024h18_基因表达调控.ppt

1. 酸性氨基酸转录激活域：是一段富含酸性氨氨基酸的保守序列，常形成带电荷的beta-折叠，通过与TF II D 的相互作用协助转录起始复合物 的组装，促进转录。如酵母转录因子GAL4的转录激活域。 2. 富含脯氨酸的转录激活域：其C末端的普氨酸残基含量可达到20%左右，通过与CAAT盒结合发挥转录激活作用。 3. 富含谷氨酰胺的转录激活域：其N末端的谷氨酰胺残基含量可达到25%左右，通过与GC盒结合发挥转录激活作用。 DNA元件与调节蛋白对转录激活的调节最终是由RNA聚合酶活性体现的，其中的关键环节是转录起始复合物的形成。真核生物有三种RNA聚合酶，分别负责催化生成不同的RNA分子。 * * * * * （1）乳糖操纵子的结构：乳糖操纵子包含Z、Y及A三个相连的结构基因，这三个结构基因分别编码β-半乳糖苷酶、通透酶和乙酰基转移酶；此外，还有一个操纵序列O、一个启动子P以及一个调节基因I。I基因具有独立的启动子PI，编码一种阻遏蛋白，后者与O序列结合，使操纵子受阻遏而处于关闭状态。启动子上游还有一个CAP结合位点。由P序列、O序列和CAP结合位点共同构成乳糖操纵子的调控区，三个酶的编码基因即由同一调控区调节，实现基因产物的协调表达。 * * * 操纵子机制在原核基因表达调控中具有普遍意义。 乳糖代谢酶基因的表达特点是：在环境中没有乳糖时，这些基因处于关闭状态；只有当环境中有乳糖时，这些基因才被又到开放，合成代谢乳糖所需要的酶。 乳糖操纵子是最早发现的原核生物转录调控模式。 （1）乳糖操纵子的结构：乳糖操纵子包含Z、Y及A三个相连的结构基因，这三个结构基因分别编码β-半乳糖苷酶、通透酶和乙酰基转移酶；此外，还有一个操纵序列O、一个启动子P以及一个调节基因I。I基因具有独立的启动子PI，编码一种阻遏蛋白，后者与O序列结合，使操纵子受阻遏而处于关闭状态。启动子上游还有一个CAP结合位点。由P序列、O序列和CAP结合位点共同构成乳糖操纵子的调控区，三个酶的编码基因即由同一调控区调节，实现基因产物的协调表达。 * 阻遏蛋白的负性调节：在没有乳糖存在时，lac操纵子处于阻遏状态。此时，I序列在PI启动子的作用下表达的阻遏蛋白与O序列结合，阻碍RNA聚合酶与P序列结合，抑制转录启动。当有乳糖存在时，lac操纵子即可被诱导。乳糖在通透酶的作用下进入细胞、并在细胞内少量存在的β-半乳糖苷酶作用下转变为半乳糖，半乳糖结合阻遏蛋白，使后者的构象发生改变，导致阻遏蛋白与O序列解离，发生转录，使β-半乳糖苷酶得表达升高1000倍。 * * ②CAP的正性调节：CAP是同二聚体，在其分子内有DNA结合区及cAMP结合位点。当培养基中缺乏葡萄糖时，cAMP的浓度增高并与CAP结合，这时CAP结合在lac启动子序列附近的CAP位点，可刺激RNA转录活性，使之提高50倍；当有葡萄糖时，cAMP浓度降低，cAMP与CAP结合受阻，因此lac操纵子表达下降。 * * * * * * * * 染色质重塑（chromatin remodeling）：基因活化蛋白质可以通过改变基因的启动子和调节序列区域的染色质结构来促进转录开始。这种改变局部染色质结构的过程被称为染色质重塑 。 最主要的两种方式： 组蛋白的共价修饰 核小体重塑（nucleosome remodeling） 一些真核细胞基因含有另一种启动子元件，称为起始子(initiator,Inr)，决定启动子的强度。 起始子共有序列为：（5?）Y-Y-A+1-N-T/A-Y-Y-Y（3?）；Y代表胞嘧啶C或胸腺嘧啶T，N代表任意碱基，T/A代表T或A。 * 启动子上游元件（promoter-proximal elements, 或upstream promoter elements）是一些位于TATA盒上游的DNA序列，与调节蛋白结合，调节通用转录因子与TATA盒的结合、RNA聚合酶与启动子的结合，以及转录起始复合物的形成，从而决定基因的转录效率与专一性。 常见的序列是： CAAT盒(CAAT box) (GCCAAT ) GC盒(GC box) (GGGCGG) 增强子（enhancer）是能够结合特异基因调节蛋白，促进邻近或远隔特定基因表达的DNA序列；在酵母中，被称为上游活化序列（upstream activator sequences, UASs）。 增强子的作用通常与其所处的位置和方向无关。在所调控基因的上游或下游，但主要位于上游。下游内含子当中，乃至下游最后外显子以外的序列也可含有增强子。增强子距转录起始位点的距离变化很大，从100 nt到50,000nt，甚至更大。但总是作用于最近的启动子。 很多哺乳动物基因受一个以上的增强子调控。 沉默子(silencer)是指某些真核基因转录调