第八章-真核基因表达调控ppt课件.ppt

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1、我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第八章第八章 真核基因表达调控一般规律真核基因表达调控一般规律我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物引言引言与原核生物相比，真核生物：与原核生物相比，真核生物： 多细胞组成；多细胞组成； 复杂的染色质结构；复杂的染色质结构； 大量重复序列；大量重复序列； 内含子序列；内含子序列； 转录翻译的时空差异。转录翻译的时空差异。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什

2、么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物真核生物基因调控分类真核生物基因调控分类 根据调控反应是否可逆分为根据调控反应是否可逆分为 瞬时调控或可逆性调控瞬时调控或可逆性调控包括某种底物或激素水平升降时，或细胞周期不同包括某种底物或激素水平升降时，或细胞周期不同阶段中酶活性的调节。阶段中酶活性的调节。发育调控或不可逆调控发育调控或不可逆调控决定了真核细胞生长、分化、发育的全部进程。决定了真核细胞生长、分化、发育的全部进程。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有

3、一个活的生物 根据基因调控发生的先后次序分为：根据基因调控发生的先后次序分为：转录水平调控转录水平调控转录后水平转录后水平 RNA加工成熟过程的调控加工成熟过程的调控 翻译水平的调控翻译水平的调控 蛋白质加工水平蛋白质加工水平我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物P281,Fig. 8-1我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物研究基因调控主要应回答三个问题研究基因调控主要应回答三个问题 什么是诱发基因

4、转录的信号？什么是诱发基因转录的信号？ 基因调控主要是在哪一步（模板基因调控主要是在哪一步（模板DNA的转的转录、录、mRNA的成熟或蛋白质合成）实现的？的成熟或蛋白质合成）实现的？ 不同水平基因调控的分子机制是什么？不同水平基因调控的分子机制是什么？我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物本章主要内容提要本章主要内容提要 真核生物的基因结构与转录活性；真核生物的基因结构与转录活性； 真核基因转录机器的主要组成；真核基因转录机器的主要组成； 蛋白质磷酸化对基因转录的调控；蛋白质磷酸化对基因转录的调控

5、； 蛋白质乙酰化对基因表达的影响；蛋白质乙酰化对基因表达的影响； 激素与热激蛋白对基因表达的影响；激素与热激蛋白对基因表达的影响； 其他水平上的表达调控。其他水平上的表达调控。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.1真核生物的基因结构与转录活性真核生物的基因结构与转录活性真核与原核基因表达过程中的主要差异：真核与原核基因表达过程中的主要差异：在真核细胞中，一条成熟的在真核细胞中，一条成熟的mRNA链只能翻译出链只能翻译出一条一条多肽链，很少原核生物中常见的多肽链，很少原核生物中常见的多基因操纵

6、子多基因操纵子形式。形式。真核细胞真核细胞DNA与组蛋白和大量非组蛋白结合，只与组蛋白和大量非组蛋白结合，只有一小部分有一小部分DNA是裸露的。是裸露的。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物真核细胞真核细胞DNA很大一部分不转录。很大一部分不转录。真核生物能够有序地根据生长发育阶段的需要进真核生物能够有序地根据生长发育阶段的需要进行行DNA片段重排片段重排，增加细胞内某些基因的拷贝数。，增加细胞内某些基因的拷贝数。基因转录的调节区很大，可能远离转录起始位点基因转录的调节区很大，可能远离转录起始位

7、点达几百个甚至上千个碱基对，主要通过改变整个所达几百个甚至上千个碱基对，主要通过改变整个所控制基因控制基因5上游区上游区DNA构型来影响它与构型来影响它与RNA聚合聚合酶的结合能力。酶的结合能力。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物许多真核生物的基因只有经过复杂的成熟和剪接许多真核生物的基因只有经过复杂的成熟和剪接过程，才能被顺利地翻译成蛋白质。过程，才能被顺利地翻译成蛋白质。真核生物的真核生物的RNA在细胞核中合成，只有经转运穿在细胞核中合成，只有经转运穿过核膜，到达细胞质后，才能被翻译成蛋白

