基因表达调控重修精选PPT.ppt

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1、目录目录关于基因表达调控重修第1页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录第一节第一节基因表达与基因表达调控的基基因表达与基因表达调控的基本概念与特点本概念与特点Basic Conceptions and Characters of Gene Expression and its Regulation第2页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录一、基因表达是基因转录和翻译的过程一、基因表达是基因转录和翻译的过程 是细胞以基因是细胞以基因DNA为模板，转录出为模板，转录出RNA，以及，以，以及，以mRNA为模板，翻译出蛋白质的过为模板，翻译出蛋白质的过程程n如果基因表达了，那么，就有相应的如果基因表达

2、了，那么，就有相应的mRNA和和蛋白质出现蛋白质出现n否则，就是基因没有表达否则，就是基因没有表达n基因表达基因表达(gene expression)n每一个基因的表达是受调控的。每一个基因的表达是受调控的。第3页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录二、基因表达具有时间特异性和空间特异性二、基因表达具有时间特异性和空间特异性（一）时间特异性（一）时间特异性n某一特定基因的表达严格按一定的时间顺序某一特定基因的表达严格按一定的时间顺序发生，称之为基因表达的发生，称之为基因表达的 时间特异性时间特异性(temporal specificity)。n多细胞生物多细胞生物 基因表达的时间特异性基因表达

3、的时间特异性 又称又称 阶阶段特异性段特异性(stage specificity)。胚胎发育期胚胎发育期第4页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录（二）空间特异性（二）空间特异性n一一种种基基因因在在个个体体的的不不同同组组织织不不同同细细胞胞或或器器官官表表达达，这这就就是基因表达的是基因表达的空间特异性空间特异性(spatial specificity)。n 又又称称细细胞胞特特异异性性(cell specificity)或或组组织织特特异异性性(tissue specificity)。第5页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录三、基因表达的调控三、基因表达的调控n基因表达调控（基因表达调

4、控（regulation of gene expression）细胞或生物体在接受内外环境信号刺激时在细胞或生物体在接受内外环境信号刺激时在基因表达水平上做出应答的分子机制基因表达水平上做出应答的分子机制第6页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录按对刺激的反应性，基因表达的方式分为：按对刺激的反应性，基因表达的方式分为：n基本（或组成性）表达基本（或组成性）表达n诱导或阻遏表达诱导或阻遏表达第7页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录（一）有些基因几乎在所有细胞中持续表达（一）有些基因几乎在所有细胞中持续表达n某某些些基基因因在在一一个个生生物物个个体体的的几几乎乎所所有有细细胞胞中中持持续续表

5、表达达，不不 易易 受受 环环 境境 条条 件件 的的 影影 响响，通通 常常 被被 称称 为为管管 家家 基基 因因(housekeeping gene)。n这这类类基基因因表表达达被被视视为为基基本本（或或组组成成性性）基基因因表表达达(constitutive gene expression)。Actin GAPDH第8页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录（二）有些基因的表达受到环境变化的诱导和阻遏（二）有些基因的表达受到环境变化的诱导和阻遏n在在特特定定环环境境信信号号刺刺激激下下，相相应应的的基基因因被被激激活活，基基因因表表达达产产物物增增加加，即即这这种种基基因因表表达达是是可

6、可诱诱导导的的。如：热应激蛋白如：热应激蛋白n可可诱诱导导基基因因(inducible gene)在在一一定定的的环环境境中中表表达达增增强的过程，称为强的过程，称为诱导诱导(induction)。n如如果果基基因因对对环环境境信信号号应应答答时时被被抑抑制制，这这种种基基因因是是可阻遏基因可阻遏基因(repressible gene)。第9页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录四、基因表达：受顺式作用元件和反四、基因表达：受顺式作用元件和反式作用因子共同调节式作用因子共同调节n顺顺式式作作用用元元件件(cis-acting element)：调调控控基基因因转转录录的的DNADNA序序列列，

7、一一般般可可以以和和反反式式作作用用因因子子结结合合，包括：启动子，增强子和沉默子包括：启动子，增强子和沉默子n反反式式作作用用因因子子(trans-acting factor)能能够够和和顺顺式式作作用用元件结合，调控基因表达的蛋白质分子元件结合，调控基因表达的蛋白质分子第10页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录 研究重点 每一个特定基因的n顺式作用元件和反式作用因子的相互作用顺式作用元件和反式作用因子的相互作用第11页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录五、基因表达调控呈现多层次和复杂性五、基因表达调控呈现多层次和复杂性nDNADNA层次：层次：n转录起始转录起始(最重要、最复杂最重要、

