序列 組成，并與特定的功能基因相連，組成基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控區(qū)，通過與相應(yīng)的反式作用因子結(jié)合，實現(xiàn)對基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控。 4） 原核染色體是裸露的 DNA，染色質(zhì)結(jié)構(gòu)對基因的表達沒有明顯的調(diào)控。 3） 原核生物中有正調(diào)控（乳糖操縱子）和負(fù)調(diào)控。 真核生物基因不組成操縱子，每個基因都有其自身的基本啟動子和調(diào)節(jié)元件，單獨進行轉(zhuǎn)錄，但在相關(guān)基因之間也存在著協(xié)同調(diào)節(jié)。 真核生物的轉(zhuǎn)錄調(diào)控是整個基因表達調(diào)控的關(guān)鍵點之一 1. 真核與原核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控的區(qū)別 與原核生物比較的相同點 ? 轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控 +轉(zhuǎn)錄后調(diào)控，以轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控為重要 ? 在真核生物結(jié)構(gòu)基因的上游和下游（甚至內(nèi)部）也存在著許多特異的調(diào)控成份。通常在啟動子區(qū)等位基因有差異的甲基化修飾造成該基因表達量降低。研究發(fā)現(xiàn)許多印記基因?qū)ε咛ズ吞撼錾蟮纳L發(fā)育有重要的調(diào)節(jié)作用，對行為和大腦的功能也有很大的影響，印記基因的異常同樣可誘發(fā)癌癥。 印記基因的存在反映了性別的競爭，親代通過印記基因來影響其下一代，使它們具有性別行為特異性以保證本方基因在遺傳中的優(yōu)勢。 1） DNA甲基化可引起基因失活 甲基化對基因轉(zhuǎn)錄的影響 2）基因印記（遺傳印記） 在生殖細胞形成早期，來自父方和母方的印記將全部被消除，父方等位基因在精母細胞形成精子時產(chǎn)生新的甲基化模式，但在受精時這種甲基化模式還將發(fā)生改變；因此在受精后來自父方和母方的等位基因具有不同的甲基化模式。 ? DNA的甲基化不利于模板與 RNA聚合酶的結(jié)合，降低了轉(zhuǎn)錄活性。 真核生物中的 CpG島與甲基化 如：哺乳類基因組中約存在 4萬個 CpG 島，它們大多位于結(jié)構(gòu)基因啟動子的核心序列和轉(zhuǎn)錄起始點，其中有 60%～ 90% 的 CpG 被甲基化， CpG島在基因表達調(diào)控中起重要作用。 ? CpG二核苷酸序列通常成串出現(xiàn)并零散地分布于基因組中，此段序列被稱為 CpG島 。 DNA甲基化的主要形式 主要形成 5甲基胞嘧啶 (5mC)，少量 N6甲基腺嘌呤 (N6mA)和 7甲基鳥嘌呤 (7mG)。 1. DNA甲基化 ? 如果用基因打靶的方法除去主要的 DNA甲基化酶，小鼠的胚胎就不能正常發(fā)育而死亡。 DNA甲基化能關(guān)閉某些基因的活性，而去甲基化則誘導(dǎo)了基因的重新活化與表達 。小鼠每天生成的淋巴細胞為 108個，可見動物一生中還不可能使全部可能產(chǎn)生的基因組合得到表達。 ?在小鼠中， 95%的抗體輕鏈?zhǔn)?κ 型，而人類抗體輕鏈中， κ 型和 λ 型各占 50%左右。 輕鏈的基因片段： 重鏈的基因片段： L V J C L V D J C ? 所有 Ig分子都含有兩類輕鏈中的一類，即 κ型或 λ 型。輕鏈和重鏈在相對分子質(zhì)量上有較大差別，前者約，后者則介于 。 7. 基因重排 將一個基因從遠離啟動子的地方移到距它很近的位點從而啟動轉(zhuǎn)錄，這種方式被稱為 基因重排 。在原發(fā)性的視網(wǎng)膜細胞瘤中，含 myc 原癌基因的 DNA區(qū)段擴增 10200倍。 在果蠅濾泡細胞中，編碼卵殼 蛋白 的卵殼基因的擴增。 基因擴增 (gene amplification) : 在沒有發(fā)生細胞分裂，整條染色體幾乎沒有復(fù)制的情況下，細胞內(nèi)某些特定基因的拷貝數(shù)專一性增加的現(xiàn)象。在高等動植物中，尚未發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象。例如某些原生動物，線蟲、昆蟲、甲殼類動物，體細胞常丟掉部分或整條染色體，只保留將來分化產(chǎn)生生殖細胞的那套染色體。如：限定子或絕緣子； 絕緣子 是一類新近發(fā)現(xiàn)的邊界序列，它能阻止鄰近調(diào)控元件對其所界定的基因啟動子起增強和抑制作用。通過氫鍵、疏水作用或共價鍵與核基質(zhì)結(jié)合。同時還將 DNA隔離成許多拓?fù)鋵W(xué)限制性的功能區(qū)域，每個功能區(qū)域就形成一個拓?fù)鋵W(xué)解旋的環(huán)，每個環(huán)就是一個轉(zhuǎn)錄單位。 ? MAR位于 DNA上各轉(zhuǎn)錄單位的交界處，是 DNA在核基質(zhì)或染色體支架上的附著點。 ? 真核基因組的 DNA序列中，能特異性地與核基質(zhì)