8、质。过核膜，到达细胞质后，才能被翻译成蛋白质。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.1.1 基因家族（基因家族（gene family）基因家族基因家族真核细胞中许多相关的基因常按功能真核细胞中许多相关的基因常按功能成套组合。成套组合。 同一家族中的成员有时紧密地排列在一起，成为同一家族中的成员有时紧密地排列在一起，成为一个基因簇，也可能分散在同一染色体的不同部位，一个基因簇，也可能分散在同一染色体的不同部位，甚至位于不同的染色体上，具有各自不同的表达调甚至位于不同的染色体上，具有各自不同的表

9、达调控模式。控模式。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1、简单多基因家族、简单多基因家族 简单多基因家族简单多基因家族中的基因一般以串联方式前后中的基因一般以串联方式前后相连。例，相连。例，rRNA。原核中，原核中，16S，23S和和5SrRNA基因联合成一个转基因联合成一个转录单位，各种录单位，各种rRNA分子都是从这个转录单位上剪分子都是从这个转录单位上剪切下来的。切下来的。真核生物中，真核生物中，前前rRNA转录产物的分子量为转录产物的分子量为45S，（约有（约有14 000个核苷酸），

10、包括个核苷酸），包括18S，28S和和5.8S三个主要三个主要rRNA分子。分子。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物细菌中细菌中rRNA基因家族各成员的分布与成熟过程分析基因家族各成员的分布与成熟过程分析P283,图图8-2我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物脊椎动物中脊椎动物中rRNA基因家族主要成员的分基因家族主要成员的分布与成熟过程分析布与成熟过程分析P283,图图8-3我吓了一跳，蝎子是

11、多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2、复杂多基因家族、复杂多基因家族 复杂多基因家族复杂多基因家族一般由几个相关基因家族构成，一般由几个相关基因家族构成，基因家族之间由间隔序列隔开，并作为独立的转录基因家族之间由间隔序列隔开，并作为独立的转录单位。单位。 例，例，海胆组蛋白基因家族：海胆组蛋白基因家族：编码不同组蛋白的编码不同组蛋白的基因处于一个约为基因处于一个约为6000bp的片段中，分别被间隔的片段中，分别被间隔序列所隔开。这序列所隔开。这5个基因组成的串联单位在整个海个基因组成的串联单位在整个海胆基因组中

12、可能重复多达胆基因组中可能重复多达1000次。次。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 每个基因被转录成单顺反子每个基因被转录成单顺反子RNA（无内含子）；核心组蛋（无内含子）；核心组蛋白物质的量相等，白物质的量相等，H1是其一半；是其一半； 在胚胎发育的不同阶段或不同组织中，有不同的串联单位在胚胎发育的不同阶段或不同组织中，有不同的串联单位被转录，可能存在具有不同专一性的组蛋白亚类和发育调控机被转录，可能存在具有不同专一性的组蛋白亚类和发育调控机制。制。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，

13、为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3、发育调控的复杂多基因家族、发育调控的复杂多基因家族 血红蛋白血红蛋白是所有动物体内输送分子氧的主要载是所有动物体内输送分子氧的主要载体，由体，由22（珠蛋白珠蛋白）组成的四聚体加上一个）组成的四聚体加上一个血血红素辅基红素辅基（结合铁原子）后形成功能性血红蛋白。（结合铁原子）后形成功能性血红蛋白。在生物个体发育的不同阶段出现几种不同形式的在生物个体发育的不同阶段出现几种不同形式的和和亚基。亚基。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我

14、的猜测没有错：表里边有一个活的生物人人-珠蛋白基因的基本结构珠蛋白基因的基本结构我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 人人珠蛋白基因簇位于珠蛋白基因簇位于16号染色体短臂上，约号染色体短臂上，约占占30kb左右，其中左右，其中为胚胎期基因，在胚胎第一天，为胚胎期基因，在胚胎第一天， 多肽链（多肽链（42%），），2多肽链（多肽链（24%），从第五周），从第五周起，起，开始关闭开始关闭 。珠蛋白基因簇位于珠蛋白基因簇位于11号染色体号染色体短臂上，约占短臂上，约占50-60kb，其中，其中为胚胎期

