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 基因的表达与调控基因的表达与调控( (下下) ) 真核基因表达调控的一般规律真核基因表达调控的一般规律DNARNA蛋白质复制转录翻译逆转录RNA复制我吓了一跳，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v与原核生物比较，真核生物的基因组更为复与原核生物比较，真核生物的基因组更为复杂。真核生物基因的表达调控系统远比原核杂。真核生物基因的表达调控系统远比原核生物复杂。生

2、物复杂。v真核生物（除酵母、藻类和原生动物等单细胞类之外）主要由多细胞组成，每个细胞基因组中蕴藏的遗传信息量及基因数量都大大高于原核生物。人类细胞单倍体基因组有3109bp，为大肠杆菌总DNA的800倍，噬菌体的10万倍左右！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表达与调控的复杂性：v（1）真核生物具有由核膜包被的细胞核，其真核生物具有由核膜包被的细胞核，其基因的转录发生在细胞核中，而翻译则发生基因的转录发生在细胞核中，而翻译则发生在细胞质中在细胞质中v（2）基因组结构庞大。基因组结构

3、庞大。真核生物基因数目比真核生物基因数目比原核生物多，大多数基因除了有不起表达作原核生物多，大多数基因除了有不起表达作用的内含子，另外还有更多调节基因表达的用的内含子，另外还有更多调节基因表达的非编码序列，真核生物所转录的前体非编码序列，真核生物所转录的前体mRNA必须经过加工成熟后才进入表达阶段。必须经过加工成熟后才进入表达阶段。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(3)形成染色体结构。形成染色体结构。真核生物染色质由DNA与5种组蛋白结合组成，它们折叠和缠绕形成核小体，核小体及染色质进一步折

4、叠缠绕形成细胞分裂的中期染色体。染色质的结构对基因的表达起总体控制作用。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（4）重复序列。重复序列。真核真核生物基因普遍存在生物基因普遍存在重复序列和异染色重复序列和异染色质。质。大多数为非编大多数为非编码区。码区。（5）断裂基因。断裂基因。有外有外显子和内含子。显子和内含子。 （6）发育过程中高度分化的机制（7）信号传递复杂我吓了一跳，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

5、.根据其性质可分为两大类：根据其性质可分为两大类：一是一是瞬时调控或称为可逆性调控瞬时调控或称为可逆性调控，它相当于原核细胞对环境，它相当于原核细胞对环境条件变化所做出的反应。瞬时调控包括某种底物或激素水平条件变化所做出的反应。瞬时调控包括某种底物或激素水平升降时，及细胞周期不同阶段中酶活性和浓度的调节。升降时，及细胞周期不同阶段中酶活性和浓度的调节。二是二是发育调控或称不可逆调控发育调控或称不可逆调控，是真核基因调控的精髓部，是真核基因调控的精髓部分，它决定了真核细胞生长、分化、发育的全部进程。分，它决定了真核细胞生长、分化、发育的全部进程。真核生物基因表达调控的种类：我吓了一跳，蝎子是多么

6、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.根据基因调控在同根据基因调控在同一事件中发生的先一事件中发生的先后次序又可分为：后次序又可分为：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基因表达调控的环节更多真核基因表达调控的环节更多v真核基因转录发生在细胞核真核基因转录发生在细胞核(线粒体基因的转录在线线粒体基因的转录在线粒体内粒体内)，翻译则多在胞浆，两个过程是分开的，因，翻译则多在胞浆，两个过程是分开的，因此其调控增加了更

7、多的环节和复杂性此其调控增加了更多的环节和复杂性.v同原核生物一样，转录依然是真核生物基因表达调同原核生物一样，转录依然是真核生物基因表达调控的主要环节。控的主要环节。v但转录后的调控占有了更多的分量。但转录后的调控占有了更多的分量。 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v8.18.1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 v8.28.2真核生物真核生物DNADNA水平上的基因表达调控水平上的基因表达调控 v8.38.3真核生物转录水平上的基因表达调控真核生物转录水平上的基因表

8、达调控 v8.48.4真核基因转录后水平上的调控真核基因转录后水平上的调控Contents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v1.真核细胞与原核细胞的差异v2.基因家族（gene family)v3.断裂基因我吓了一跳，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1.真核细胞与原核细胞在基因转录、翻译及DNA的空间结构方面存在以下几个方面的差异 P282 试说明真核细胞与原核细胞在

