基因表达调控重修详解演示文稿.pptVIP

图18-5 真核生物基因表达的多层次复杂调控 第三十一页，共六十三页。 二、染色质结构与真核基因表达密切相关 活性染色质 (active chromatin) 具有转录活性的染色质 超敏位点（hypersensitive site) 当染色质活化后，常出现一些对核酸酶（如DNase I）高度敏感的位点 基因被激活的区域染色质对核酸酶极为敏感 第三十二页，共六十三页。 转录活化染色质的组蛋白发生改变 组蛋白结构及其化学修饰 （a）组蛋白与DNA组成的核小体；（b）组蛋白的氨基端伸出核小体，形成组蛋白尾巴；（c）四种组蛋白组成的八聚体 第三十三页，共六十三页。 组蛋白修饰和组蛋白密码 1 组蛋白的修饰直接影响染色质或核小体的结构， 2 化学修饰征集了其他调控基因转录的蛋白质，为其他功能分子与组蛋白结合搭建了一个平台。这些理论构成了“组蛋白密码”的假说。 第三十四页，共六十三页。 组蛋白 氨基酸残基位点 修饰类型 功 能 H3 Lys-4 甲基化 激活 H3 Lys-9 甲基化 染色质浓缩 H3 Lys-9 甲基化 DNA甲基化所必需 H3 Lys-9 乙酰化 激活 H3 Ser-10 磷酸化 激活 H3 Lys-14 乙酰化 防止Lys-9的甲基化 H3 Lys-79 甲基化 端粒沉默 H4 Arg-3 甲基化 H4 Lys-5 乙酰化 装配 H4 Lys-12 乙酰化 装配 H4 Lys-16 乙酰化 核小体装配 H4 Lys-16 乙酰化 Fly X激活 组蛋白修饰对染色质结构与功能的影响 第三十五页，共六十三页。 CpG岛甲基化水平降低 CpG岛（CpG island)：CG重复出现，长度约300-3000bp称为CpG岛，存在于整个基因组中，特别是常常位于基因的启动子和第一外显子区域。 CpG岛：C可以被甲基化修饰，它的多少与基因被激活有关 第三十六页，共六十三页。 表观遗传（epigenetic inheritance) ： 染色质结构对基因表达的影响可以遗传给子代细胞， 其机制是细胞内存在着具有维持甲基化作用的 DNA甲基转移酶，可以在DNA复制后，依照亲本DNA链的甲基化位置催化子链DNA在相同位置上发生甲基化 DNA相同，DNA的甲基化不同，基因表达不同 同卵双生子，长相和行为有差异 第三十七页，共六十三页。 三、基因组中的顺式作用元件是转录起始的关键调节部位 順式作用元件 指可与反式作用因子结合，影响基因表达活性的DNA序列 包括：启动子，增强子和沉默子 第三十八页，共六十三页。 图18-7 顺式作用元件 A、B分别代表同一基因中的两段特异DNA序列。B序列通过一定机制影响A序列，并通过A序列控制该基因的转录起始的准确性及频率。A、B序列就是调节这个基因转录活性的顺式作用元件 第三十九页，共六十三页。 （一）真核基因启动子结构和调节 启动子是RNA聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件，至少包括一个转录起始点以及一个以上的功能组件。 TATA盒 GC盒 CAAT盒 第四十页，共六十三页。 启动子 某一特定基因的转录起始点和上游200bp长的DNA序列，可以与反式作用因子结合，起始转录，称为 第四十一页，共六十三页。 CCAAT盒 GC盒 TATA盒 转录起始点 高等真核生物 上游激活序 列（UAS） TATA盒 转录起始点 酵母 真核基因启动子的典型结构 第四十二页，共六十三页。 特点 启动子启动转录 增强子增加转录的频率 启动子必需有转录起始位点 增强子远离转录起始位点 第四十三页，共六十三页。 （二）增强子能够提高转录效率 增强子的功能及其作用特征 与被调控基因位于同一条DNA链上，属于顺式作用元件。 是特异性转录因子的结合部位 不仅能够在基因的上游或下游起作用，而且还可以远距离实施调节作用 作用与序列的方向性无关 需要有启动子才能发挥作用 第四十四页，共六十三页。 （三）沉默子能够抑制基因的转录 沉默子是基因表达的负性调控元件，当其结合特异转录因子时，对基因转录起阻遏作用 第四十五页，共六十三页。 四、转录因子 TF 真核基因的转录调节蛋白又称转录因子（transcription factor, TF）。 转录因子也被称为反式作用蛋白或反式作用因子。 是转录调控的关键分子 第四十六页，共六十三页。 图18-8 反式与顺式作用蛋白 第四十七页，共六十三页。 通用转录因子(general transcription factors) 是RNA聚合酶结合启动子所必需的蛋白因子 转录调节因子分类（按功能特性） 通用转录因子 特异转录因子 第四十