第6章基因表达调控2012.ppt

1、基因表达调控的基本规律 2、原核基因的表达调控 3、真核基因的表达调控 第 一 节基因表达调控基本规律 2、增强子 3、沉默子 5、终止子 第 二 节  原核基因表达调控 （三）反义RNA的调控作用 反义RNA有三种作用方式： （四）mRNA的稳定性与调控的关系 （五）蛋白质合成中的自身调控 第 三 节  真核基因表达调控 二、转录速度决定RNA合成效率 （二）转录因子是转录调控的关键分子 在肽链C末端有一段35个氨基酸序列以α-螺旋出现的结构单元，每间隔6个氨基酸出现一个疏水性的亮氨酸残基，其α-螺旋每旋转两周就出现一个亮氨酸，且出现在螺旋的同一侧。两个具有这种结构的因子接触后可借助侧链疏水性交错对插，形成稳定卷曲螺旋结构的二聚体。该二聚体的N端则是富含碱性氨基酸的区域，以电荷效应与DNA结合。 三、转录后水平的调控 ③小分子RNA引起转录后基因沉默 * 基本转录因子(general transcription factors) 转录因子的类别（按功能特性） * 特异转录因子(special transcription factors) * 基本转录因子(general transcription factors) 是RNA聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白因子，决定三种RNA(mRNA、tRNA及rRNA)转录的类别。 * 特异转录因子(special transcription factors) 转录激活因子 转录抑制因子 激活因子：与上游启动子元件或远端增强子识 别结合而激活转录的为～ 抑制因子：与上游启动子元件或沉默子识别结 合而抑制转录的为～ 某些组织细胞所特有的为个别基因转录所必需的转录因子，决定细胞基因的时间、空间特异性表达。 真核生物转录生成的mRNA在转录后，在5ˊ端 加上7－甲基鸟苷 (m7GPPPmNp-) 意义:保护转录体mRNA不受5ˊ外切酶降解，增强mRNA的稳定性；同时有利于mRNA从细胞核向胞质的转运；促进mRNA与核糖体的结合（通过帽结合蛋白介导完成）。 （一）mRNA稳定性影响真核基因表达 ① 5ˊ端帽子结构 转录后在mRNA在3ˊ末端加上50～200个腺 苷酸。 意义:保护转录体mRNA不受3ˊ外切酶降解，增强mRNA的稳定性；同时mRNA的某些胞浆定位信号也位于3ˊ -非翻译区，这可能与翻译的起始有关。 ② 3ˊ端poly(A)尾 基因沉默(gene silencing)是生物体内特定基因由于种种原因不表达的遗传现象。 miRNA siRNA 转录后基因沉默 miRNA：能与被调控的RNA互补的小分子RNA，通过碱基的互补配对与目标RNA形成双链复合物，影响RNA的修饰、翻译、转录等过程，封闭或抑制基因的正常表达。 siRNA：是指由短双链RNA诱导的同源RNA降解，导致该基因在转录后水平的沉默。 RNAi可被认为是机体的一种防御机制。正常情况下细胞内不应该存在双链RNA。一旦出现双链RNA，细胞就会启动RNAi机制。 目前，我们对RNAi机制的理解主要是来自线虫、植物等的遗传学分析和生化研究。 RNAi过程有四个步骤： 1、dsRNA被剪切成siRNA（small interference RNA）； 关键酶是Dicer 2、siRNA被组装成无活性的蛋白复合体； 3、siRNA解链将无活性的复合体转变成活性形式； 4、该复合体以siRNA为指导，识别并切割互补的 靶RNA。 RNAi的机制: 由~22nt RNAs导致基因的沉默 dsRNA ~22nt siRNAs target mRNA secondary siRNAs amplification processing degradation recognition copying + processing spreading 真核细胞的翻译抑制蛋白可与mRNA 5ˊ-端非 翻译区结合，抑制翻译启动。 一些mRNA 3ˊ-端非翻译区存在AU-丰富区， 与相应结合蛋白结合，可促使切除poly(A)尾巴。 （二）mRNA 5ˊ-端和3ˊ-端非翻译区结构的影响 （三）mRNA前体的选择性剪接 (alternative splicing) 选择性剪接通过不同剪接方式选择性使用外显子，合成功能不同而结构只有微小差异的蛋白质。 一个hnRNA（pre-mRNA）转录本，通过外显子的剪、接、重组，产生多个成熟的mRNA的机制。 i.e., 一个基因 多个mRNA 多个蛋白质（isoforms） 选择性剪接的不同形式 深