9、基因转录，翻译及DNA的空间结构方面存在的主要差异，表现在哪些方面？ 武汉大学2003年分子生物学硕士入学试题 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 在真核细胞中，一条成熟的mRNA链只能翻译出一条多肽链，很少存在原核生物中常见的多基因操纵子形式。 真核细胞DNA与组蛋白和大量非组蛋白相结合，只有一小部分DNA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 高等真核细胞DNA中很大部分是不转录的，

10、大部分真核细胞的基因中间还存在不被翻译的内含子。 真核生物能够有序地根据生长发育阶段的需要进行DNA片段重排，还能在需要时增加细胞内某些基因的拷贝数。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 在真核生物中，基因转录的调节区相对较大，它在真核生物中，基因转录的调节区相对较大，它们可能远离启动子达几百个甚至上千个碱基对，这些们可能远离启动子达几百个甚至上千个碱基对，这些调节区一般通过改变整个所控制基因调节区一般通过改变整个所控制基因5上游区上游区DNA构构型来影响它与型来影响它与RNA聚合酶的结合能力。

11、聚合酶的结合能力。 在原核生物中，转录的调节区都很小，大都位于启在原核生物中，转录的调节区都很小，大都位于启动子上游不远处，调控蛋白结合到调节位点上可直接动子上游不远处，调控蛋白结合到调节位点上可直接促进或抑制促进或抑制RNA聚合酶与它的结合。聚合酶与它的结合。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？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 真核生物的RNA在细胞核中合成，只有经转运穿过核膜，到达细胞质后，才能被翻译成蛋白质，原核生物中不存在这样严格的空间间隔。 许多真核生物的基因只有经过复杂的成熟和剪接过程，才能顺利地翻译成蛋白质。我吓

12、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生物的基因组中有很多来源相同、结构相似、功能相关的基因，这些基因成套组合称为基因家族。 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(gene cluster) 。如：编码组蛋白、免疫球蛋白和血红蛋白的基因都属于基因家族2.基因家族（gene family)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 多基因家族大致可分为两类：一类是基因家族成簇地分布在某一条染

13、色体上，它们可同时发挥作用，合成某些蛋白质，如组蛋白基因家族就成簇地集中在第第7 号染色体长号染色体长臂臂3区区2带到带到3区区6带带区域内；另一类是一个基因家族的不同成员成簇地分布不同染色体上，这些不同成员编码一组功能上紧密相关的蛋白质，如珠蛋白 基因家族。 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 珠蛋白是一个多基因家族，在人类的第16号染色体上发现了7个类a珠蛋白基因，在第11号染色体上发现了6个类b珠蛋白基因。 在约5亿年前，祖先珠蛋白基因经重复和歧化产生了原始的a珠蛋白基因和b珠蛋白基因，

14、再追溯至8亿年前，这个祖先珠蛋白基因本身也是通过 基因重复而产生的，它的另一份拷贝进化为现今的肌红蛋白(myoglobin)基因，肌红蛋白基因的组成和珠蛋白基因相似，其主要功能也同珠蛋白一样是贮 存氧，因此我们可以将三个外显子结构看成是它们共同的祖先。 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v1、简单多基因家族v2、复杂多基因家族v3.发育调控的复杂多基因家族我吓

15、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v大多数真核基因大多数真核基因在在DNADNA分子上是不连续的，分子上是不连续的，都都是由蛋白质编码序列和非蛋白质编码序列两是由蛋白质编码序列和非蛋白质编码序列两部分组成，部分组成，其中编码的序列称为其中编码的序列称为外显子外显子(Exon) ，非编码序列称，非编码序列称内含子内含子(Intron) 。3.断裂基因我吓了一跳，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v断裂基因（断裂

16、基因（interrupted gene）：在一个基）：在一个基因结构中，编码某一蛋白质不同区域的各个因结构中，编码某一蛋白质不同区域的各个外显子并不连续排列在一起，常常被长度不外显子并不连续排列在一起，常常被长度不等的内含子所隔离，形成镶嵌排列的断裂方等的内含子所隔离，形成镶嵌排列的断裂方式，称为断裂基因。真核基因有时被称为断式，称为断裂基因。真核基因有时被称为断裂基因。裂基因。 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v真核基因断裂结构的另一个重要特点是外显真核基因断裂结构的另一个重要特点是外显子