15、基因，为胚胎期基因，G和和A为胎儿型基因，为胎儿型基因，和和为成人期基因。为成人期基因。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物不同发育阶段血红蛋白亚型不同发育阶段血红蛋白亚型我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物人细胞中人细胞中和和-珠蛋白基因簇结构示意图珠蛋白基因簇

16、结构示意图假基因假基因P285,Fig. 8-7假基因：基因组中存在的一段与正常基因非常相似但不假基因：基因组中存在的一段与正常基因非常相似但不能表达的能表达的DNA序列。序列。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8. 1. 2 真核基因的断裂结构真核基因的断裂结构1、外显子与内含子、外显子与内含子“intron”是指存在于原始转录物或基因组是指存在于原始转录物或基因组DNA中，中，但不存在于成熟但不存在于成熟mRNA、rRNA或或tRNA中的那部分中的那部分核苷酸序列。大多数真核基因都是由蛋

17、白质编码序核苷酸序列。大多数真核基因都是由蛋白质编码序列和非蛋白质编码序列两部分组成的。列和非蛋白质编码序列两部分组成的。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2、外显子与内含子的连接区、外显子与内含子的连接区与剪接有关的序列与剪接有关的序列3、外显子与内含子的可变调控、外显子与内含子的可变调控 真核基因的原始转录产物可通过不同的剪接产生真核基因的原始转录产物可通过不同的剪接产生不同的不同的mRNA，翻译成不同的蛋白质。有些真核基因，翻译成不同的蛋白质。有些真核基因，如肌红蛋白重链基因虽有如肌红蛋

18、白重链基因虽有41个外显子，却能精确地个外显子，却能精确地剪接成一个成熟的剪接成一个成熟的mRNA，我们称这种方式为，我们称这种方式为组成型组成型剪接剪接。一个基因的转录产物通过组成型剪接只能产生。一个基因的转录产物通过组成型剪接只能产生一种成熟的一种成熟的mRNA，编码一个多肽。，编码一个多肽。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 原始转录产物可通过不同的剪接方式，得到不同原始转录产物可通过不同的剪接方式，得到不同的的mRNA，并翻译成不同蛋白质；，并翻译成不同蛋白质； 有些基因选择了不同的启

19、动子，或者选择了不同的有些基因选择了不同的启动子，或者选择了不同的多聚（多聚（A）位点而使原始转录物具有不同的二级结构，）位点而使原始转录物具有不同的二级结构，产生不同的产生不同的mRNA分子，但翻译成相同蛋白质。分子，但翻译成相同蛋白质。同一基因的转录产物由于不同的剪接方式形成不同同一基因的转录产物由于不同的剪接方式形成不同mRNA的过程称为的过程称为选择性剪接选择性剪接。选择性剪接选择性剪接我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽

20、的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.1.3 真核生物真核生物DNA水平上的基因表达调控水平上的基因表达调控 DNA水平的调控是真核生物发育调控的一种形水平的调控是真核生物发育调控的一种形式，包括式，包括基因丢失、扩增、重排和移位基因丢失、扩增、重排和移位等。等。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1. “开放开放”型活性染色质结构对转录的影型活性染色质结构对转录的影响响 转录前染色质在特定区域发生核小体结构的消转录前染色质在特定区域发生核小体结构的消除或改变

21、、除或改变、DNA本身局部结构变化、本身局部结构变化、DNA从右旋到从右旋到左旋转变等，促使结构基因暴露而诱发基因转录。左旋转变等，促使结构基因暴露而诱发基因转录。DNA酶酶I敏感位点敏感位点（多位于（多位于5端启动区）端启动区）灯刷染色体灯刷染色体核小体的伸展和压缩核小体的伸展和压缩我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2、基因扩增、基因扩增 基因扩增基因扩增是

