第七章真核基因表达调控知识讲稿.ppt

第七章 真核基因表达调控;真核基因表达调控根据性质分为两种类型：;真核基因表达调控的主要步骤;第一节 真核生物的基因结构与转录活性;一、基因家族 (gene family);1、简单多基因家族;细菌中rRNA基因家族各成员的分布与成熟过程分析;脊椎动物中rRNA基因家族各成员的分布与成熟过程分析;2、复杂多基因家族;3、发育调控的复杂多基因家族;类?和类?珠蛋白基因家族;Date;1、外显子与内含子; 外显子（exon）：基因中与mRNA一致的序列，即编码序列，称为外显子。一个基因总是以外显子为起点和终点。;Date;2、外显子与内含子的连接区 特点: 1）内含子两端序列不能互补； 2）连接区序列高度保守（GT-AG法则）；;5，GT;3、外显子与内含子的可变性;小鼠淀粉酶基因的表达具有组织特异性。;相同密码子、不同起始位点产生长度不同的蛋白质;不同起始位点、不同读码顺序产生不同蛋白质;不同外显子的使用产生不同蛋白质;三、真核生物DNA水平上的基因表达调控;转录之前，染色质;染色质转录的动力学模型;DNase Ⅰhypersensitive sites in the maize Adh1 promoter.;2、基因扩增;3、基因重排与变换;Date;Date;四、DNA甲基化与基因活性的调节;甲基化酶;DNA甲基化;Date;3、甲基化与X染色体失活;Xist基因位点去甲基化;Xist基因;真核基因和原核相比表达调控的一些特点; 真核基因调控主要在转录水平上进行，受大量特定的顺式作用元件（cis-acting element）和反式作用因子（trans-acting factor，又称跨域作用因子）的调控，真核生物的转录调控大多数是通过顺式作用元件和反式作用因子复杂的相互作用来实现的。;基因（gene） 产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核苷酸序列。;真核基因的一般构造示意图;顺式作用元件（cis-acting elements）;; 真核基因的启动子由核心启动子和上游启动子两个部分组成，是在基因转录起始位点(+1)及其5′上游大约100-200 bp以内的一组具有独立功能的DNA序列，每个元件长度约7-20 bp，是决定RNA聚合酶II转录起始点和转录频率的关键元件。; ① 核心启动子（core promoter)：是指保证RNA聚合酶II转录正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括转录起始点及转录起始位点上游 – 25 ～ - 30bp 处TATA盒。功???：确定转录起始位点并产生基础水平的转录。;2、转录模板 包括从转录起始位点到RNA聚合酶II转录终止处的全部DNA序列。 3、RNA聚合酶II 由至少10—20个亚基组成，有些亚基也在I、Ⅲ中共用。其中2.4×105最大亚基的羧基末端含有由7个氨基酸残基（Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser）组成的多磷酸化位点重复序列，称为羧基末端结构域（CTD）。; 4、RNA聚合酶II基础转录所需的蛋白质因子（以“TFII”表示） RNA聚合酶II需与20种以上的蛋白质因子结合形成转录起始复合物。 RNA聚合酶II起始的基因转录的终止位点的3′端都存在一个poly(A) 位点，该位点上游15~30 bp处的保守序列AATAAA对于初级转录产物的切割及加poly(A)是必需的。; poly(A)及AATAAA序列对于基因的转录和成熟意义重大，但RNA聚合酶II却不在该位点终止转录，而是在其下游0.5~2 kb序列。;真核基因的结构; 真核启动子不总是单独执行功能，在一些情况下，启动子活性被另一组元件——增强子大幅提高。 增强子（enhancer）：真核生物中提高启动子效率的顺式作用元件，可以不同的方向，在相对于启动子的任何位置发挥作用。 最显著的特点：可在很远的距离起作用。;增强子的特性： ① 增效效应十分明显 。 一般能使基因转录频率增加10—200倍，甚至增加上千倍。 ② 增强效应与其位置和取向无关。 ③ 大多为重复序列 。 一般长约50 bp，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），是产生增强效应所必需的。 ④ 其增强效应有严密的组织和细胞特异性。 说明增强子只有与特定蛋白质相互作用才能发挥功能。 ⑤ 没有基因专一性，可以在不同的基因组合上表现增强效应。 ⑥ 许多增强子受外部信号的调控。;真核生物基因调控元件示意图;增强子的作用原理： （1）影响模板附近的DNA双螺旋结构，导致DNA双螺旋弯折或在反式因子的参与下