分子生物学第11章转录前的基因活化题库.ppt

11 转录前的基因活化 基因表达调控的层次 DNA 水平的调控 基因丢失 基因丢失（续） 基因丢失（续） DNA 水平的调控 基因扩增（续） 基因扩增（续） 基因扩增（续） DNA 水平的调控 基因重排 基因重排 基因重排 鼠胚系Ig基因的构成 人胚系Ig基因的构成 小鼠Igμ重链的基因重排、转录与合成的顺序 小鼠Igμ重链的基因重排、转录与合成的顺序（续） 小鼠Igκ轻链的基因重排、转录与合成的顺序 小鼠Igμ重链的基因重排、转录与合成的顺序（续） 图11－1 真核生物染色体的组装模式 常染色质和异染色质 DNase Ⅰ超敏感位点 常染色质，示活性染色质和非活性染色质及DNaseⅠ超敏感位点 H1组蛋白的修饰 核心组蛋白修饰 非组蛋白修饰 核基质 基质附着区 基质附着区（续） 图11－3 MAR与核基质的相互作用 图11－4 活体或离体两种方法检测MAR（1） 图11－4 活体或离体两种方法检测MAR（2） MARs在基因表达中的作用 图11－7 侧向构建有MAR的转基因形成独立活性结构区 图11－6 基质附着区（MARs）功能分析 MARs 的调节作用 MARs 的调节作用（续） DNA甲基化 DNA甲基化的作用 限制性内切酶对甲基化和非甲基化CCGG的切割 图11－9 DNA复制时甲基化类型的传递 DNA甲基化与基因表达 甲基化对基因表达的影响机理 图11－11 看家基因的CpG岛和启动子 DNA甲基化的进化 与核基质结合 活体方法 离体方法 提取的DNA跑两个泳道，用特异的DNA探针检测其中一个泳道，看是否有特异的MAR片段 活体方法 离体方法 MARs在基因表达中可能有4种作用： ① 边界元件作用，它确定了独立的基因调节区域。 ② 染色质调节作用，MARs作为刺激或阻遏基因表 达的顺式作用元件，可促进调节蛋白的结合和 作用。 ③ 作为DNA复制起点的组成起作用。 ④ 对于有丝分裂中期染色体的组装并保持一定形状 是重要的。 MARs的边界作用 1kb DNA β－云扁豆蛋白基因 增强子不能促进表达 增强子激活了表达 MARs的边界作用 当用一个异源的酵母ARS1 MAR作为侧翼的GUS（β—葡糖苷酸酶）报告基因转入烟草细胞，使报告基因的表达水平提高了12倍，最高达24倍。而改用来自烟草内源的与核基质结合较强的R67 MAR替换上述与核基质结合较弱的酵母ARS1 MAR时，GUS的表达水平提高了60倍，最高达140倍。这说明与核基质结合力较强的MAR比结合力较弱的MAR对基因表达的影响较大。 在对番茄热激蛋白基因表达的研究中发现，只有在3’MAR、5’MAR及内含子均存在的情况下基因正常表达，缺少其中一个将大大降低基因表达。这说明基因侧翼的MARs和内含子对于基因表达的调控有关。 在真核生物DNA中，甲基化发生在胞苷酸残基胞嘧啶环的5位碳原子上。甲基化位点通常在CG序列上。对于植物来说，甲基化还能在CNG序列的C上发生。 —— CG —— —— CNG —— —— GC —— —— GNC —— 在上述序列中，如果一个位点上只有一条链的C被甲基化，称为半甲基化；如果一个位点两条链的C都被甲基化，称为完全甲基化。 一般认为，高度甲基化的区域是不转录区域。 甲基化能防止相关限制酶的切割作用，还能阻碍调节蛋白与之结合，在基因启动子和编码区的甲基化可能抑制转录。 植物DNA甲基化主要存在于核基因组。 不对称序列的甲基化，新合成的子链不甲基化。 高度甲基化基因的表达受到抑制。由于不同的基因在不同的器官或不同的发育阶段表达，其甲基化状况也发生相应的变化。如雌性哺乳动物的一条X染色体高度甲基化，而以非活性状态存在；珠蛋白基因在红细胞中是低甲基化的，而在不表达珠蛋白的其他细胞中则高度甲基化；管家（看家、持家）基因（housekeeping gene）是持续表达的，其转录起始区很少发生甲基化。实验表明，低甲基化区域与DNaseⅠ超敏感区域是十分吻合的。 * 11.1 DNA水平的调控 11.2 染色质结构与基因活化 11.3 核基质附着区与基因表达 11.4 DNA甲基化在调节基因表达中的作用 基因表达受发育阶段及环境因素的影响。生物体对基因表达的调控有许多的层次，如转录前的基因活化、转录过程、转录后的RNA加工成熟过程、翻译过程、翻译后的多肽加工过程。这些过程对于生物生长发育是非常重要的。 某些原生动物、线虫和甲壳类动物在个体发育中，体