医学分子遗传学第五章基因表达调控.pptxVIP

第五章基因表达调控;RNA与转录调控

真核生物的RNA种类与不同的RNA聚合酶

活性染色质结构是基因转录的前提

转录过程与调控

起始

延伸

终止

转录后水平的调控

RNA的剪接与加工

RNA的转运;;RNA与转录调控;结构性RNA（占细胞总RNA的95%）

核糖体RNA（RibosomalRNA，rRNA）

转运RNA（transferRNA，tRNA）

核小RNA（smallnuclearRNA，snRNA）

核仁小RNA（smallnucleolarRNA，snoRNA）

功能性RNA（不均一RNA，占细胞总RNA的5%）

信使RNA（messengerRNA，mRNA）及其前体

非编码RNA（non-codingRNA）及其前体

microRNA

lncRNA（longnon-codingRNA）;RibosomalRNA（rRNA）;;以核糖核蛋白颗粒（snRNP）形式存在于细胞核内

包含U1、U2、U4、U5、U6成员

功能：与蛋白结合形成剪接体（spliceosome），参与mRNA前体的剪接（splicing）;核仁小RNA（smallnucleolarRNA，snoRNA）

独立转录或来源于其他转录基因的内含子

包括H/ACA型和C/D型两种主要类型，共约40种

参与rRNA的剪切、加工（碱基修饰）与核糖体的组装;信使RNA（messengerRNA，mRNA）——遗传信息的传递者（编码蛋白产物）

成熟mRNA5’端具有帽子结构

3’端有polyA尾巴

mRNA中包含蛋白读码框

（openreadingframe，ORF

/codingsequence，cds）

非编码RNA（non-codingRNA）

——无蛋白读码框

;microRNA;长非编码RNA（longnon-codingRNA，lncRNA）

长度200bp，无读码框，属不均一RNA

预测占基因组4%～9%

转录形式（来源）多样：正向、反向、双向、内含子中、基因间……

功能多样

;RNA是由RNA聚合酶（RNApolymerase）催化合成的。

以DNA为模板合成RNA的过程称为转录（transcription）

真核生物含有三种RNA聚合酶

RNApolymeraseⅠ——转录45SrRNA前体（结构性RNA）

RNApolymeraseⅡ——转录mRNA、pri-microRNA、lncRNA（不均一RNA，功能性RNA），snRNA（U1~U5）、snoRNA

RNApolymeraseⅢ——转录tRNA、5SrRNA、snRNA（U6）、少部分microRNA（小RNA，结构性RNA）

每种RNA聚合酶都包含多个亚基（～12个），聚合体总分子量超过500kDa。;;;启动RNA转录前需克服染色质的表观修饰障碍

↓

基因由表达关闭状态（非活性状态）转变为活性状态（允许转录）;;启动子与增强子包含顺式作用元件

顺式作用元件（cis-actingelement）：位于基因的???侧，可以调控基因表达的核酸序列。

启动子（promoter）：位于转录起始点附近（通常位于起始点上游200bp的范围内），且为转录起始所必需的序列元件。

增强子（enhancer）：位于距离转录起始点较远的位置上（通常几kb至几十kb），具有参与激活和增强转录起始功能的序列元件。

启动子和增强子可含有同样的顺式作用元件，通常增强子上元件密度更高，调控的组织特异性更强。;启动子和增强子中常见的顺式作用元件

启动子（Ⅱ型启动子）中的基础元件（Basallevelelement，BLE）

TATABox：位于-25～-30bp，TATAAAA/TATATAT，与基础转录因子TBP结合，启动基因转录。

GC盒（GCBox）：位于约-35bp，GGCGG，与转录因子SP1结合，促进转录的过程。

CAAT盒（CAATBox）：位于-70～-80bp，GGC/TCAATCT，与CTF结合，决定启动子转录效率。

一个基因的启动子

和增强子中可存在

多种不同应答元件，

其转录受到多种刺

激信号的协同调控;反式作用因子识别并结合暴露的启动子/增强子元件

反式作用因子（trans-actingfactor）：能直接或间接地识别并结合在各类顺式作用元件核心序列上，对基因表达发挥不同调节作用（激活或抑制）的各类蛋白质因子。

反式作用因子的结构特点：通常具有相互独立的DNA结合结构域和转录调节结构域（蛋白相互作用结构域）

反式作用因子的分类

基本转录因子（basalfactor）：不是RNA聚合酶核心酶成分，但与RNA聚合酶直接发生相互作用，基本转录复合体决定了转录起始位点（例：TBP，TATA