22、指某些基因的拷贝数专一性大量增是指某些基因的拷贝数专一性大量增加的现象，它使细胞在短期内产生大量的基因产物以加的现象，它使细胞在短期内产生大量的基因产物以满足生长发育的需要，是基因活性调控的一种方式。满足生长发育的需要，是基因活性调控的一种方式。 例，非洲爪蟾的卵母细胞中原有例，非洲爪蟾的卵母细胞中原有rRNA基因基因（rDNA）约）约500个拷贝，在减数分裂粗线期，基因个拷贝，在减数分裂粗线期，基因开始迅速复制，到双线期拷贝数约为开始迅速复制，到双线期拷贝数约为200万个，扩增万个，扩增近近4000倍，可用于合成倍，可用于合成1012个核糖体。个核糖体。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西

23、，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 基因扩增之前，基因扩增之前，rDNA区位于单个核仁中；区位于单个核仁中； 在卵母细胞发育过程中，核仁数量大大增加，能在卵母细胞发育过程中，核仁数量大大增加，能达几百个；达几百个； 卵母细胞成熟后，多余的卵母细胞成熟后，多余的rDNA将逐渐被降解；将逐渐被降解； 降解过程一直持续到卵母细胞受精后并分裂产生降解过程一直持续到卵母细胞受精后并分裂产生几个百个细胞时。几个百个细胞时。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边

24、有一个活的生物3、基因重排与变换、基因重排与变换基因重排基因重排将一个基因从远离启动子的地方移到将一个基因从远离启动子的地方移到较近的位点从而启动转录。较近的位点从而启动转录。 例，免疫球蛋白的肽链主要由可变区（例，免疫球蛋白的肽链主要由可变区（V区）、区）、恒定区（恒定区（C区）以及两者之间的连接区（区）以及两者之间的连接区（J区）组成，区）组成，V、C和和J基因片段在胚胎细胞中相隔较远。编码产基因片段在胚胎细胞中相隔较远。编码产生免疫球蛋白的细胞发育分化时，通过染色体内生免疫球蛋白的细胞发育分化时，通过染色体内DNA重组把重组把4个相隔较远的基因片段连接在一起，个相隔较远的基因片段连接在一

25、起，产生具有表达活性的免疫球蛋白基因。产生具有表达活性的免疫球蛋白基因。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 所有所有Ig分子都含有两类轻链中的一类，即分子都含有两类轻链中的一类，即型或型或型。型。 型和型和型轻链的恒定区和可变区的氨基酸序列是型轻链的恒定区和可变区的氨基酸序列是不同的。不同的。 在小鼠中，在小鼠中，95%的抗体轻链是的抗体轻链是型，而人类抗体型，而人类抗体轻链中，轻链中，型和型和型各占型各占50%左右。左右。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世

26、界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物人类基因组中免疫球蛋白基因主要片段的数人类基因组中免疫球蛋白基因主要片段的数我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物免疫球蛋白重链基因片段重排与组织特异性表达免疫球蛋白重链基因片段重排与组织特异性表达我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物酵母交配型转换酵母交配型转换我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里

27、呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.1.4 DNA甲基化与基因调控甲基化与基因调控A. DNA的甲基化的甲基化 DNA甲基化甲基化能引起染色质结构、能引起染色质结构、DNA构象、构象、DNA稳定性及稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。研究证实，从而控制基因表达。研究证实，CpG二核苷酸中胞嘧二核苷酸中胞嘧啶的甲基化导致了人体啶的甲基化导致了人体1/3以上由于碱基转换而引起以上由于碱基转换而引起的遗传病。的遗传病。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我

28、的猜测没有错：表里边有一个活的生物 DNA甲基化主要形成甲基化主要形成5-甲基胞嘧啶（甲基胞嘧啶（5-mC）和）和少量的少量的N6-甲基腺嘌呤（甲基腺嘌呤（N6-mA）及）及7-甲基鸟嘌呤甲基鸟嘌呤（7-mG）。真核生物中，）。真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出现在甲基胞嘧啶主要出现在CpG、CpXpG、CCA/TGG和和GATC中。中。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 高等生物高等生物CpG二核苷酸中的二核苷酸中的C通常被甲基化，极通常被甲基化，极易自发脱氨，生成胸腺嘧啶，所以易自发脱氨，生