8、最复杂)nmRNAmRNA的加工的加工n蛋白质生物合成蛋白质生物合成n翻译后加工翻译后加工nmRNAmRNA的降解的降解第12页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录第二节第二节 原核基因表达调控原核基因表达调控Regulation of Gene Expression in Prokaryote 第13页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录原核生物大多数基因表达调控是通过原核生物大多数基因表达调控是通过操纵子机制操纵子机制实实现现一、一、操纵子是原核基因转录调控的基本单操纵子是原核基因转录调控的基本单位位 蛋白质因子蛋白质因子特异特异DNA序列序列编码序列编码序列 启动元件启动元件 操纵元件操

9、纵元件 其他调节基因其他调节基因(promoter)(operator)第14页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录操纵子模型的普遍性操纵子模型的普遍性n多顺反子多顺反子(polycistron)：mRNA分子携带了几个多肽链的编码信分子携带了几个多肽链的编码信息。息。n启动子启动子是是RNA聚合酶和各种调控蛋白作用的部位，是决定基聚合酶和各种调控蛋白作用的部位，是决定基因表达效率的关键元件。因表达效率的关键元件。n各种原核基因启动序列特定区域内，通常在转录起始点各种原核基因启动序列特定区域内，通常在转录起始点上游上游-10及及-35区域存在一些相似序列，称为区域存在一些相似序列，称为共有序列

10、共有序列。n 共有序列在共有序列在-10区域是区域是TATAAT，在，在-35区域为区域为TTGACAn 共有序列决定启动序列的转录活性大小。共有序列决定启动序列的转录活性大小。第15页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录图图18-1 518-1 5种种E.coliE.coli启动序列的共有序列启动序列的共有序列第16页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录基因表达有正调控和负调控基因表达有正调控和负调控调节原核生物基因表达的效应蛋白可分：调节原核生物基因表达的效应蛋白可分：阻遏蛋白阻遏蛋白-负调控因素负调控因素 激活蛋白激活蛋白-正调控因素正调控因素 第17页，讲稿共68张，创作于星期日目录目

11、录调调节节基基因因（regulatory gene）编编码码能能够够与与操操纵纵序序列列结结合合的的调调控控蛋蛋白白，可可以以分分为为三三类类：特特异异因因子子、阻阻遏遏蛋白和激活蛋白。蛋白和激活蛋白。调控蛋白的作用分别是调控蛋白的作用分别是 特异因子特异因子决定决定RNA聚合酶对一个或一套启动序列的特异性聚合酶对一个或一套启动序列的特异性识别和结合能力；识别和结合能力；第18页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录 阻遏蛋白阻遏蛋白可以识别、结合特异可以识别、结合特异DNA序列序列操纵序列，抑制基因操纵序列，抑制基因转录，所以阻遏蛋白介导负调节（转录，所以阻遏蛋白介导负调节（negative

12、regulation）。）。阻遏阻遏蛋白介导的负性调节机制在原核生物中普遍存在；蛋白介导的负性调节机制在原核生物中普遍存在；激活蛋白激活蛋白可结合启动序列邻近的可结合启动序列邻近的DNA序列，提高序列，提高RNA聚合酶聚合酶与启动序列的结合能力，从而增强与启动序列的结合能力，从而增强RNA聚合酶的转录活性，是一聚合酶的转录活性，是一种正调控（种正调控（positive regulation）。）。第19页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录二、乳糖操纵子是典型的诱导型调控二、乳糖操纵子是典型的诱导型调控（一一）乳糖操纵子乳糖操纵子(lac operon)的结构的结构 调控区调控区CAP结合位点

13、结合位点启动序列启动序列操纵序列操纵序列 结构基因结构基因Z：-半乳糖苷酶半乳糖苷酶Y：透酶透酶A：乙酰基转移酶：乙酰基转移酶ZYAOPDNA第20页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录图图18-2 lac 18-2 lac 操纵子与阻遏蛋白的负性调节操纵子与阻遏蛋白的负性调节第21页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录mRNA阻遏蛋白阻遏蛋白IDNAZYAOPpol没有乳糖存在时没有乳糖存在时（二二）乳糖操纵子受阻遏蛋白和乳糖操纵子受阻遏蛋白和CAP的双重调节的双重调节阻遏基因阻遏基因1.1.阻遏蛋白的负性调节阻遏蛋白的负性调节第22页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录mRNA阻遏蛋白阻遏

