第三章-基因表达调控(二讲义).pptVIP

二、真核基因表达调控药学院金晶12024/10/19

真核生物与原核生物的基因调控差异药学院金晶2原核生物真核生物操纵子调控多样化调控，更为复杂基因组小，如大肠杆菌：总长4.6x106bp，编码4288个基因，平均每个基因1100bp基因组大，人类基因组全长3x109bp，编码约5万个基因，大多为重复序列基因分布在同一染色体上DNA与组蛋白结合成染色质，染色质的变化调控基因表达；基因分布在不同的染色体上，存在不同染色体之间基因的调控适应外界环境，由操作单元调控表达基因差别表达是细胞分化和功能的核心转录和翻译同时进行，大部分为转录水平调控转录和翻译在时间和空间上均不同，从DNA到蛋白质的各层次上都有调控2024/10/19

真核基因表达的调控点药学院金晶3DNA扩增重排丢失转录初始转录物加工RNA转运翻译成熟蛋白质核苷酸降解多肽前身物加工（内切、-SS-形成）修饰（磷酸化、乙酰化、甲酰化）加入（糖基、脂质）短肽氨基酸执行功能降解转录前调控转录调控转录后调控翻译调控翻译后调控（内切、加头、甲基化、氧化）2024/10/19

（一）染色体结构对转录的影响染色体重排的调控真核生物基因组中的DNA序列可发生重排,这种重排是由特定基因组的遗传信息决定的；重排后的基因序列转录成mRNA,翻译成蛋白质,在真核生物细胞生长发育中起关键作用；因此,尽管基因组中的DNA序列重排并不是一种普通方式,但它是有些基因调控的重要机制。

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基因重排的结果:基因空间的位置改变可伴有基因片段的扩增或丢失染色体易位、外源基因的嵌入、整合药学院金晶52024/10/19

易位使9号染色体长臂（9q34）上的原癌基因abl和22号染色体(22q11)上的bcr(breakpointclusterregion)基因重新组合成融合基因。后者具有增高的酪氨酸激酶活性特性,为慢性粒细胞性白血病的发病原因。如:费城染色体2024/10/19药学院金晶6伊马替尼

2.基因的丢失、扩增1）基因丢失一些原生动物、昆虫的个体发育过程中,许多体细胞常会丢失整条或部分染色体,只有生殖细胞中始终保留整套染色体。被丢失的染色体其上的遗传信息可能对体细胞来说没有什么意义,而对生殖细胞的发育也许是不可缺少的。药学院金晶72024/10/19

例如:马蛔虫的发育马蛔虫受精卵细胞只有一对染色体（2n=2）,但染色体上有多个着丝粒。在发育早期仅一个着位点发挥作用,保证正常有丝分裂的进行。发育后一阶段,在纵裂的细胞中染色体分成很多小片段,其中部分含着丝点,不含着丝点的片段在分裂中丢失。这种丢失是不可逆的。药学院金晶82024/10/19

马蛔虫卵细胞基因丢失模式图药学院金晶9生殖细胞体细胞2024/10/19

2）基因扩增DNA的扩增其本质是指细胞内特定基困拷贝数专一性大量增加的现象称为基因的扩增（amplification）。药学院金晶102024/10/19

rRNA基因的扩增非洲爪蟾的每条染色体上有约450拷贝编码18SrRNA和28SrRNA的DNA,它们成簇存在,重复串联在一起,形成核仁组织区。在卵母细胞中它们的拷贝数扩大了1000倍以上。产生的rRNA,组装成核糖体,储备在核仁中到减数分裂时再释放出来。卵母细胞为胚胎的发育提供营养物质,直到发育成蝌蚪阶段。药学院金晶112024/10/19

rRNA基因簇卵母细胞的核中有数以千计大小不等的核仁。每个核仁含有大小不同的环状rDNA,它是染色体上18S和28SrDNA的串联重复单位经滚环复制从染色体上释放出来的。药学院金晶12rRNA基因簇扩增后的rRNA基因簇2024/10/19

染色质水平的调控真核细胞中基因转录的模板是染色质而不是裸露的DNA,因此染色质呈疏松或紧密结构,即是否处于活化状态是决定RNA聚合酶能否有效行使转录功能的关键。药学院金晶132024/10/19

1）活性染色质按功能状态的不同可将染色质分为活性染色质和非活性染色质,所谓活性染色质是指具有转录活性的染色质；非活性染色质是指没有转录活性的染色质。药学院金晶142024/10/19

（1）染色质活性状态活性染色质由于核小体构型发生构象改变,往往具有疏松的染色质结构便于转录调控因子与顺式调控元件结合和RNA聚合酶在转录模板上滑动。药学院金晶152024/10/19

（2）活性染色质中的DNA转录活性高的区域呈现伸展蓬松的状态；DNA拓扑结构变化天然双链DNA均以负性超螺旋构象存在；药学院金晶16正超螺旋负超螺旋转录方向2024/10/19RNA-pol

（3）活性染色质的结构特征由于