17、子-内含子连接区（内含子连接区（exon-intron junction）的的高度保守性和特异性碱基序列高度保守性和特异性碱基序列。 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v8.18.1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 v8.28.2真核生物真核生物DNADNA水平上的基因表达调控水平上的基因表达调控 v8.38.3真核生物转录水平上的基因表达调控真核生物转录水平上的基因表达调控 v8.48.4真核基因转录后水平上的调控真核基因转录后水平上的调控Contents我吓了一跳，

18、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 DNA水平的基因表达调控水平的基因表达调控 v1染色质水平的调节：染色质水平的调节：“开放开放”型活性染色质型活性染色质（activechromatin）结构对转录的影响）结构对转录的影响 v2基因扩增基因扩增v3基因重排与交换基因重排与交换v4 DNA甲基化与基因活性的调控甲基化与基因活性的调控我吓了一跳，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1 染色质状态对基因表达的调控染色

19、质状态对基因表达的调控 按功能状态的不同可将染色质分为：按功能状态的不同可将染色质分为： （1）活性染色质（有转录活性）活性染色质（有转录活性） （2）非活性染色质（没有转录活性）非活性染色质（没有转录活性） 活性染色质的核小体发生构象改变，具有松散的染色质结构，从而便于转活性染色质的核小体发生构象改变，具有松散的染色质结构，从而便于转录调控因子和顺式用元件结合和录调控因子和顺式用元件结合和RNA聚合酶在转录模板上滑动。聚合酶在转录模板上滑动。 染色质是否处于活化状态是决定转录功能的关键染色质是否处于活化状态是决定转录功能的关键。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

20、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活性染色质上具有DNaseI超敏感位点活性染色质的结构特征是RNA聚合酶、转录因子和各种调节因子的结合部位。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在具有转录活性在具有转录活性的染色质区域，的染色质区域，可以观察到一些可以观察到一些变化，最明显的变化，最明显的是该区域对核酸是该区域对核酸酶介导的酶介导的DNA降解的敏感性增降解的敏感性增强。强。 转录活跃区域对核酸酶敏感度增加转录活跃区域对核酸酶敏感度增加我吓了一跳，蝎子是多么丑

21、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v基因扩增是指某些基因的拷贝数专一性增大基因扩增是指某些基因的拷贝数专一性增大的现象，它使得细胞在短期内产生大量的基的现象，它使得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。调控的一种方式。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v例如例如:v1.非洲爪蟾的卵母细胞中原有非洲爪蟾的卵母细胞中原有rR

22、NA基因（基因（rDNA）约约500个拷贝，在减数分裂个拷贝，在减数分裂I的粗线期，这个基因开的粗线期，这个基因开始迅速复制，到双线期它的拷贝数约为始迅速复制，到双线期它的拷贝数约为200万个，万个，扩增近扩增近4000倍，可用于合成倍，可用于合成1012个核糖体，以满足个核糖体，以满足卵裂期和胚胎期合成大量蛋白质的需要。卵裂期和胚胎期合成大量蛋白质的需要。v2.许多昆虫的某些细胞，如唾腺细胞染色体不经发许多昆虫的某些细胞，如唾腺细胞染色体不经发生细胞分裂就可进行重复复制。这种现象叫做多线生细胞分裂就可进行重复复制。这种现象叫做多线性性(polyteny)。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东

23、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3 基因重排与交换基因重排与交换v将一个基因从远离启动子的地方移到距它很将一个基因从远离启动子的地方移到距它很近的位点从而启动转录，这种方式称为基因近的位点从而启动转录，这种方式称为基因重排。重排。 v通过基因重排调节基因活性的典型例子是免通过基因重排调节基因活性的典型例子是免疫球蛋白和疫球蛋白和T-细胞受体基因的表达。细胞受体基因的表达。 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我吓了一跳，蝎子是多

24、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4 DNA甲基化与基因活性的调控甲基化与基因活性的调控vDNA甲基化是最早发现的修饰途径之一，甲基化是最早发现的修饰途径之一， DNA的甲基化修饰现象广泛存在于多种有机的甲基化修饰现象广泛存在于多种有机体中。体中。v与基因表达调控密切相关。与基因表达调控密切相关。DNA甲基化能引起染色质结构、甲基化能引起染色质结构、DNA构象、组构象、组蛋白修饰及蛋白修饰及DNA与蛋白质相互作用方式的改与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。变，从而控制基因表达。 我吓了一跳，蝎子是多么丑

