分子生物学真核生物基因表达调控.pptxVIP

第1页/共153页分子生物学真核生物基因表达调控第2页/共153页主要内容概述染色体水平上的调控染色质水平上的调控DNA水平上的调控真核细胞Ⅱ类基因的调控区真核细胞Ⅱ类基因的转录调控因子第3页/共153页一、概述第4页/共153页DNAhnRNA核细胞质mRNA蛋白质前体mRNA降解物活性蛋白质①染色体、染色质、水平上的调控（一）真核生物基因表达多层次性②转录调控③转录后加工调控④转运调控⑤翻译调控⑥mRNA降解的调控⑦翻译后加工的调控第5页/共153页短期调控或可逆性调控：长期调控或不可逆性调控：（二）真核生物基因表达调控的种类涉及基因的迅速打开和关闭，刺激信号主要是激素和生长因子基因永久性或半永久性地开启和关闭，不可逆地改变细胞生化特征，最终导致细胞分化第6页/共153页二、染色体水平上的调控第7页/共153页（一）基因丢失Definition: 在细胞分化过程中，通过丢失掉某些基因而去除这些基因的活性。第8页/共153页（二）基因扩增Definition: （amplification of gene）指基因组中特定基因的拷贝数专一性大量增加的现象。第9页/共153页（三）染色体重排(chromosome rearrangement)典型例子是免疫球蛋白基因的表达第10页/共153页轻链k基因的重排第11页/共153页三、染色质水平上的调控第12页/共153页DNA核小体染色质组蛋白 组蛋白是富含精氨酸和赖氨酸的碱性蛋白，有H1、H2A、H2B、H3和H4共5种。（一）染色质的结构第13页/共153页第14页/共153页染色质折叠的放射环模型第15页/共153页核小体颗粒的晶体结构第16页/共153页 H1的直接功能是阻止核小体的移动，阻碍DNA序列进一步暴露。 除去H1会活化部分转录活性，是染色质活化的重要事件第17页/共153页由组蛋白和DNA组成的染色质结构限制了转录因子对DNA的接近与结合，实际上起着阻遏转录的作用。基因转录需要染色质发生一系列重要的变化，如染色质去凝集，核小体变成开放式的疏松结构，使转录因子等更容易接近并结合核小体DNA。有两种方式可以显著改变DNA的易接近性：组蛋白的乙酰化和核小体重塑。第18页/共153页阻遏状态活性状态激活状态（二）染色质的3种状态第19页/共153页常染色质（euchromatin）组成型异染色质异染色质（heterochromatin）兼性异染色质（三）异染色质化着丝粒、端粒、核仁形成区第20页/共153页补充：lyon假说Definition: 巴氏小体（Barr body）：正常雌性哺乳动物的核中有一个高度凝聚的染色质团，它是一个失活的X染色体。第21页/共153页第22页/共153页剂量补偿效应(dosage compensation effect)Definition: 指在XY性别决定机制的生物中，使性连锁基因在两种性别中有相等或近乎相等的有效剂量的遗传效应。第23页/共153页Mary.F.Lyon(1925-)lyon假说正常雌性哺乳动物的体细胞中，两条X染色体中只有一条在遗传上有活性的，另一条无活性。失活是随机的。失活发生在胚胎发育的早期杂合体雌性在伴性基因的作用上是嵌合体。第24页/共153页Example:玳瑁猫第25页/共153页（四）组蛋白的修饰（ Histone modification ）每种核心组蛋白包括一个～80个氨基酸残基构成的保守的区域称为组蛋白折叠域（histone fold domain）和一个突出于核小体核心之外、由20个氨基酸残基组成的N端尾。N端尾的相互作用对核小体的聚集和染色质折叠非常重要，也是组蛋白的主要修饰部位。核心组蛋白的修饰第26页/共153页乙酰化(acetylation)甲基化(methylation)磷酸化(phosphorylation)乙酰化是最早发现与转录有关的组蛋白修饰方式第27页/共153页第28页/共153页第29页/共153页组蛋白修饰与基因活性的关系1.核心组蛋白的修饰在含有活性基因的染色体结构域中，组蛋白乙酰化程度增加，组蛋白甲基化程度减少第30页/共153页第31页/共153页Acetylation occurs in two different circumstancesduring DNA replication;when genes are activated第32页/共153页during DNA replicationDNA复制时，同时要合成新的组蛋白。在组蛋白组装成核小体之前被乙酰化，组装完成后又去乙酰化第33页/共153页when genes are activated组蛋白乙酰化，使基因控制区与核小体偶联变得松弛，使染色质变成活性状态。第34页/共153页组蛋白乙酰化酶 (