DNA结合基序教学教材.ppt

甲基化是一个可逆的过程，去除甲基或添加甲基，可以特异性地重置基因的甲基化状态。甲基化模式的改变发生在胚胎发生时期。目前只确定了一种甲基酶可以将甲基添加到CpG对上。 适当的靶基因甲基化可以防止它们的不适当表达。 染色质重组装是指染色质或核小体的结构、成分变化，这些变化具有转录调控作用。在染色质重组装过程中，连接组蛋白H1成分的时序变化以及核心组蛋白的乙酰化，都对早期发育过程的转录调控起了关键性的作用。染色质重组装控制着早期转录抑制状态向激活状态的转变，是母型基因控制向合子型基因控制过渡（即所谓“中期囊胚转换(midblastula transition, MBT）的重要途径。 第三节 mRNA前体的可变剪接 mRNA前体通过不同方式的剪接，可由一个基因的转录产物产生出不同的成熟mRNA，从而翻译出不同的蛋白质的过程称为可变剪接（alternative splicing）或选择性剪接。 来自一个基因的mRNA前体因可变剪接产生多种成熟mRNA，翻译出不同的蛋白质，或形成一组相似的蛋白质家族，都可称为同工型蛋白质（isoform）。 一、可变剪接的方式 可变剪接可因mRNA前体的外显子或内含子DNA序列中发生突变、缺失，影响5’或3’剪接点的数目和位置。 与mRNA前体中内含子剪接点结合的各种snRNP中，snRNA或蛋白质的异常则会剪接效率大大降低。 有些基因常不止一个转录起始位点，在不同的组织或不同的发育阶段由同一个基因转录出不同的mRNA前体，以不同的剪接方式产生有活性的蛋白质。 二、可变剪接的调控机制 1．SR蛋白家族的调控 剪接体的形成与多种蛋白质和RNA复合体密切相关。在可变剪接上保守的SR磷蛋白家族因子的参与起重要作用。 SR蛋白家族以不同的质的组成与量的差异选择特定的mRNA前体剪接位点，不同的SR家族蛋白对适当的mRNA前体可以诱导出不同选择的剪接方式，在选择剪接上起决定作用。 2．RNP的调节 hnRNP-A1在不同组织中的含量变化很大，不参与组成性剪接。在选择5’和3’剪接点时具有可变剪接活性，成为参与可变剪接的调节因子，在体内与SR蛋白共同调节组织特异性的剪接。 U5hnRNP在酵母中参与5’剪接点突变的可变剪接。 3．外显子限定模型 真核细胞mRNA前体中内含子远远大于外显子，5’与3’剪接位点可以跨越数万个核苷酸准确地组合在剪接体中。 有证据表明，在前速激肽原mRNA前体的可变剪接中，外显子下游的5’剪接位点可影响其上游内含子3’的剪接。 三、反式剪接 剪接过程一般发生同一个RNA分子的内部，即通过剪接将一个RNA分子内的内含子剪掉，使外显子连接在一起，这种剪接方式称为顺式剪接（cis-splicing）。 两种不同来源的RNA前体分子的内含子之间具有互补序列时，也可以发生反式剪接（trans-splicing）。 另一种形式的反式剪接是在成熟的mRNA非翻译部分5’端剪接上一段称为“剪接前导序列”或小外显子的RNA片段。 三、DNA结合基序 对各种转录因子的序列进行比较，可发现其基序（motif）的共同点是都与DNA结合。 基序通常很短，仅为蛋白质结构的一小部分。 典型的DNA结合基序包括： 锌指结构（zinc finger）基序 螺旋-环-螺旋（helix-loop-helix, HLH) 亮氨酸拉链（leucine zipper) 锌指基序 锌指基序是由保守氨基酸的小基团与锌离子结合形成类似手指状的DNA结合结构域。 锌指基序是DNA结合蛋白的一个通用基序，锌指结构通常由相对独立的结构域串连重复排列在一起而形成。 通用转录因子SP1有一个DNA结合域，含3个锌指基序。 已知的锌指结构主要发现于促进RNA聚合酶II和RNA聚合酶III转录的转录因子中。 典型的锌指蛋白—TFⅡA与5S rRNA基因及产物5S rRNA都结合。 亮氨酸拉链结构 亮氨酸拉链是一个富含亮氨酸残基的结构域，参与形成二聚体。在每个拉链蛋白中都有一个与重复的亮氨酸相邻的高碱性区，该区可能含一个DNA结合点。 亮氨酸拉链形成的二聚体构成茎，分叉对称的两个碱性区形成臂，与DNA结合。这种结构称为bZIP基序。 亮氨酸拉链结构解释了为什么这种蛋白质的目标序列总是没有间隔的反向重复序列。 四、结合相关靶DNA的同源域 同源（异型）框（homeobox)是一种编码由60个氨基酸组成的结构域序列。由于最早在果蝇的同源框基因座（其基因决定身体结构的特点）中发现而得名。 同源（异型）框存在于许多真核生物的DNA结合蛋白中，负责与DNA结合，与发育调控有关。在一些动物的转录因子中也发现了与同源框类似的短序列。 八、基因激活的占先模型 真核生物细胞的DNA与组蛋白组成核小体结构，如果启动子区处在核小体内，转录的起始通常会被抑制。