25、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vDNA的甲基化修饰与错误修正时的定位有关。的甲基化修饰与错误修正时的定位有关。错配修复错配修复: Dam甲基化酶；甲基化酶； 5GATC； MutS、MutH和和MutL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vDNA的甲基的甲基化的位点化的位点v：5-甲基胞嘧甲基胞嘧啶（啶（5-mC）和和少量少量N6-甲基甲基腺嘌呤（腺嘌呤（N6-mA）及）及7-甲基鸟嘌甲基鸟嘌呤（呤（7-mG）我吓

26、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v在真核生物中，在真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出现在甲基胞嘧啶主要出现在CpG序列序列、CpXpGCpXpG、CCA/TGGCCA/TGG和和GATCGATC中中。v多个多个CpG序列集合成簇形成了富含甲基化位点的序列集合成簇形成了富含甲基化位点的CpG岛（岛（CpG island），具有很高的序列保守性。），具有很高的序列保守性。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

27、生物v真核生物细胞内存在两种甲基化酶活性：真核生物细胞内存在两种甲基化酶活性： v1）一种被称为日常型甲基转移酶；）一种被称为日常型甲基转移酶； v2）另一种是从头合成型甲基转移酶）另一种是从头合成型甲基转移酶 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5基因丢失（了解）基因丢失（了解）v在细胞分化过程中，可以通过丢失掉某些基在细胞分化过程中，可以通过丢失掉某些基因而去除这些基因的活性。某些原生动物、因而去除这些基因的活性。某些原生动物、线虫、昆虫和甲壳类动物在个体发育中，许线虫、昆虫和甲壳类动物在个

28、体发育中，许多体细胞常常丢失掉整条或部分的染色体，多体细胞常常丢失掉整条或部分的染色体，只有将来分化产生生殖细胞的那些细胞一直只有将来分化产生生殖细胞的那些细胞一直保留着整套的染色体。保留着整套的染色体。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v8.18.1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 v8.28.2真核生物真核生物DNADNA水平上的基因表达调控水平上的基因表达调控 v8.38.3真核生物转录水平上的基因表达调控真核生物转录水平上的基因表达调控 v8.48.4真核基因转

29、录后水平上的调控真核基因转录后水平上的调控Contents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 转录水平的基因表达调控转录水平的基因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v特点：真核生物的转录调控大多数是通过顺特点：真核生物的转录调控大多数是通过顺式作用元件式作用元件（cis-acting element）和反式和反式作用因子作用因子（trans-acting factor，又称跨域，

30、又称跨域作用因子）作用因子）间复杂的相互作用来实现的。间复杂的相互作用来实现的。 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8.3 转录水平的基因表达调控转录水平的基因表达调控v1.1.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：1.1.顺式作用元件顺式作用元件1.2.反式作用因子反式作用因子v2.2.真核基因转录调控的主要模式真核基因转录调控的主要模式我吓了一跳，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3

31、.1顺式作用元件vDNA上一段序列，它们常与特定的功能基因上一段序列，它们常与特定的功能基因连锁在一起，组成基因转录的调控区，影响连锁在一起，组成基因转录的调控区，影响自身基因的表达的自身基因的表达的DNA序列序列，称为顺式作用称为顺式作用元件。元件。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v种类：启动子、增强子、沉默子、应答元件种类：启动子、增强子、沉默子、应答元件主要是起正性调控作用的顺式作用元件，包括主要是起正性调控作用的顺式作用元件，包括启启动子动子(promoter)、增强子、增强子(en

32、hancer)；近年又发现起负性调控作用的元件近年又发现起负性调控作用的元件沉默子沉默子/静止静止子子(silencer)。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v在原核生物中，大多数基因表达通过操纵子在原核生物中，大多数基因表达通过操纵子模型进行调控，其顺式作用元件主要由启动模型进行调控，其顺式作用元件主要由启动基因、操纵基因和调节基因组成。基因、操纵基因和调节基因组成。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