29、成胸腺嘧啶，所以CpG二核苷酸序二核苷酸序列出现的频率远远低于按核苷酸组成计算出的频率。列出现的频率远远低于按核苷酸组成计算出的频率。 CpG岛岛是指是指DNA上一个区域，此区域含有大量上一个区域，此区域含有大量相联的胞嘧啶（相联的胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（）、鸟嘌呤（G）。）。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 甲基化可以改变甲基化可以改变DNA双螺旋构型，也会影响模双螺旋构型，也会影响模板与板与RNA聚合酶的结合。聚合酶的结合。 启动区启动区DNA分子上的甲基化密度与基因转录受分子上的甲基化

30、密度与基因转录受抑制的程度密切相关。对于抑制的程度密切相关。对于弱启动子弱启动子来说，稀少的来说，稀少的甲基化就能使其完全失去转录活性。当这一类启动甲基化就能使其完全失去转录活性。当这一类启动子被增强时（带有增强子），即使不去甲基化也可子被增强时（带有增强子），即使不去甲基化也可以恢复其转录活性。若进一步提高甲基化密度，即以恢复其转录活性。若进一步提高甲基化密度，即使增强后的启动子仍无转录活性。使增强后的启动子仍无转录活性。B. DNA甲基化抑制基因转录甲基化抑制基因转录我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有

31、一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物P295,Fig. 8-15我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物C. DNA甲基化与甲基化与X染色体失活染色体失活 失活染色体上失活染色体上的基因都是的基因都是高度甲基化高度甲基化的；的； X染色体上具有失活中心染色体上具有失活中心Xic与失活有关的基因与失活有关的基因Xist，转录产物为没有，转录产物为没有ORF的的RNA； 失活失活染色体上的染色

32、体上的Xist基因是基因是非甲基化非甲基化的，的，而而活性活性染色体上的染色体上的Xist基因是基因是甲基化甲基化的；的；失活染色体上的非甲基化失活染色体上的非甲基化Xist基因的转录产基因的转录产物物RNA的作用用于的作用用于Xic，引起构象变化，促使，引起构象变化，促使染色体甲基化，而使该染色体失活。染色体甲基化，而使该染色体失活。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.2 真核基因转录机器的主要组成真核基因转录机器的主要组成 真核基因调控主要在转录水平上进行，受大真核基因调控主要在转录水平

33、上进行，受大量特定的量特定的顺式作用元件顺式作用元件（cis-acting element）和和反式作用因子反式作用因子（transacting factor，又称跨，又称跨域作用因子）调控。域作用因子）调控。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.2.1真核基因的转录真核基因的转录P297，图图8-16我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1、启动子、启动子核心启动子（核心启动子（core pro

34、moter）：）：是指保证是指保证RNA聚合聚合酶酶II转录正常起始所必需的、最少的转录正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括序列，包括转录起始位点及转录起始位点上游转录起始位点及转录起始位点上游-25 -30bp处的处的TATA盒。盒。上游启动子元件上游启动子元件（upstream promoter element，UPE）包括通常位于）包括通常位于-70bp附近的附近的CAAT盒（盒（CCAAT）和和GC盒（盒（GGGCGG）等，能通过）等，能通过TFIID复合物调节转复合物调节转录起始的频率，提高转录效率。录起始的频率，提高转录效率。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放

35、在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2. 转录模板；转录模板；3. RNA聚合酶聚合酶；4. 转录因子；转录因子；5. 转录终止位点。转录终止位点。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.2.2 增强子及其对转录的影响增强子及其对转录的影响 增强子是指能使与它连锁的基因转录频率明显增增强子是指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的加的DNA序列，最早发现于序列，最早发现于SV40早期基因的上游，早期基因的上游，有两个长有两个长72bp的正向重复序列。

36、的正向重复序列。 大多为重复序列，一般长约大多为重复序列，一般长约50bp，适合与某些，适合与某些蛋白因子结合。其内部常含有一个核心序列，该序蛋白因子结合。其内部常含有一个核心序列，该序列是产生增强效应所必需的。列是产生增强效应所必需的。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 根据各个蛋白质成分在转录中的作用，能将整根据各个蛋白质成分在转录中的作用，能将整个复合物分为个复合物分为3部分：部分：参与所有或某些转录阶段的参与所有或某些转录阶段的RNA聚合酶亚基，不聚合酶亚基，不具有基因特异性。具有基

