真核生物基因表达调控分子生物学教学PPT课件.ppt

增强效应十分明显 增强子与启动子的相对位置不固定,可以位于基因的5’端上游、内部或3’端下游序列中 可以远离基因的Inr起作用 能在两个方向上起作用 一般具有组织和细胞特异性 1.增强子的特点 r2b基因中的增强子元件是无方向和位置效应的 a.构建突变质粒：将X2-X3区域（包含增强子）切除后通过四种方式重新插到基因中。 质粒A和B： X2-X3片段被正向或反向插到原位置。 质粒C和D： X2-X3片段被正向或反向插到另一个XbaI酶切位点，位于基因上游几百碱基处。 b.结果表明，增强子无方向和位置效应。 2.增强子的种类 组织和细胞专一性增强子 诱导性增强子 只在特定组织和细胞中，特定的转录因子与之结合，才能发挥功能。 由于调控因子本身活性是诱导性的，造成对增强子的结合和增强子活性有可诱导性 3.增强子的作用机理 三种假说 a.拓扑结构的改变。激活因子与增强子结合，促进DNA的拓扑结构或形状发生改变，使启动子向通用转录因子敞开。 b.滑动。激活因子与增强子结合，沿DNA滑动直至启动子，与启动子直接相互作用激活转录。 c.环化。激活因子与增强子结合，使增强子与启动子之间的DNA环化，促进结合蛋白间的互作并激活转录。 增强子功能的要点，实质上是结合于增强子的激活因子与结合于启动子的普遍性转录因子之间的蛋白质-蛋白质相互作用。 多重增强子能使一个特定基因对各种激活因子的不同组合产生应答。这种排布格局使细胞能对基因在不同组织或不同发育阶段产生精细的调控。 4.多个增强子（Multiple Enhancers）的作用 金属硫蛋白(Metallothionein，MT)基因 是单一基因受多种不同机制调控的例子 金属应答元件(MRE)在应答重金属时激活基因转录 GC框:转录激活因子Sp1的应答元件 本底水平增强子(BLE):转录激活因子AP-1的应答元件 糖皮质激素应答元件(GRE):可被糖皮质激素和受体组成的激活因子激活转录 金属硫蛋白是真核细胞中帮助细胞对付重金属中毒的防御性机制 海胆Endo16基因的多增强子模块的排布情况 激活因子的不同组合，就会在不同细胞中造成基因不同水平的表达 大号和中号的彩色椭圆形和长方形表示激活因子； 橙色小椭圆形表示结构转录因子； 增强子成簇排列，分别记为G,F,E,DC,B和A； 长垂直线代表限定模块的限制性位点； BP为基本启动子。 P568 海胆Endo16基因中模块A的综合功能 (a)在早期发育中,模块A是唯一开启的模块,它通过基本启动子(BP)刺激基因转录. (b)在中胚层的晚期发育中,模块A通过整合模块G和B的作用,共同刺激转录. (c)在外胚层的晚期发育中,模块A通过整合模块F和E的作用,阻遏基因转录. (d)在成骨间质细胞的晚期发育中,模块A整合模块DC的作用,抑制基因转录. (e)LiCl处理能逆转来自模块A外胚层和成骨间质细胞的阻遏信号,刺激基因转录. Definition: 基因的负调控元件，当其结合特异 蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。 （三）沉默子（ silencer ） 沉默子是抑制基因转录的顺式元件。能引起染色质弯曲缠绕，产生类似于异染色质的结构，致使转录因子无法与邻近基因的启动子相结合，从而使基因处于关闭沉默状态。 有时同一DNA顺式元件既能表现出增强子的活性，又能表现出沉默子的活性，这完全取决于与之结合的蛋白质的特性。 （四）应答元件 (Response element) 热激应答元件(heat shock response element，HSE) 金属应答元件(metal response element，MRE) 糖皮质激素应答元件(glucor-ticoid response element，GRE) 血清应答元件(serum response element，SRE) 能与某个（类）专一蛋白因子结合，从而控制基因特异表达的DNA上游序列 应答元件能被在一些特定情况下表达的调控因子识别 应答元件的特点： 1. 可以位于启动子或增强子内 2. 与转录起始点的位置不固定（多在-200以内;单个功能充分,但多为多拷贝;可位于启动子/增强子内部）. 3. 多基因由同一因子调控（如：热激效应） 4. 同一基因由多种途径调控（如：金属硫蛋白基因）. 5. 各效应元件不论位置如何都有独立的活化功能. 热激反应是单一因子调控多个基因的例子 在真核生物中，热激基因有一个保守的共有序列HSE，被转录因子HSTF识别。 温度升高时，HSTF的激活使一组热激基因起始转录。 HSTF (heat shock transcription factor ): 热休克(基因)转录因子 六、真核细胞Ⅱ类基因的转录调控因子 DNA结合结构域