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单顺反子 多顺反子 增强子和沉默子 增强子(enhancer):是一种能够大幅度增强基因转录效率的顺式作用元件。 沉默子(silencer):与增强子相反,是一种阻止基因表达的顺式作用元件。 作用特性:与启动子不同,其作用与距离、方向和位置均无关;对临近的基因作用最强;某些增强子或沉默子具有组织特异性。 增强子和沉默子的作用特性 2、转录因子(transcript factor,TF) 反式作用因子:是能直接或间接地识别或结合各种顺式作用元件,参与调控基因转录的蛋白质。顺式作用元件必须由反式作用因子与之结合后才能对转录起调控作用。 转录因子:真核RNA聚合酶不能识别DNA上的启动子,识别这些启动子序列的反式作用因子称为转录因子。 转录因子在转录中主要有两大基本功能:一是作为装配因子或定向因子识别和结合核心启动子,招募RNA聚合酶正确地与启动子结合;其次是调节RNA聚合酶的活性 TFIID (TBP) A B F E H RNA Pol 辅激活因子(coactivator) 激活因子(activator) 前 起 始 复合物并不能启动 RNA 转录,还需要在辅激 活 因子(coactivator)和激活因子(activator)的共同作用下才 能 正常启动转录。 TFIID (TBP) A B F E H RNA Pol 辅激活因子(coactivator) 激 活 因 子 激 活 因 子 激 活 因 子 激活因子与增强子结合,通过辅激活因子与前起始复合物作用,启动转录。 三、真核基因表达其它水平的调节 1. 转录前调控 (1) DNA水平调控 ◆ 基因丢失 ◆ 基因扩增 ◆ 基因重排和移位 (2) X染色体失活 (3) 染色体组蛋白的修饰 ◆ 染色质中DNA和组蛋白的结构状态影响转录 ◆ 紧密的染色质结构阻止基因表达 ◆ 常染色质(euchromatin):细胞分裂时染色体的大部分区域到间期时松开分散在核内,称为常染色质,松散染色质中的基因可以转录。 ◆ 异染色质(heterochromatin):染色体中的某些区段到分裂期后保持紧凑折叠结构,在间期核中可以看到其浓集的斑块,称为异染色质,异染色质中未见有基因转录。 2. 转录后调控 (1) 无需加工 组蛋白基因 (2) 需要加poly(A)尾 α-干扰素基因 (3) 需要剪接、加poly(A)尾等过程 (4) 同一转录产物通过不同的剪接方式获得不同的蛋白质 RNA转录后调控主要发生在转录产物的加工成熟过程中,转录后加工具有多样性: 3. 翻译水平调控 (1) 蛋白质合成的起始—扫描模式 ◆ AUG处于合适的前后序列(A/GNNAUGG)时,才能被扫描识别。 (2) mRNA帽子结构的识别 ◆ 帽子结合蛋白(cap binding protein, CBP)专一性识别mRNA 5帽子结构,促进翻译。 (3) mRNA稳定性控制 ◆ 真核生物mRNA的半衰期平均3h,有的长达数天;而原核生物mRNA的半衰期很短,平均大约3min。 (4) 蛋白质因子的修饰与翻译起始调控 ◆ 蛋白质合成过程中很多酶和蛋白因子的活性受到磷酸化和脱磷酸化调控。 ATP ADP eIF-2 Pi H2O Pi eIF-2 磷酸酶 eIF-2 Pi eIF-2B eIF-2B PKR 由GSSH或dsRNA激活 Pro-HRI (无活性) HRI (有活性) 血红素 eIF-2 启动 翻译 eIF-2磷酸化阻碍 蛋 白 质 生 物合成 4. 翻译后调控 翻译后调控主要是对蛋白质的加工过程,包括:N-端fMet或Met的切除、二硫键的形成、化学修饰和剪切。 (1) 多肽的切割:切去前端的信号肽 (2) 二硫键的形成 (3) 化学修饰 磷酸化、糖基化、甲基化、乙基化、羟基化及辅基连接等。 (4) 多肽的剪接 反转录病毒 pol基因产物 反转录酶 内切酶 蛋白酶 前胰岛 素 原 胰岛 素原 A链 B链 C链 由3个二硫键连结成成熟的胰岛素 本章小结: 1. 基因表达、基因表达的特异性(时空)、基因表达方式、管家基因 2. 基因转录激活调节基本要素:特异序列、调节蛋白、相互作用 3. 原核基因表达调控:特点、lac操纵子、trp操纵子 4. 真核基因表达调控:特点、转录因子(4种结构)、mRNA转录激活调节、转录前调控、转录后调控、翻译水平调控、翻译后调控 * 空间特异性:如鸡的卵清蛋白基因在输卵管细胞内大量表达(占总mRNA量的50%),而在肝脏细胞中无法检测到卵清蛋白基因的表达。 * 顺式作用元件在分子遗传学领域,相对同一染
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