分子遗传学4章真核生物基因的表达调控.pptxVIP

Three levels control;Three or four levels control?;Gene regulation very complex in eukaryotes cells !;Multiple places control !;真核生物基因表达调控的特点： 在真核生物中，染色体的结构对基因的表达有明显的调控作用； 真核基因的转录和翻译是在不同地点不同时间进行，从而使真核基因的表达有多种转录后的调控机制； 基因表达具有时间性和空间性。 时间性：个体发育的不同阶段，基因表达的种类和数量是不同的； 空间性：在不同组织和器官中，基因表达的种类和数量是不同的。 真核生物基???表达存在细胞特异性或组织特异性。 真核生物的基因表达调控是多因子、多步骤的调控过程。;一 DNA水平的调控;基因重排;DNA甲基化 与基因的表达成反比关系 直接改变基因的构型影响转录因子与顺式作用元件结合 5′端调控序列甲基化后与核内甲基化CG序列结合蛋白结合 DNaseⅠ高敏感区为去甲基化的标志 染色质结构改变 组蛋白与DNA结合与解离 （活性与非活性） 非组蛋白与组蛋白竞争结合DNA，解除组蛋白对基因表达的抑制 组蛋白修饰（甲基化、乙酰化、磷酸化） 常染色质与异染色质的互变 ;DNA甲基化 ;（一）顺式作用元件（cis-element）： 顺式作用元件: 指DNA上对基因表达有调节活性的某些特定的调节序列，其活性仅影响与其自身处于同一DNA分子的基因。这种DNA序列多位与基因旁侧或内含子中，不编码蛋白质。 1、启动子 2、增强子 3、绝缘子 4、应答元件; 1、? 启动子(promotor) 位于转录起始位点附近，具有相对固定位置，且为转录起始所必需的序列元件。 启动子一般模式： 核心启动子，TATA box 上游启动子成分（UPE），CAAT box等 TATA框控制转录的精确性，而UPE则控制转录的起始频率，启动子的强度决定于UPE的数目和种类。;Core Promotor I;2、? 增强子(enhancer) 位于转录起始位点较远位置上，具有参与、激活和增强转录起始功能的序列元件。增强子元件常常是组织特异性或短暂调节的靶位点。 增强子特点： 与启动子的相对位置和取向无关，只要存在于同一DNA分子上都能起作用； 没有基因专一性，可以在不同的基因组合中表现增强效应； 严格的组织特异性和细胞特异性；;增强子 (enhancer);3、?绝缘子(insulator) 能阻断激活或失活效应通过的元件，它们有一种或同时有两种主要特征： 当绝缘子位于增强子和启动子之间的时候，它能阻断增强子对启动子的激活作用 当绝缘子位于活性基因和异染色质之间时，能保护活性基因免受异染色质延伸所带来的失活效应 绝缘子的作用是增强基因调控的准确性;4、?应答元件(response element);应答元件;（二）反式作用因子(trans-acting factor);DNA Structure – Major and Minor Grooves;反式作用因子根据作用方式分为三类： ;DNA结合域（DNA-binding domain）;1)DNA识别结合域： ; （A） 锌指结构示意图 （Cys2／His2锌指结构） 两个半胱氨酸残基和两个组氨酸残基(His)，通过与位于中心的锌离子以配位键结合，形成稳定的指状结构。;（B） Cys2／Cys2 锌指结构示意图;Zinc Finger Motif;②同源结构域（homeodomain，HD） 同源盒基因家族各基因间具有一相同的保守序列，称为同源结构域。所含的至少二个α螺旋中形成“转折”，第三个α螺旋与DNA大沟相互作用是同源盒蛋白与DNA结合的主要力量 。 功能：调节与机体各部分正常发育或正常分化的有关基因的表达。;同源结构域及其作用;③碱性亮氨酸拉链（basic 1eucine zipper，bLZ）  有些肽链C末端有一段30个氨基酸序列以α-螺旋构型出现的结构单元，每间隔6个氨基酸出现一个亮氨酸残基，能形成两性α-螺旋。两个具有这种结构的因子接触后可借助侧链疏水性交错对插，形成稳定卷曲螺旋结构的二聚体。 功能：可使碱性区与DNA的亲和力明显增加。;Leucine Zipper;④螺旋-环-螺旋 （helix-loop-helix，HLH）结构: 含两个双性α-螺旋，每3～4个氨基酸含一个疏水性残基，中间为非螺旋环区，内含一个或多个能阻断螺旋的氨基酸残基。;helix-loop-helix;⑤Helix-turn-helix (α螺旋-β转角-