14、蛋白有乳糖存在时有乳糖存在时IDNAZYAOPpol启动转录启动转录mRNA乳糖乳糖别乳糖别乳糖-半乳糖苷酶半乳糖苷酶图图18-4 18-4 laclac 操纵子与阻遏蛋白的负性调节操纵子与阻遏蛋白的负性调节第23页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录+转录转录无葡萄糖，无葡萄糖，cAMP浓度高时浓度高时有葡萄糖，有葡萄糖，cAMP浓度低时浓度低时2.CAP的正性调节的正性调节ZYAOPDNACAPCAPCAPCAPCAPCAP第24页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录分解代谢阻遏分解代谢阻遏n单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源；单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄糖若有葡萄

15、糖或葡萄糖/乳糖共同存在时，细乳糖共同存在时，细菌首先利用葡萄糖。菌首先利用葡萄糖。n葡萄糖对葡萄糖对 lac 操纵子的阻遏作用称操纵子的阻遏作用称分解代谢分解代谢阻遏阻遏(catabolic repression)第25页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录3.3.协协同同调节调节n当当阻阻遏遏蛋蛋白白封封闭闭转转录录时时，CAP对对该该系系统统不不能能发发挥挥作用。作用。n如如无无CAP存存在在，即即使使没没有有阻阻遏遏蛋蛋白白与与操操纵纵序序列列结结合，操纵子仍无转录活性。合，操纵子仍无转录活性。n。第26页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录mRNA低半乳糖时低半乳糖时高半乳糖时高半乳

16、糖时 葡萄糖低葡萄糖低 cAMP浓度高浓度高 葡萄糖高葡萄糖高cAMP浓度低浓度低RNA-polOOOO第27页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录图图18-318-3CAPCAP、阻遏蛋白、阻遏蛋白、cAMPcAMP和诱导剂对和诱导剂对laclac操纵子的调节操纵子的调节 第28页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录乳糖操纵子的开放条件乳糖操纵子的开放条件（环境因素）（环境因素）n1 当仅有Glc时，乳糖操纵子不开放n2 当有Glc和Lac 时，乳糖操纵子不开放n3 当没有Glc也没有Lac时，不开放n4 只有一种条件可以开放：没有Glc，有Lac：开放第29页，讲稿共68张，创作于星期日目

17、录目录第三节第三节 真核基因表达调控真核基因表达调控Regulation of Gene Expression in Eukaryote第30页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录图图18-5 18-5 真核生物基因表达的多层次复杂调控真核生物基因表达的多层次复杂调控第31页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录二、染色质结构与真核基因表达密切相关二、染色质结构与真核基因表达密切相关n活性染色质活性染色质 (active chromatin)(active chromatin)具有转录活性的染色质具有转录活性的染色质n超敏位点（超敏位点（hypersensitive site)hypersens

18、itive site)当染色质活化后，常出现一些对核酸酶（如当染色质活化后，常出现一些对核酸酶（如DNase I）高度敏感的位点）高度敏感的位点基因被激活的区域染色质对核酸酶极为敏感基因被激活的区域染色质对核酸酶极为敏感 第32页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录转录活化染色质的组蛋白发生改变转录活化染色质的组蛋白发生改变 组蛋白结构及其化学修饰组蛋白结构及其化学修饰（a a）组蛋白与）组蛋白与DNADNA组成的核小体；（组成的核小体；（b b）组蛋白的氨基端伸出核小体，形成）组蛋白的氨基端伸出核小体，形成组蛋白尾巴；（组蛋白尾巴；（c c）四种组蛋白组成的八聚体）四种组蛋白组成的八聚体第3

19、3页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录 组蛋白修饰和组蛋白修饰和组蛋白密码组蛋白密码n1 1 组蛋白的修饰直接影响染色质或核小体的结构，组蛋白的修饰直接影响染色质或核小体的结构，n2 2 化学修饰征集了其他调控基因转录的蛋白质，化学修饰征集了其他调控基因转录的蛋白质，为其他功能分子与组蛋白结合搭建了一个平台。为其他功能分子与组蛋白结合搭建了一个平台。这些理论构成了这些理论构成了“组蛋白密码组蛋白密码”的假说。的假说。第34页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录组组蛋白蛋白氨基酸残基位点氨基酸残基位点修修饰类饰类型型功功 能能H3Lys-4甲基化甲基化激活激活H3Lys-9甲基化甲基化染色染色