37、因特异性。与转录的起始或终止有关的辅助因子，不具有基与转录的起始或终止有关的辅助因子，不具有基因特异性。因特异性。与特异调控序列结合的转录因子。与特异调控序列结合的转录因子。8.2.3 反式作用因子反式作用因子我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 反式作用因子是能直接或间接地识别或结合在反式作用因子是能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上，参与调控靶基因转各类顺式作用元件核心序列上，参与调控靶基因转录效率的蛋白质。录效率的蛋白质。1 反式作用因子中的反式作用因子中的DNA识别或结合

38、域识别或结合域我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物A、螺旋螺旋-转折转折-螺旋螺旋（helix-turn-helix, H-T-H）结构。这一类蛋白质分子中有至少两个结构。这一类蛋白质分子中有至少两个螺旋，中螺旋，中间由短侧链氨基酸残基形成间由短侧链氨基酸残基形成“转折转折”，近羧基端的，近羧基端的螺旋中氨基酸残基的替换会影响该蛋白质在螺旋中氨基酸残基的替换会影响该蛋白质在DNA双螺旋大沟中的结合。双螺旋大沟中的结合。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？

39、但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物同源域蛋白通过其第三个螺旋与双链同源域蛋白通过其第三个螺旋与双链DNA的大沟的大沟相结合，其相结合，其N端的多余臂部分则与端的多余臂部分则与DNA的小沟相的小沟相结合，提高了稳定性结合，提高了稳定性我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物B、锌指（锌指（Zinc finger）蛋白）蛋白：包括锌指、锌钮：包括锌指、锌钮(twist)和锌簇和锌簇(cluster)结构，有锌参与时才具备转录结构，有锌参与时才具备转录调控活性。与调控活性。与DNA

40、的结合较为牢固，特异性也很高。的结合较为牢固，特异性也很高。 例，类固醇激素受体家族含有连续的两个锌指结例，类固醇激素受体家族含有连续的两个锌指结构，以同源或异源性二聚体的方式将两个构，以同源或异源性二聚体的方式将两个螺旋结合螺旋结合在相邻的两个大沟中。在相邻的两个大沟中。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一些转录因子和蛋白质通过一些转录因子和蛋白质通过Cys

41、2/His2与与DNA相结合相结合我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物具有具有Cys2/Cys2锌指区的转录因子锌指区的转录因子我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物C、碱性、碱性-亮氨酸拉链（亮氨酸拉链（basic-leucine zipper），），即即bZIP结构，与结构，与CAAT盒和病毒的增强子结合。蛋盒和病毒的增强子结合。蛋白中每隔白中每隔6个氨基酸就有一个亮氨酸残基，导致第个氨基酸就有

42、一个亮氨酸残基，导致第7个亮氨酸残基都在螺旋的同一方向出现。个亮氨酸残基都在螺旋的同一方向出现。 以二聚体形式与以二聚体形式与DNA结合，亮氨酸拉链区并不结合，亮氨酸拉链区并不直接结合直接结合DNA，肽链氨基端，肽链氨基端2030个富含碱性氨基个富含碱性氨基酸结构域与酸结构域与DNA结合，但以碱性区和亮氨酸拉链结结合，但以碱性区和亮氨酸拉链结构域整体作为基础。构域整体作为基础。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物碱性亮氨酸拉链结构域转录激活因子碱性亮氨酸拉链结构域转录激活因子我吓了一跳，蝎子是多

43、么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物碱性亮氨酸拉链转录激活蛋白与调控区碱性亮氨酸拉链转录激活蛋白与调控区DNA相结相结合的示意图合的示意图我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物D、碱性、碱性-螺旋螺旋-环环-螺旋（螺旋（basic-helix/loop/ helix，即即bHLH结构）结构） 例，在免疫球蛋白例，在免疫球蛋白轻链基因的增强子结合蛋白轻链基因的增强子结合蛋白E12与与E47中，羧基端中，羧基端100200

