发育及环境应答的基因表达调控培训资料.ppt

* 多层次调控 * 染色体水平的调控 一个基因在表达前后，其所在位置的染色质结构会发生重塑或重建。 组蛋白调控 非组蛋白调控 基因缺失 基因扩增 基因重排 * 组蛋白对基因活性的影响机制 占先模型（pre-emptive model） 动态模型（dynamic model） * * 组蛋白的修饰与染色质构象变化的关系 * 组蛋白的乙酰化-去乙酰化的生物功能： 组蛋白乙酰化是许多转录调控蛋白相互作用的一种“识别信号”，如H4组蛋白的乙酰化作用参与了指示和吸引TFIID到相应的启动子上，促进转录前起始复合物的装配； * 非组蛋白（NHP) 非组蛋白大多数是磷蛋白，以磷酸化/去磷酸化修饰的方式调节细胞的代谢、生长、增殖和变异等，并能在核内接受外来信号，构成核内信息转导系统，形成一条调节基因表达的重要途径。 * 基因的丢失：不可逆 某些真核生物随细胞的分化丢失了染色体上的某些DNA片段的现象称为基因丢失， 基因扩增：增加基因的拷贝数 非洲爪蟾卵母细胞rRNA基因卵裂时，扩增2000倍，达1012个核糖体。 药物：诱导抗药性基因的扩增；肿瘤细胞：原癌基因拷贝数异常增加。 基因重排(gene rearrangement)： 如免疫球蛋白基因重排，多样性。 * DNA水平上的调控 DNA甲基化（DNA Methylation) 启动子的选择使用 DNA印记 * DNA甲基化与转录抑制 甲基化(methylated)程度高，对基因转录抑制的调控能力越强。 去甲基化(undermethylated)：基因转录激活 * 甲基化以两种方式调控基因的表达 （1）甲基化增强或减弱DNA与调节蛋白质之间 的相互作用； 例如活性基因和管家基因CpG岛的区别 （2）甲基化改变DNA的正常构型。 例如DNA甲基化与X染色体失活 * * 启动子的选择使用 某些真核生物的基因不止一个启动子，例如，抗肌营养不良蛋白有8个启动子，通过使用不同的启动子可转录出不同长度的mRNA，它们经过翻译可产生不同性质或功能的蛋白质产物。 * DNA印记 基因组印记：哺乳动物的某些等位基因性状的表达由于基因的来源不同而呈现出差异，甚至只表达单一亲系来源（父源或母源）的基因版本。如人类的亨延顿氏舞蹈病，其基因突变是来自父源或母源基因的甲基化。 * 真核基因转录水平的调控 顺式作用元件( cis-acting element） 反式作用因子 (trans-acting Factor) * * 真核生物在转录水平进行基因表达调控的主要方式 * 反式作用因子的结构与功能 （1）通用或基本转录因子—RNA聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白因子。如：TFⅡA、 TFⅡB、 TFⅡD、 TFⅡE等。 （2）特异转录因子( special transcription factors)—个别基因转录所必需的转录因子.如：OCT-2：在淋巴细胞中特异性表达，识别Ig基因的启动子和增强子。 发育及环境应答的基因表达调控概述 主要内容 什么是基因表达调控？ 基因表达调控的层次 原核生物的基因表达调控 真核生物的基因表达调控 基因表达调控的生物学意义 基因表达 是指生物体基因组种结构基因所携带的遗传信息经过转录及翻译等一系列过程，合成特定的蛋白质，进而发挥其特定生物学功能的全过程。 基因表达调控 对这个过程的调节。 基因表达的特异性和表达方式 时间特异性 空间特异性 组成性表达 诱导和阻遏表达 协调表达 基因表达的多级调控 基因结构活化 DNA水平 转录起始 转录后加工 转录后水平 转录产物的转运 翻译调控 翻译水平 翻译后加工 * 原核生物的基因表达调控 DNA水平的调控 ☆DNA重组 ☆启动子序列 转录水平的调控 ☆转录起始阶段：不同的σ因子、操纵子模型 ☆转录终止阶段：抗终止作用、RNA开关 翻译水平的调控 ☆反义RNA的正负调控 ☆翻译控制 ☆自体调控 ☆mRNA的稳定性 ☆应急反应 * 在DNA水平的调控 D