20、质浓缩质浓缩H3Lys-9甲基化甲基化DNA甲基化所必需甲基化所必需H3Lys-9乙乙酰酰化化激活激活H3Ser-10磷酸化磷酸化激活激活H3Lys-14乙乙酰酰化化防止防止Lys-9的甲基化的甲基化H3Lys-79甲基化甲基化端粒沉默端粒沉默H4Arg-3甲基化甲基化H4Lys-5乙乙酰酰化化装配装配H4Lys-12乙乙酰酰化化装配装配H4Lys-16乙乙酰酰化化核小体装配核小体装配H4Lys-16乙乙酰酰化化Fly X激活激活组蛋白修饰对染色质结构与功能的影响组蛋白修饰对染色质结构与功能的影响 第35页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录 CpG岛岛甲基化水平降低甲基化水平降低nCpG岛岛

21、（CpG island)：CG重重复复出出现现，长长度度约约300-3000bp称称为为CpG岛岛，存存在在于于整整个个基基因因组组中中，特特别别是是常常常常位位于于基基因的启动子和第一外显子区域。因的启动子和第一外显子区域。CpG岛：岛：C可以被甲基化修饰，它的多少与基因被激活有关可以被甲基化修饰，它的多少与基因被激活有关第36页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录 表观遗传表观遗传（epigenetic inheritance)：染色质结构对基因表达的影响可以遗传给子代细胞，染色质结构对基因表达的影响可以遗传给子代细胞，其其机机制制是是细细胞胞内内存存在在着着具具有有维维持持甲甲基基化化作

22、作用用的的 DNA甲甲基基转转移移酶酶，可可以以在在DNA复复制制后后，依依照照亲亲本本DNA链链的的甲甲基基化化位位置置催催化化子子链链DNA在在相同位置上发生甲基化相同位置上发生甲基化DNA相同，相同，DNA的甲基化不同，基因表达不同的甲基化不同，基因表达不同同卵双生子，长相和行为有差异同卵双生子，长相和行为有差异第37页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录三、基因组中的三、基因组中的顺式作用元件顺式作用元件是转录起始是转录起始的的关键调节部位关键调节部位順式作用元件順式作用元件 指可与反式作用因子结合，影响基因表达活性的指可与反式作用因子结合，影响基因表达活性的DNADNA序列序列 包括

23、：启动子，增强子和沉默子包括：启动子，增强子和沉默子第38页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录图图18-718-7顺式作用元件顺式作用元件A A、B B分别代表同一基因中的两段特异分别代表同一基因中的两段特异DNADNA序列。序列。B B序列通过一定机制影响序列通过一定机制影响A A序列，序列，并通过并通过A A序列控制该基因的转录起始的准确性及频率。序列控制该基因的转录起始的准确性及频率。A A、B B序列就是调节这个基序列就是调节这个基因转录活性的顺式作用元件因转录活性的顺式作用元件第39页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录（一）真核基因启（一）真核基因启动动子子结结构和构和调节调节启

24、启动动子子是是RNA聚聚合合酶酶结结合合位位点点周周围围的的一一组组转转录录控控制制组组件件，至至少少包包括括一一个个转转录录起起始点始点以及一个以上的以及一个以上的功能组件功能组件。TATA盒盒GC盒盒CAAT盒盒第40页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录 启动子启动子n某一特定基因的转录起始点和某一特定基因的转录起始点和上游上游200bp长长的的DNA序列，可以与反式作用因子结合，序列，可以与反式作用因子结合，起始转录，称为起始转录，称为第41页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录CCAAT盒盒GC盒盒TATA盒盒转录起始点转录起始点高等真核生物高等真核生物上游激活序上游激活序列（列（U

25、AS）TATA盒盒转录起始点转录起始点酵母酵母真核基因启动子的典型结构真核基因启动子的典型结构第42页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录特点n启动子启动子启动转录启动转录n增强子增强子增加转录的频率增加转录的频率n启动子启动子必需有转录起始位点必需有转录起始位点n增强子增强子远离转录起始位点远离转录起始位点第43页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录（二）增（二）增强强子能子能够够提高提高转录转录效率效率增强子的功能及其作用特征增强子的功能及其作用特征n与被调控基因位于同一条与被调控基因位于同一条DNA链上，属于链上，属于顺式顺式作用元件作用元件。n是特异性转录因子的是特异性转录因子的结合部