44、个氨基酸残基可形个氨基酸残基可形成两个两性成两个两性螺旋，被非螺旋的环状结构所隔开，蛋螺旋，被非螺旋的环状结构所隔开，蛋白质的氨基端则是碱性区，其白质的氨基端则是碱性区，其DNA结合特性与亮氨结合特性与亮氨酸拉链类蛋白相似。酸拉链类蛋白相似。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 bHLH类蛋白只有形成同源或异源二聚体时，才类蛋白只有形成同源或异源二聚体时，才具有足够的具有足够的DNA结合能力。当这类异源二聚体中的结合能力。当这类异源二聚体中的一方不含有碱性区（如一方不含有碱性区（如Id或或E12

45、蛋白）时，该二聚蛋白）时，该二聚体明显缺乏对靶体明显缺乏对靶DNA的亲和力。的亲和力。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物bHLH蛋白的蛋白的DNA结合能力分析结合能力分析我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物E、同源域同源域（homeodomains)蛋白蛋白 是指编码是指编码60个保个保守氨基酸序列的守氨基酸序列的DNA片段，它广泛存在于真核生物片段，它广泛存在于真核生物基因组内，由于最早从果蝇

46、基因组内，由于最早从果蝇homeoticloci（该遗传位（该遗传位点的基因产物决定了躯体发育）中克隆得到而命名，点的基因产物决定了躯体发育）中克隆得到而命名，同源转换基因与生物有机体的生长、发育和分化密切同源转换基因与生物有机体的生长、发育和分化密切相关。相关。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物各种同源域各种同源域DNA结合蛋白中保守序列分结合蛋白中保守序列分析析我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活

47、的生物2 转录活化结构域转录活化结构域 在真核生物中，反式作用因子的功能由于受蛋在真核生物中，反式作用因子的功能由于受蛋白质白质-蛋白质之间相互作用的调节变得精密、复杂，蛋白质之间相互作用的调节变得精密、复杂，完整的转录调控功能通常以复合物的方式来完成，完整的转录调控功能通常以复合物的方式来完成，因此，是否具有因此，是否具有转录活化域转录活化域就成为反式作用因子中就成为反式作用因子中唯一的结构基础。唯一的结构基础。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物不同的转录活化域有下列特征性结构：不同的转录活

48、化域有下列特征性结构：A 带负电荷的螺旋结构带负电荷的螺旋结构 哺乳动物细胞中糖皮质激素受体的两个转录活哺乳动物细胞中糖皮质激素受体的两个转录活化域，化域，AP1家族的家族的Jun及及GAL4都有酸性的螺旋结都有酸性的螺旋结构，它们可能与构，它们可能与TFIID复合物中某个通用因子或复合物中某个通用因子或RNA聚合酶聚合酶II本身结合，具有稳定转录起始复合本身结合，具有稳定转录起始复合物的作用。物的作用。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物B 富含谷氨酰胺的结构富含谷氨酰胺的结构 SP1是启动子

49、是启动子GC盒的结合蛋白，共有盒的结合蛋白，共有4个参与转个参与转录活化的区域，其中最强的转录活化域含录活化的区域，其中最强的转录活化域含25%左右左右的谷氨酰胺。的谷氨酰胺。 Oct1/2、Jun、AP2、血清应答因子（、血清应答因子（SRF）等都有相同的富含谷氨酰胺的结构域。等都有相同的富含谷氨酰胺的结构域。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物C 富含脯氨酸的结构富含脯氨酸的结构 CTF-NF1因子（因子（CAAT结合因子）的羧基端结合因子）的羧基端富含脯氨酸（达富含脯氨酸（达20%30%）

50、，很难形成），很难形成螺旋。螺旋。在在Oct2、Jun、AP2、SRF等哺乳动物因子中也等哺乳动物因子中也有富含脯氨酸的结构域。有富含脯氨酸的结构域。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物几种常见的转录活化结构域几种常见的转录活化结构域我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.3 蛋白质磷酸化对基因转录的调控蛋白质磷酸化对基因转录的调控细胞应答可以分为细胞应答可以分为3个阶段：个阶段：外界信息的外界信