第13节基因表达调控LT.ppt

中心法则与操纵子 第 一 节基本概念与原理 第 三 节  原核基因表达调节 第 四 节  真核基因表达调节 真核生物RNA聚合酶Ⅱ转录的基因结构与功能 锌指的N-端部分形成β折叠结构，C-端部分形成α螺旋结构。 每个α螺旋有两处识别特异的DNA序列；3个α螺旋结构与一个DNA双螺旋的深沟（major groove）结合，调控RNA的转录。 3. 亮氨酸拉链（Leu zipper） 亮氨酸拉链是蛋白质二聚体化(蛋白质相互作用的一种方式)的一种结构基础。 某些癌基因(如c-jun，v-jun，c-fos，v-fos等)表达产物通过亮氨酸拉链形成同源或异源二聚体，大大增加对DNA的结合能力，调控基因表达。 在亮氨酸拉链近N-端有富含碱性(带正电荷)氨基酸残基的区域，是DNA的结合区。 其他调 控元件 增强子 或 沉默子 CAAT盒 GC盒 TATA 盒 结构基因 +1 调节基因表达水平 决定基因表达的 时空特异性等。 激素，金属离子， 小分子化合物等 反应元件。 决定基因 表达的基 础水平 与RNA poly II 结合，决定转录 起始点的精确定位 使转录 增强或 减弱 维持基本的表达水平 1. 启动子 真核基因启动子是RNA聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件，至少包括一个转录起始点以及一个以上的功能组件。 TATA盒 GC盒 CAAT盒 确保转录精确而有效地起始的DNA序列 （一）顺式作用元件 GC盒 TATA 盒 结构基因 +1 决定基因表达的基础水平 与RNA poly II 结合，决定转录起始点的精确定位。 CAAT盒 上游启动子序列（UPS） -25 -35 -70 -80 -110 能增强启动子活性的DNA序列。 特点： 1. 能远距离增强启动子的活性； 2. 在启动子的上游和下游均起作用； 3. 无方向性； 4. 对启动子的影响无严格的专一性。 作用机理：目前已知增强子与蛋白质因子结合后能改变染色质的结构。 含义： 2. 增强子(enhancer) 3. 沉默子(silencer) 某些基因的负性调节元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。 （二）反式作用因子 1. 转录调节因子分类（按功能特性） 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) 为个别基因转录所必需，决定该基因的时间、空间特异性表达。 转录激活因子 转录抑制因子 2. 转录调节因子结构 DNA结合域 转录激活域 TF 蛋白质-蛋白质结合域 （二聚化结构域） 谷氨酰胺富含域 酸性激活域 脯氨酸富含域 最常见的DNA结合域 1. 锌指(zinc finger) C —— Cys H —— His 常结合GC盒 Zn Cys His N C 锌指 N C 2. 螺旋-转角-螺旋（helix-turn-helix，HTH） HTH的基本结构含有两个α螺旋, α螺旋之间有一个转角,约有60个氨基酸。 其中一个α螺旋(羧基端)识别特异的顺式作用元件上的DNA序列，另一个α螺旋(氨基端)则结合在DNA上，调控基因的转录。 亮氨酸拉链是一个高亮氨酸组成的α螺旋，每两个螺圈出现一个亮氨酸，形成拉链的一边。 两个蛋白质因子的α螺旋通过亮氨酸的疏水作用结合在一起形成拉链结构 亮氨酸拉链 （三）mRNA 转录激活及其调节 polⅡ TFⅡH TAF TFⅡF TAF TAF TFⅡA TFⅡB TBP 真核RNA聚合酶Ⅱ在转录因子帮助下，形成的转录起始复合物 TATA DNA TBP相关因子 五、RNA Pol II转录终止的调节机制尚不清楚 （一）HIV基因组转录终止调节 （二）热休克蛋白基因的转录终止调节 病毒蛋白Tat与转录产物5′端特异RNA序列结合，并与宿主蛋白质、RNA Pol II相互作用，阻止HIV基因组转录的提早终止。 在应激条件下暂时性停止大多数基因的转录和翻译，启动一套能够提高细胞生存能力的蛋白质即热休克蛋白(heat shock protein)的表达。 六、转录后水平的调节也是基因表达调控的重要环节 （一）hnR