26、位结合部位n不仅能够在基因的不仅能够在基因的上游上游或或下游下游起作用，而且还可起作用，而且还可以以远距离远距离实施调节作用实施调节作用n作用与序列的作用与序列的方向性无关方向性无关n需要有启动子需要有启动子才能发挥作用才能发挥作用第44页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录（三）沉默子能（三）沉默子能够够抑制基因的抑制基因的转录转录n沉沉默默子子是是基基因因表表达达的的负负性性调调控控元元件件，当当其其结结合合特特异转录因子时，对基因转录起阻遏作用异转录因子时，对基因转录起阻遏作用第45页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录四、转录因子四、转录因子 TFn真核基因的真核基因的转录调节蛋白转录

27、调节蛋白又称又称转录因子转录因子（transcription factor,TF）。）。n转录因子也被称为转录因子也被称为反式作用蛋白反式作用蛋白或或反式作用因子反式作用因子。是转录调控的关键分子是转录调控的关键分子第46页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录图图18-8 18-8 反式与顺式作用蛋白反式与顺式作用蛋白第47页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录n通用转录因子通用转录因子(general transcription factors)是是RNA聚聚合合酶酶结结合合启启动动子子所所必必需需的的蛋蛋白白因子因子1.转录调节因子分类转录调节因子分类（按功能特性）（按功能特性）通用转录因

28、子通用转录因子特异转录因子特异转录因子第48页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录n特异转录因子特异转录因子(special transcription factors)特特点点：个个别别基基因因转转录录所所必必需需，决决定定该该基基因因的时间、空间特异性表达。的时间、空间特异性表达。n转录激活因子转录激活因子n转录抑制因子转录抑制因子分类分类第49页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录2.转录因子结构特征转录因子结构特征DNA结合域结合域转录激活域转录激活域TF蛋白质蛋白质-蛋白质结合域蛋白质结合域（二聚化结构域）（二聚化结构域）谷氨酰胺富含结构域谷氨酰胺富含结构域酸性激活结构域酸性激活结构

29、域脯氨酸富含结构域脯氨酸富含结构域第50页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录最常见的最常见的DNA结合域：结合域：1.锌指模体锌指模体(zinc finger)常结合常结合GC盒盒C=半胱氨酸；半胱氨酸；H=组氨酸；组氨酸；F=苯丙氨苯丙氨酸；酸；L=亮氨酸；亮氨酸；Y=酪氨酸；酪氨酸；Zn=锌离锌离子子图图18-9锌指结构锌指结构第51页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录2.2.碱性螺旋碱性螺旋-环环-螺旋（螺旋（basic helix-loop-helix,bHLH)（a）独立的碱性螺旋）独立的碱性螺旋-环环-螺旋模体结构示意图；（螺旋模体结构示意图；（b）bLHL模体二聚体与模体二聚

30、体与DNA结合的示意图。两个结合的示意图。两个-螺螺旋的碱性区分别嵌入旋的碱性区分别嵌入DNA双螺旋的大沟内双螺旋的大沟内常结合常结合CAAT盒盒第52页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录常结合常结合CAAT盒盒3.3.碱性亮氨酸拉链碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper,bZIP)（a）碱性亮氨酸拉链模体结构示意图；（）碱性亮氨酸拉链模体结构示意图；（b）bZIP模体与模体与DNA结合的示意图。两个结合的示意图。两个-螺旋上的螺旋上的亮氨酸残基彼此接近，形成了类似拉链的结构，而富含碱性氨基酸残基的区域与亮氨酸残基彼此接近，形成了类似拉链的结构，而富含碱性氨基酸残基的区域与

31、DNA骨架上的磷酸骨架上的磷酸基团结合基团结合第53页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录五、转录起始复合物的动态构成五、转录起始复合物的动态构成（一）启动子，转录因子和（一）启动子，转录因子和RNA聚合酶活性聚合酶活性启启动动子子的的核核苷苷酸酸序序列列会会影影响响其其与与转转录录因因子子和和RNA聚聚合合酶酶的的亲亲和和力力，而而亲亲和和力力大大小小则则直直接接影影响响转转录录起起始始的的Yes or No 和和 频率频率第54页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录图图18-12 转录起始复合物的形成转录起始复合物的形成 真核真核RNA聚合酶聚合酶在转录因子帮助下，形在转录因子帮助下，形成