33、个活的生物真核基因表达以正性调控为主导真核基因表达以正性调控为主导v真核基因转录表达的调控蛋白也有起阻遏和真核基因转录表达的调控蛋白也有起阻遏和激活作用或兼有两种作用者，但总的是以激激活作用或兼有两种作用者，但总的是以激活蛋白的作用为主。即多数真核基因在没有活蛋白的作用为主。即多数真核基因在没有调控蛋白作用时是不转录的，需要表达时就调控蛋白作用时是不转录的，需要表达时就要有激活的蛋白质来促进转录。要有激活的蛋白质来促进转录。换言之：真换言之：真核基因表达以正性调控为主导。核基因表达以正性调控为主导。v真核基因调控中虽然也发现有负性调控元件，真核基因调控中虽然也发现有负性调控元件，但其存在并不普

34、遍；但其存在并不普遍；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顺式作用元件顺式作用元件（1 1）启动子：在）启动子：在DNADNA分子中，分子中，RNARNA聚合酶能够识别、聚合酶能够识别、结合并导致转录起始的序列。结合并导致转录起始的序列。核心启动子和上游启动子核心启动子和上游启动子我吓了一跳，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v核心启动子核心启动子(core promoter)是指保证使是指保证使RNA聚合

35、酶聚合酶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。序列。包括转录起始位点及转录起始位点上游一包括转录起始位点及转录起始位点上游一25一一30bp处的处的富含富含TA的典型元件的典型元件TATA盒。盒。 v核心启动子单独起作用时，只能确定转录起始位点并核心启动子单独起作用时，只能确定转录起始位点并产生基础水平的转录。产生基础水平的转录。 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：表里边有一个活的生物v上游启动子元件上游启动子元件(upstream promoter element，UPE)包括

36、通常位于一包括通常位于一70bp附近的附近的CAAT盒盒(CCAAT)和和GC盒盒(GGGCGG)等，能通过等，能通过TFII-D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. 增强子对转录的影响增强子对转录的影响v增强子是指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的增强子是指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列，最早发现于序列，最早发现于SV40早期基因的上游，有两个长早期基因的上游，有两个长72bp的的正向重复序

37、列。正向重复序列。v增强子通常具有下列特性：增强子通常具有下列特性：增强效应十分明显。增强效应十分明显。增强效应与其位置和取向无关。增强效应与其位置和取向无关。大多为重复序列（大多为重复序列（50bp）。）。其增强效应有严密的组织和细胞特异性。其增强效应有严密的组织和细胞特异性。无基因专一性，可在不同的基因组合上表现增强效应；无基因专一性，可在不同的基因组合上表现增强效应；许多增强子还受外部信号的调控。许多增强子还受外部信号的调控。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增强子作用机理： 我吓了一跳

38、，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（3 3）沉默子：）沉默子：一种负调控元件，参与基因表达的负调一种负调控元件，参与基因表达的负调控。其作用可不受序列方向影响，能远距离发挥作用。控。其作用可不受序列方向影响，能远距离发挥作用。当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏阻遏作用。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（）应答元件：一段（）应答元件：一段DNA上游序列，能

39、和专一性蛋上游序列，能和专一性蛋白因子结合，调控基因特异性表达。白因子结合，调控基因特异性表达。包括：包括：如热激应答元件（如热激应答元件（heat shock response element，HSE），），糖皮质应答元件（糖皮质应答元件（glucocorticoid response element，GRE），），金属应答元件（金属应答元件（metal response element，MRE）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3.2 反式作用因子反式作用因子3.2.1 基本概念基

40、本概念3.2.2 反式作用因子的反式作用因子的DNA识别或结合域识别或结合域3.2.3反式作用因子中的转录激活域反式作用因子中的转录激活域我吓了一跳，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反式作用因子反式作用因子 1、定义：能直接或间接地识别或结合在各类顺定义：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，参与调控靶基因转录效式作用元件核心序列上，参与调控靶基因转录效率的率的蛋白质蛋白质。P300 TFDTFD（TATATATA）、）、CTFCTF（CAATCAAT）、）、SP1SP1（GGGCGGG

41、GGCGG）、）、HSFHSF（热激蛋白启动区）（热激蛋白启动区）功能：激活或阻遏基因的表达我吓了一跳，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聚聚合合酶酶转转录录起起始始复复合合体体的的组组装装我吓了一跳，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 2、结构、结构DNA结合结构域结合结构域转录活化结构域转录活化结构域结构域结构域主要包括：主要包括：蛋白质蛋白质-蛋白质结合域蛋白质结合域我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为

