DNA水平调控培训讲解.ppt

;●;一、基因丢失：;二、基因扩增：;外界环境因素引起基因扩增 药物诱导抗药性基因的扩增； 肿瘤细胞中原癌基因拷贝数异常增加。 原发性的视网膜细胞瘤中，含myc 原癌基因的DNA区段扩增10－200倍。 许多致癌剂可诱导DNA扩增。;基因组拷贝数增加，即多倍性，在植物中是非常普遍的现象。基因组拷贝数增加使可供遗传重组的物质增多，这可能构成了加速基因进化、基因组重组和最终物种形成的一种方式。;DNA含量的发育控制 利用流式细胞仪对从拟南芥不同发育阶段的组织中分离到的间期细胞核进行分析，发现多倍体的DNA含量与组织的成熟程度成正比。对于一给定的物种，C是单倍体基因组中的DNA质量。;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。;在所有物种中，胚系Ig基因的构成基本上相同。Ig重链和轻链(λ和κ链)基因座都由多个编码V区(可变区）和C区（恒定区）蛋白质的基因组成，并被非编码的DNA（连接区，J区）所分隔。 V、C、J区在胚胎期细胞中相距较远，细胞发育分化时，免疫球蛋白重链基因DNA重排，大量间隔序列被切除，使位于J-Cμ之间的增强子序列得以发挥作用，增强基因转录。 ;四、DNA的甲基化与基因调控;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 ;同裂酶检测甲基化位点;真核生物细胞内存在两种甲基化酶活性：;　　日常型甲基转移酶常常与DNA内切酶活性相耦联，有3种类型。II类酶活性包括内切酶和甲基化酶两种成分，而I类和III类都是双功能酶，既能将半甲基化DNA甲基化，又能降解外源无甲基化DNA。 ;由于甲基化胞嘧啶极易在进化中丢失，所以，高等真核生物中CG序列远远低于其理论值。哺乳类基因组中约存在4万个CG 序列，大多位于转录单元的5区。 没有甲基化的胞嘧啶发生脱氨基作用，就可能被氧化成为U，被DNA修复系统所识别和切除，恢复成C。已经甲基化的胞嘧啶发生脱氨基作用, 它就变为T, 无法被区分。因此, CpG序列极易丢失。;DNA甲基化抑制基因转录的机理： 　　 DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性，从而影响到DNA与蛋白质相互作用方式的改变，抑制了转录因子与启动区DNA的结合效率。主要是不利于模板DNA与RNA聚合酶的结合。 　　如：引起B－DNA向Z－DNA过渡， Z-DNA结构收缩，螺旋加深，大沟（蛋白质因子识别）不存在，不利于转录起始。 　　　启动区DNA上的DNA甲基化密度与基因转录受抑制程度相关，其影响与MeCP1结合DNA的能力成正相关。甲基化CpG的密度和启动子强度间的平衡决定该启动子是否有转录活性。;;2、亲本印记(parantal imprinting);亲本的IGF-Ⅱ等位基因在早期胚中被差异甲基化，在成体形成配子时仍保留原甲基化的模式。;3、基因印记形成步骤;转录水平的调控;影响基因表达活性的DNA序列 非编码序列 包括：启动子、增强子、沉默子等;;1、启动子(promotor); 核心启动子：TATA box上游启动子元件：CAAT box和GC box;2、增强子;促进转录，不具有启动子专一性 功能与方向，位置无关 远距离发挥作用 (100~500bp，10Kb) 组织或细胞特异性 必须有两个(以上)增强子成份紧密相连 ;感染真核细胞的病毒DNA大多具有增强子，可被寄主细胞蛋白质激活。 小鼠乳腺瘤病毒（MMTV）：具有糖皮质激素基因的增强子，能在被类固醇激活的细胞（如乳腺上皮细胞）中旺盛生长。;二、反式作用因子(trans-acting factor);; 1）螺旋-转折-螺旋（helix-turn-helix，HTH） 2）锌指结构（zinc finger） 3）碱性-亮氨酸拉链 （basic-leucine zipper，bZIP） 4）碱性-螺旋-环-螺旋（basic-helix/loop/helix，HLH） 5）同源域蛋白（homeo domain，HD） ;1） HTH, Helix-turn-helix;λ阻遏蛋白 CRP 酵母接合型调控蛋白α1，α2;Cys2/His2, 经典的锌指结构 ~23aa Cys- X2-4- Cys-X3-Phe- X5 -Leu- X2 -His- X3 -His Cys、His与Zn++结合形成4面体结构，中部芳香族氨基酸保守，疏水 串联重复排列，两指间7-8aa 锌指数目多少不等;;SP1;TF IIIA;;Cys- X2- Cys-X13 - Cys- X2- Cys Zn++与4个