32、转录起始复合物。成转录起始复合物。PolTFHTAFTFFTAFTAFTFATFBTBP DNATATAEBPTBP转录因子：7种TFII A B D E F H J TFII D：TBP TAF第55页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录第56页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录第57页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录六、转录后调控六、转录后调控第58页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录有有miRNA和和siRNA。一些非编码小分子一些非编码小分子RNA可引起转录后基因沉默可引起转录后基因沉默第59页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录七、真核基因表达在翻译以及翻译后仍可七、真核基因

33、表达在翻译以及翻译后仍可受到调控受到调控（一）对翻译起始因子活性的调节主要通过磷酸化修（一）对翻译起始因子活性的调节主要通过磷酸化修饰进行饰进行1 1翻译起始因子翻译起始因子eIF-2eIF-2的的磷酸化磷酸化抑制翻译起始抑制翻译起始 第60页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录2 2eIF-4EeIF-4E及及eIF-4EeIF-4E结合蛋白的磷酸化结合蛋白的磷酸化 激活激活 翻译起始翻译起始 帽结合蛋白帽结合蛋白eIF-4E与与mRNA帽结构的结合是翻译起始帽结构的结合是翻译起始的的限速步骤限速步骤，磷酸化的磷酸化的eIF-4E与帽结构的结合力是非磷酸化与帽结构的结合力是非磷酸化 的的eI

34、F-4E的的4倍，因而可提高翻译的效率。倍，因而可提高翻译的效率。第61页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录非编码单链非编码单链RNA，长度约，长度约20-25个碱基，个碱基，miRNA 与与其其他他蛋蛋白白质质构构成成沉沉默默复复合合体体（RNA-induced silencing complex,RISC），），通通过过与与其其靶靶mRNA 分分子子的的3 端端非非翻翻译译区区域域（3 UTR）互互补补匹配，抑制该匹配，抑制该mRNA 分子的翻译。分子的翻译。小分子小分子RNA对基因表达的调节对基因表达的调节1微小微小RNA(microRNA,miRNA)第62页，讲稿共68张，创作于星

35、期日目录目录nmRNA53 第63页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录n其长度一般为其长度一般为2025个碱基；个碱基；n在不同生物体中普遍存在；在不同生物体中普遍存在；n其序列在不同生物中具有一定的保守性；其序列在不同生物中具有一定的保守性；n具有明显的表达阶段特异性和组织特异性；具有明显的表达阶段特异性和组织特异性；nmiRNA 基因以单拷贝、多拷贝或基因簇等多种形式存基因以单拷贝、多拷贝或基因簇等多种形式存在于基因组中，大多位于基因间隔区。在于基因组中，大多位于基因间隔区。nmiRNA的特点：的特点：第64页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录n是是 细细 胞胞 内内 一一 类类 双双

36、 链链RNA(double-stranded RNA，dsRNA)在在特特定定情情况况下下通通过过一一定定酶酶切切机机制制，转转变变为为具具有有特定长度特定长度(2123个碱基个碱基)和特定序列的和特定序列的双链双链siRNAn双双链链siRNA参参与与RISC组组成成，与与特特异异的的靶靶mRNA完完全全互互补结合，导致靶补结合，导致靶mRNA降解，阻断翻译过程。降解，阻断翻译过程。n由由siRNA介介导导的的基基因因表表达达抑抑制制作作用用被被称称为为RNA干干涉涉(RNA interference，RNAi)。2小干扰小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)

37、第65页，讲稿共68张，创作于星期日 30bp 双链双链RNA（dsRNA）水解生成水解生成21-23nt siRNA 5335 RISC形成形成 识别特异序列识别特异序列并使其降解并使其降解RNA干扰干扰作用机制作用机制第66页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录siRNAmiRNA前体前体内源长双链内源长双链RNA诱导产生诱导产生 内源发夹环结构的转录产物内源发夹环结构的转录产物结构结构双链分子双链分子单链分子单链分子功能功能降解降解mRNA阻遏其翻译阻遏其翻译靶靶mRNA 结合结合需完全互补需完全互补不需完全互补不需完全互补siRNA 和和miRNA的差异比较的差异比较第67页，讲稿共68张，创作于星期日目录目录感谢大家观看第68页，讲稿共68张，创作于星期日