真核生物基因表達(dá)調(diào)控-閱讀頁
2025-01-31 20:03本頁面
【正文】 合酶 Ⅱ 的下游 ?⑤ TFⅡ － H和 TFⅡ － J結(jié)合上去，形成完整的轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物 RNA聚合酶 Ⅱ 轉(zhuǎn)錄復(fù)合體的形成示意圖 ? 不同基因由不同的上游啟動子元件組成，能與不同的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，這些轉(zhuǎn)錄因子通過與基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)錄復(fù)合體作用而影響轉(zhuǎn)錄的效率。轉(zhuǎn)錄因子之間或轉(zhuǎn)錄因子與 DNA的結(jié)合都會引起構(gòu)象的變化，從而影響轉(zhuǎn)錄的效率。不與DNA直接結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子沒有 DNA結(jié)合域，但能通過轉(zhuǎn)錄激活域直接或間接作用于轉(zhuǎn)錄復(fù)合體而影響轉(zhuǎn)錄效率。 HTH結(jié)構(gòu)及其與 DNA的結(jié)合 N端多余臂部分與小溝結(jié)合 螺旋 1和 2靠在外側(cè) 螺旋 3位于 DNA的大溝中 ? （ 2）鋅指 (zinc finger) 其結(jié)構(gòu)如圖所示，每個重復(fù)的“指”狀結(jié)構(gòu)約含 23個氨基酸殘基，鋅以 4個配價鍵與 4個半胱氨酸、或 2個半胱氨酸和 2個組氨酸相結(jié)合。每一個單位可以其指部伸入 DNA雙螺旋的深溝，接觸 5個核苷酸。 ? （ 3）堿性－亮氨酸拉鏈 (bZIP)，該結(jié)構(gòu)的特點是蛋白質(zhì)分子的肽鏈上每隔 6個氨基酸就有一個亮氨酸殘基，結(jié)果就導(dǎo)致這些亮氨酸殘基都在 α螺旋的同一個方向出現(xiàn)。若不形成二聚體則對 DNA的親和結(jié)合力明顯降低。 堿性區(qū)與 DNA 相結(jié)合 位于螺旋疏水區(qū)的亮氨酸相互作用 堿性區(qū)與DNA相結(jié)合 ? （ 4）堿性－螺旋 環(huán) 螺旋(bHLH)： bHLH類蛋白只有形成同源或異源二聚體時，才具有足夠的 DNA結(jié)合能力。 ? （ 5）同源域蛋白（ hd)：同源域是編碼 60個保守氨基酸序列的 DNA片段，同源轉(zhuǎn)換基因與生物生長、發(fā)育和分化有關(guān)。最早來自控制軀體發(fā)育的基因，其中的 DNA結(jié)合區(qū)與 helixturnhelix motif相似，人們把該 DNA序列稱為 homeobox。 四、 真核基因表達(dá)調(diào)控的主要模式 （真核基因表達(dá)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(dá)的DNA上游序列稱為應(yīng)答元件（ response element）。 ? 最常見的應(yīng)答元件有： 熱激應(yīng)答元件（ HSE）， 糖皮質(zhì)應(yīng)答元件（ GRE）， 金屬應(yīng)答元件（ MRE） 蛋白質(zhì)磷酸化與基因表達(dá) ? 蛋白質(zhì)的磷酸化反應(yīng)是指通過酶促反應(yīng)把磷酸基團從一個化合物轉(zhuǎn)移到另一個化合物上的過程 ,是生物體內(nèi)存在的一種普遍的調(diào)節(jié)方式，在細(xì)胞信號的傳遞過程中占有極其重要的地位。蛋白質(zhì)的磷酸化是指由蛋白質(zhì)激酶催化的把 ATP或 GTP上 γ位的磷酸基轉(zhuǎn)移到底物蛋白質(zhì)氨基酸殘基上的過程，其逆轉(zhuǎn)過程是由蛋白質(zhì)磷酸酶催化的，稱為蛋白質(zhì)脫磷酸化。與信號傳遞有關(guān)的蛋白激酶類主要受控于胞內(nèi)信使，如 cAMP， Ca2+， DG（二酰甘油， diacyl glycerol）等，這種共價修飾調(diào)節(jié)方式顯然比變構(gòu)調(diào)節(jié)較少受胞內(nèi)代謝產(chǎn)物的影響。與酶的重新合成及分解相比，這種方式能對外界刺激做出更迅速的反應(yīng)。 ? 被磷酸化的主要氨基酸殘基：絲氨酸、蘇氨酸和酪氨酸。 熱激應(yīng)答激活蛋白 ? 雖然所有應(yīng)答元件與轉(zhuǎn)錄起始位點的距離并不固定，如 HSE常位于啟動區(qū)內(nèi)， GRE則位于增強子區(qū)內(nèi)。盡管單個應(yīng)答元件的存在足以調(diào)控基因表達(dá)，多拷貝元件的存在可能與基因的高效表達(dá)有關(guān)。 ? 許多生物受熱誘導(dǎo)時能合成一系列熱休克蛋白（ heat shock protein）。 ? 受熱后，果蠅細(xì)胞內(nèi) Hsp70 mRNA水平提高1000倍，就是因為熱激因子（ heat shock factor， HSF）與 hsp70基因 TATA區(qū)上游 60bp處的 HSE相結(jié)合，激發(fā)轉(zhuǎn)錄起始。 研究發(fā)現(xiàn)，在沒有受熱或其他環(huán)境脅迫時， HSF主要以單體的形式存在于細(xì)胞質(zhì)和核內(nèi)。受到熱激或其他環(huán)境脅迫時，細(xì)胞內(nèi)變性蛋白增多，與 HSF競爭結(jié)合 Hsp70，從而釋放 HSF，使之形成三體并輸入核內(nèi)。 HSF與 HSE的特異性結(jié)合，引起包括 Hsp70在內(nèi)的許多熱激應(yīng)答基因表達(dá)，大量產(chǎn)生 Hsp70蛋白。 ? 對果蠅和人 HSF蛋白的分析表明，熱激轉(zhuǎn)錄因子具有多個可形成拉鏈的疏水重復(fù)區(qū)，其中 3個位于 N端，靠近 DNA結(jié)合區(qū)，參與促進 HSF三體的形成。 ? 無論是去除第 4個拉鏈區(qū)，還是更換該區(qū)甲硫氨酸 391→ 賴氨酸，亮氨酸 395→ 脯氨酸，都會導(dǎo)致 HSF突變體對 HSE在常溫下的高親和力。 ? 常溫下， Hsp蛋白第 1和 4號拉鏈發(fā)生相互作用，從而阻斷了三體的形成；熱激或其他環(huán)境脅迫導(dǎo)致內(nèi)源拉鏈之間的解離，蛋白質(zhì)伸展成長鏈，不同鏈上的拉鏈發(fā)生作用，形成具有 DNA結(jié)合能力的三體。在正常生長條件下， Hsp70主要作用于新生肽的從頭折疊。在輔助因子介導(dǎo)的自裝配中，錯誤的結(jié)構(gòu)比正確的結(jié)構(gòu)更易形成。 激素及其影響 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。 ? 原核生物 mRNA的半衰期很短，平均大約3min。在高度分化的終端細(xì)胞中許多 mRNA極其穩(wěn)定，有的壽命長達(dá)數(shù)天。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）。當(dāng)細(xì)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。 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(xì)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(xì)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。
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