基因表达调控_下_.pdf

第九章 基因的表达调控(下) 操纵子模型的建 1965年诺贝 立是分子遗传学 尔生理学或 发展史上的一座 医学奖。 重要里程碑。 Francois Jacob 1920-2013 Jacques Monod 1910-1976 转录中的基因表达调控 --顺式作用元件和反式作用因子 转录调控的实质就在于蛋 白质与DNA、蛋白质与蛋 白质之间的相互作用。 顺式作用位点：通过反式作用识别并在原位发挥作用的序列，没有编码功能， 只能对空间上紧密相连的序列起调节作用。 反式作用因子：调控基因的产物，它可以在细胞内扩散，因此可以作用于任何 合适的靶基因。 DNA调控序列--顺式作用元件 DNA分子上能与RNA聚合酶结合并形成转录起始复合体的区域，在许多情 况下，还包括促进这一过程的调节蛋白的结合位点。 顺式作用元件(cis-acting elements)是调控基因表达的DNA序列，他们与 特定的功能基因连锁在一起，可同许多与起始转录有关的蛋白因子结合而 调控转录。 顺式作用元件包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等，它们的作 用是参与基因表达的调控。顺式作用元件本身不编码任何蛋白质，仅仅提 供一个作用位点，要与反式作用因子相互作用而起作用。 真核生物基因转录调控的顺式作用元件 启动子(promoter) 启动子是基因(gene)的一个组成部分，控制基因表达(转录) 的起始时间和表达 的程度。启动子(Promoters)就像“开关”，决定基因的活动。 包括核心启动子元件和非核心启动子元件 。 核心启动子元件(core promoter element) 真核生物基因启动子中介导基因转录起始的最小的一段连续DNA序 列。 TATA Box ：TATA框是启动子中的一个序列，其保守的碱基序列是 TATAATAAT ，它是RNA聚合酶的重要接触点，它能够使酶准确地 识别转录的起始点并开始转录。 CAAT Box ：CAAT框是启动子中另一个短的核苷酸序列，其碱基序 列为GGCTCAATCT。CAAT框是RNA聚合酶的另一个结合点，它 的作用还不很肯定，但一般认为它控制着转录的起始频率，而不影 响转录的起始点。 非核心启动子元件(nocore promoter element) 位于转录起始位点上游，-50至-200区域的DNA元件，也称做近启 动子区。这个区域的调控元件包括： GC box/Sp1 box ：保守基序为GGGCGG ，位于-100位，是转录因 子Sp1的结合位点； CCAAT box ：保守基序为GGCCAATCT，位于-75位，是转录因 子CTF和CBF的结合位点。 启动子的类型 根据作用方式及功能可将启动子分为3 类： Ø组成型启动子(constitutive promoter)是指在该类启动子控制下，结构基因的 表达大体恒定在一定水平上，在不同组织、部位表达水平没有明显差异。 Ø组织特异型启动子(tissue-specific promoter)又称器官特异性启动子。在这类 启动子调控下，基因往往只在某些特定的器官或组织部位表达，并表现出发 育调节的特性。 Ø诱导型启动子(inducible promoter)是指在某些特定的物理或化学信号的刺激 下，该种类型的启动子可以大幅度地提高基因的转录水平。 组织特异型启动子－棉纤维特异表达 棉花的rda1基因是在棉纤维中特异表达的基因，主要是在棉花开花3～9天， 促使棉纤维的伸长，是一个控制棉纤维发育