[理学]第六章 基因的表达与调控下.ppt

第七章 基因的表达与调控(下) —真核基因表达调控的一般规律 真核生物的基因组 真核生物基因表达调控的特点和种类 真核生物DNA水平上的基因表达调控 真核生物转录水平上的基因表达调控 真核基因转录后水平上的调控 一、真核基因组结构特点 真核基因组结构庞大 3×109bp、染色质、核膜 单顺反子 基因不连续性 断裂基因（interrupted gene）、内含子(intron)、 外显子(exon) 非编码区较多 多于编码序列(9:1) 含有大量重复序列 ● 基因组很小，大多只有一条染色体 ● 结构简炼 ● 存在转录单元多顺反子 二、真核细胞与原核细胞在基因转录、翻译及DNA的空间结构方面存在以下几个方面的差异 试说明真核细胞与原核细胞在基因转录，翻译及DNA的空间结构方面存在的主要差异，表现在哪些方面？ ① 在真核细胞中，一条成熟的mRNA链只能翻译出一条多肽链，很少存在原核生物中常见的多基因操纵子形式。 ③ 高等真核细胞DNA中很大部分是不转录的，大部分真核细胞的基因中间还存在不被翻译的内含子。 ⑤ 在真核生物中，基因转录的调节区相对较大，它们可能远离启动子达几百个甚至上千个碱基对，这些调节区一般通过改变整个所控制基因5’上游区DNA构型来影响它与RNA聚合酶的结合能力。 在原核生物中，转录的调节区都很小，大都位于启动子上游不远处，调控蛋白结合到调节位点上可直接促进或抑制RNA聚合酶与它的结合。 ⑥ 真核生物的RNA在细胞核中合成，只有经转运穿过核膜，到达细胞质后，才能被翻译成蛋白质，原核生物中不存在这样严格的空间间隔。 三、基本概念 （一）基因家族（gene family) 1、简单多基因家族 简单多基因家族中的基因一般以串联方式前后相连。 2、复杂多基因家族 复杂多基因家族一般由几个相关基因家族构成，基因家族之间由间隔序列隔开，并作为独立的转录单位。现已发现存在不同形式的复杂多基因家族。?? （二）断裂基因 基因的编码序列在DNA分子上是不连续的，为非编码序列所隔开，其中编码的序列称为外显子，非编码序列称内含子。 1、外显子与内含子的连接区 指外显子和内含子的交界或称边界序列，它有两个重要特征： 内含子的两端序列之间没有广泛的同源性 连接区序列很短，高度保守，是RNA剪接的信号序列 5GT——AG 3 2、外显子与内含子的可变调控 组成型剪接：一个基因的转录产物通过剪接只能产生一种成熟的mRNA。 选择性剪接：同一基因的转录产物由于不同的剪接方式形成不同mRNA。 (三)假基因 第二节 真核生物基因表达调控的特点和种类 一、真核生物基因表达调控的特点 1、RNA聚合酶 2、多层次 3、个体发育复杂 4、活性染色体结构变化：对核酸酶敏感 、DNA拓扑结构变化 、DNA碱基修饰变化 、组蛋白变化 5、正性调节占主导 6、转录与翻译间隔进行 7、转录后修饰、加工 第三节 真核生物DNA水平上的基因表达调控 将一个基因从远离启动子的地方移到距它很近的位点从而启动转录，这种方式被称为基因重排。 通过基因重排调节基因活性的典型例子是免疫球蛋白结构基因的表达。 在真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出现在CpG序列、CpXpG、CCA/TGG和GATC中 真核生物细胞内存在两种甲基化酶活性： 2、DNA甲基化抑制基因转录的机理 第四节 真核生物转录水平上的基因表达调控 一、真核基因转录 （一）真核基因结构 （二）顺式作用元件 定义：影响自身基因表达活性的非编码DNA序列。 例： 启动子、增强子、沉默子等 （2）增强子：指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列。 增强子特点： ① 增强效应十分明显，一般能使基因转录频率增加10-200倍 ③大多为重复序列，一般长约50bp，适合与某些蛋白因子结合。其内部常含有一个核心序列：（G）TGGA/TA/TA/T（G），该序列是产生增强效应时所必需的； 增强子作用机理： （3）沉默子：某些基因含有负性调节元件——沉默子，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。 （三）反式作用因子 1、定义：能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上，参与调控靶基因转录效率的蛋白质。 2、结构 （1）DNA结合结构域： 螺旋-转折-螺旋（Helix-turn-helix，H-T-H） 锌指结构（zinc finger） 碱性-亮氨酸拉链（basic - leucine zipper） 碱性-螺旋-环-螺旋（basic – helix /loop /helix，bHLH） 2、锌指结构 3、碱性-亮氨酸拉链 定义：出现在