42、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DNA识别或结合域识别或结合域 v螺旋螺旋-转折转折-螺旋螺旋v锌指结构锌指结构v碱性碱性-亮氨酸拉链亮氨酸拉链v碱性碱性-螺旋螺旋-环环-螺旋螺旋v同源域蛋白（同源域蛋白（homeo domains，HD）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v最初在最初在噬菌体的阻遏蛋白中发现的一种噬菌体的阻遏蛋白中发现的一种DNA结合结构域。结合结构域。v现广泛分布在从酵母到人类的各种真核现广泛分布在从酵母到人类的

43、各种真核生物中，虽彼此在氨基酸的顺序上差别生物中，虽彼此在氨基酸的顺序上差别很大，但高级结构高度保守，如同源域很大，但高级结构高度保守，如同源域蛋白。蛋白。螺旋螺旋-转折转折-螺旋螺旋（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两段两段-螺旋夹一段螺旋夹一段-折迭构成，折迭构成，-螺旋与螺旋与-折迭之间通过折迭之间通过-转角或成环连接转角或成环连接我吓了一跳，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Helix 3 of

44、 the homeodomain binds in the major groove of DNA, with helices 1 and 2 lying outside the double helix. The N-terminal arm lies in the minor groove, and makes additional contacts. 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锌指结构锌指结构配位键配位键2-9个个CCysHHis我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它

45、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“锌指锌指”: 据其结构命名据其结构命名,是由一个含有大约是由一个含有大约30个氨基酸的个氨基酸的环和一个与环上的环和一个与环上的4个个Cys或或2个个Cys和和2个个His配位的配位的Zn构构成，形成的结构像手指状。成，形成的结构像手指状。 C CysH His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典型典型“锌指蛋白锌指蛋白” (typic zinic fingers)含一连串含一连串锌指。重复的锌指锌指。重复

46、的锌指结构都是以锌将结构都是以锌将螺旋与一个反向平螺旋与一个反向平行的行的片层的基部片层的基部以锌原子为中心，以锌原子为中心，通过与一对半胱氨通过与一对半胱氨酸和一对组氨酸间酸和一对组氨酸间形成配位键相连接，形成配位键相连接，锌指环上突出的赖锌指环上突出的赖氨酸、精氨酸参与氨酸、精氨酸参与DNA结合。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Zinc fingers may form -helices that insert into the major groove, associated

47、with -sheets on the other side. 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这种基序含这种基序含4-8个亮氨酸，个亮氨酸，每隔每隔6个氨基酸就有一个亮个氨基酸就有一个亮氨酸残基间隔，这导致第氨酸残基间隔，这导致第7个亮氨酸残基都在螺旋的个亮氨酸残基都在螺旋的同侧。又因这类蛋白质都同侧。又因这类蛋白质都以以二聚体形式与二聚体形式与DNA结合结合，两个蛋白质两个蛋白质螺旋上的亮氨螺旋上的亮氨酸靠近而形成拉链样结构。酸靠近而形成拉链样结构。碱性碱性-亮氨酸拉链亮氨酸拉链(bas

48、ic - leucine zipper, bZIP)肽链氨基端肽链氨基端2030个富含碱性个富含碱性氨基酸结构域与氨基酸结构域与DNA结合。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The basic regions of the bZIP motif are held together by the dimerization at the adjacent zipper region when the hydrophobic faces of two leucine zippers inter

49、act in parallel orientation. N-end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碱性- -螺旋螺旋- -环环- -螺旋螺旋（basic helix /loop /helix，bHLH）其主要特点是可形成两个其主要特点是可形成两个-螺旋，两个螺旋之间由环状结螺旋，两个螺旋之间由环状结构相连。构相连。螺旋负责二聚体的形成，螺旋负责二聚体的形成，在在HLH中中带有碱性区的肽链称为带有碱性区的肽链称为 碱性碱性HLH（bHLH）。）。负责结合负责结合DNA。研究发现，研究发现

50、，bH-L-H类蛋白只类蛋白只有形成同源或异源二聚体时，有形成同源或异源二聚体时，才具有足够的才具有足够的DNA结合能力，结合能力，当这类异源二聚体中的一方不当这类异源二聚体中的一方不含有碱性区时，明显缺乏对靶含有碱性区时，明显缺乏对靶基因的亲和力。基因的亲和力。 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同源域蛋白同源域蛋白v同源域（同源域（homeo domains）是指编码）是指编码60个保守氨个保守氨基酸序列的基酸序列的DNA片段，广泛存在于真核基因组内，片段，广泛存在于真核基因组内，最早从果