第6章 基因表达调控.ppt

多数原核生物的基因按功能相关性串连排列共同组成一个转录调控单位-操纵子。第一个阐明的操纵子是lac操纵子。操纵子最基本的组成元件有：受调控的结构基因群、启动子、操纵子、调控基因和终止子。有的操纵子还含有衰减子。在同一启动子控制下，从结构基因群转录合成多顺反子mRNA，实现协调表达 由调控基因编码合成的调控蛋白作用于操纵子序列，起到阻遏基因表达作用的称阻遏蛋白，起促进基因表达者为激活蛋白。调控蛋白可受特定的小分子作用发生变构而改变其对操纵子的作用，这是许多原核基因适应内外环境变化，改变表达水平的机理所在 真核基因组比原核大得多，结构更复杂，含有许多重复序列，基因组的大部分序列不是为蛋白质编码的，而为蛋白质编码的基因绝大多数是不连续的 所以大部分真核DNA中是不转录的，而大部分转录基因中间还存在不翻译的内含子 真核生物基本上是采取逐个基因调控表达的形式（无操纵子结构） 真核基因表达调控的环节更多，转录前可以有基因的扩增或重排，并涉及染色质结构的改变（包括对核酸酶敏感 、DNA拓扑结构变化 、DNA碱基修饰变化 和组蛋白变化）及基因激活等过程 转录后调控的方式也很多，但仍以转录起始调控为主 正性调控是真核基因调控的主导方面 RNA聚合酶的转录活性依赖于基本转录因子，在转录前先形成转录复合体，其转录效率受许多蛋白因子的影响，协调表达更为复杂 目前对真核基因表达调控的认识和研究还只处在初级阶段 它是指基因周围能与特异转录因子结合而影响转录的非编码DNA序列。其中主要是起正性调控作用的顺式作用元件，包括启动子（Promoter）、增强子（Enhancer）；近年又发现起负性调控作用的元件-沉寂子（Silencer） 在真核生物中，基因转录的调节区（增强子，沉寂子）相对较大，它们可能远离启动子达几百个甚至上千个碱基对，这些调节区一般通过改变整个所控制基因5‘上游区DNA构型来影响它与RNA聚合酶的结合能力 在原核生物中，转录的调节区都很小，大都位于启动子上游不远处，调控蛋白结合到调节位点上可直接促进或抑RNA聚合酶与它的结合 顺式作用元件 第三节 真核基因表达调控 真核生物启动子有其特殊性，四种RNA聚合酶都有自身的启动子及有关元件，与原核启动子不同 真核启动子间不像原核那样有明显共同一致的序列，而且单靠RNA聚合酶难以结合DNA启动转录，而是需要多种蛋白质因子的相互协调作用 不同蛋白质因子又能与不同DNA序列相互作用，不同基因转录起始及其调控所需的蛋白因子也不完全相同，因而不同启动子序列也很不相同，要比原核更复杂、序列也更长 真核启动子一般包括转录起始点及其上游约100-200bp序列，包含有若干具有独立功能的DNA序列元件，每个元件约长7-30bp 启动子 第三节 真核基因表达调控 负责转录rRNA基因的RNA聚合酶I，启动子（I类）比较单一，由转录起始位点附近的两部分序列构成： 核心启动子（Core Promoter），由-45—+20位核苷酸组成，单独存在时就足以起始转录 上游调控元件，由-170到-107位序列组成，能有效地增强转录效率 真核3种RNA聚合酶负责转录3种不同启动子 第三节 真核基因表达调控 负责转录5SrRNA 、tRNA和某些核内小分子RNA（snRNA）的RNA聚合酶III，其启动子（III类）组成较复杂 可被分为三个亚类： 两类5S rRNA和tRNA基因的启动子是内部启动子（Internal Promoter），位于转录起始位点的下游，都由两部分组成 第三类启动子由三个部分组成，位于转录起始位点上游 第三节 真核基因表达调控 RNA聚合酶II负责转录所有蛋白质编码基因和部分snRNA基因，后者的启动子结构与III类基因启动子中的第三种类型相似，编码蛋白质的II类基因启动子在结构上有共同的保守序列 转录起始位点没有广泛的序列同源性，但第一个碱基为腺嘌呤，而两侧是嘧啶碱基。这个区域被称为起始子（Initiator， Inr），序列可表示为Py2CAPy5。Inr元件位于-3—+5 仅由Inr元件组成的启动子是具有可被RNA聚合酶II识别的最简单启动子形式 第三节 真核基因表达调控 核心启动子 定义：指保证RNA聚合酶Ⅱ转录正常起始所必需的最小DNA序列，包括转录起始位点及转录起始位点上游TATA区 作用：选择正确的转录起始位点，保证精确起始，产生基础水平的转录 离体转录实验表明，TATA盒决定了转录起点的选择，天然缺少TATA盒的基因可从一个以上的位点起始转录 TATA 常在-25bp左右，相当于原核的-10序列 T85A97T93A85A63A83A50 启动子元件的类型 第三节 真核基因表