《B真核调控》课件.pptx

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1、B真核调控PPT课件 制作人：PPT制作者时间：2024年X月目录第第1 1章章 真核生物调控网络简介真核生物调控网络简介第第2 2章章 真核生物调控网络的分子机制真核生物调控网络的分子机制第第3 3章章 真核生物调控网络的实例解析真核生物调控网络的实例解析第第4 4章章 真核生物调控网络的疾病关联真核生物调控网络的疾病关联第第5 5章章 真核生物调控真核生物调控第第6 6章章 总结与展望总结与展望 0101第1章 真核生物调控网络简介 真核生物调控网络概述真核生物基因表达调控的复杂性体现在多个层面，包括转录因子、核心转录装置以及调控环路的相互作用。这些组件的协同作用使得生物体能适应各种生理功

2、能需求。调控网络的基本组成决定基因表达的关键蛋白转录因子基因转录的主要场所核心转录装置维持网络平衡的调节系统调控环路 转录因子的结构与功能转录因子通过DNA结合域与基因的启动子区域结合，调控基因的表达。根据功能的不同，可分为激活因子、抑制因子和辅助因子。核心转录装置的组成负责DNA到RNA的转录过程RNA聚合酶II辅助RNA聚合酶II的转录活性转录因子维持转录装置稳定性和效率辅助蛋白 调控环路的类型与作用增强目标基因的表达正向调控抑制目标基因的表达反向调控快速响应环境变化短期调控持续影响基因表达模式长期调控 0202第2章 真核生物调控网络的分子机制 信号传导途径信号传导途径信号传导途径是真核

3、生物调控网络的重要组成部分，它能信号传导途径是真核生物调控网络的重要组成部分，它能够将外部信号转化为细胞内的生物学响应。够将外部信号转化为细胞内的生物学响应。信号传导途径的级联反应调控细胞增殖与分化Ras/MAPK参与代谢调节和细胞存活PI3K/Akt影响免疫反应和细胞生长JAK/STAT 表观遗传调控表观遗传调控表观遗传调控通过不改变表观遗传调控通过不改变DNADNA序列的情况下，影响基因表序列的情况下，影响基因表达。其中包括达。其中包括DNADNA甲基化、组蛋白修饰和非编码甲基化、组蛋白修饰和非编码RNARNA的的作用。作用。染色质结构与调控染色质结构的变化直接影响基因的可及性，进而调控基

4、因表达。这些结构变化包括loop形成、染色质紧缩和组蛋白沉积等。核小体的组装与调控核小体由DNA和组蛋白构成，是染色质的基本组成单位组成与结构核小体的组装和解聚是一个动态平衡的过程动态调控核小体的重排影响基因的表达和染色质结构调控与基因表达 0303第3章 真核生物调控网络的实例解析 细胞周期调控网细胞周期调控网络络细胞周期是真核生物生长、分裂和繁殖的基础过程，其调细胞周期是真核生物生长、分裂和繁殖的基础过程，其调控网络涉及多个关键因子。控网络涉及多个关键因子。CDKCDK（Cyclin-Dependent Cyclin-Dependent KinaseKinase）与）与CyclinCycl

5、in的协同作用，激活细胞周期进程。的协同作用，激活细胞周期进程。CIP/KIPCIP/KIP家族的抑癌蛋白通过与家族的抑癌蛋白通过与CDKCDK结合，阻止细胞周期结合，阻止细胞周期进展，保证细胞分裂的正常进行。进展，保证细胞分裂的正常进行。真核生物的核心调控机制细胞周期调控的关键因子Cyclin-Dependent Kinase，调控细胞周期进程CDKCIP/KIP家族抑癌蛋白，阻止细胞周期异常CIP/KIP与CDK结合，激活细胞周期进程Cyclin 细胞增长和准备DNA复制G1期0103细胞准备进入有丝分裂G2期02DNA复制阶段S期免疫系统调控网免疫系统调控网络络免疫系统通过多种细胞和因子

6、协作，保护机体免受病原体免疫系统通过多种细胞和因子协作，保护机体免受病原体侵害。侵害。NF-BNF-B转录因子在炎症反应中起到核心作用，转录因子在炎症反应中起到核心作用，JAK/STATJAK/STAT途径调节免疫细胞的分化和功能，途径调节免疫细胞的分化和功能，CTLA-4CTLA-4作作为免疫检查点分子，在调节免疫反应中至关重要。为免疫检查点分子，在调节免疫反应中至关重要。保卫人体的复杂防线免疫系统调控的关键因子炎症反应的核心调控因子NF-B免疫细胞分化和功能的关键途径JAK/STAT免疫检查点分子，调节免疫反应CTLA-4 产生抗体，进行体液免疫B细胞0103吞噬和清除病原体和细胞废物巨噬

7、细胞02直接杀伤感染细胞，调节免疫反应T细胞代谢调控网络代谢调控网络细胞内外的代谢途径复杂多样，调控网络维持着能量和物细胞内外的代谢途径复杂多样，调控网络维持着能量和物质的平衡。质的平衡。AMPKAMPK作为能量传感器，作为能量传感器，mTORmTOR途径感应细胞途径感应细胞营养状态，营养状态，Sirt1Sirt1参与调节细胞衰老和代谢健康。参与调节细胞衰老和代谢健康。能量与物质的平衡艺术代谢调控的关键因子能量传感器，调节代谢过程AMPK感应细胞营养状态，调控生长和代谢mTOR参与细胞衰老和代谢健康的调节Sirt1 提供能量，维持血糖稳定糖代谢0103合成蛋白质，提供氮源氨基酸代谢02储存能量

8、，构建细胞膜脂质代谢神经调控网络神经调控网络神经系统通过电信号、化学信号和机械信号传递信息，调神经系统通过电信号、化学信号和机械信号传递信息，调节生物体的各种功能。神经递质在神经元间传递信号，神节生物体的各种功能。神经递质在神经元间传递信号，神经生长因子促进神经元生长和存活，神经肽在调节生理过经生长因子促进神经元生长和存活，神经肽在调节生理过程中发挥重要作用。程中发挥重要作用。复杂而精确的信息传递网络神经调控的关键因子在神经元间传递信号的化学信使神经递质促进神经元生长和存活神经生长因子调节生理过程的神经活性分子神经肽 神经元间快速传递的信息电信号0103通过细胞间隙传递的物理信号机械信号02通

9、过神经递质在神经元间传递化学信号 0404第4章 真核生物调控网络的疾病关联 调控网络与疾病调控网络与疾病的发生的发生基因突变可能导致调控网络的关键因子功能异常，从而影基因突变可能导致调控网络的关键因子功能异常，从而影响细胞周期、免疫、代谢和神经等生物过程，进而引起疾响细胞周期、免疫、代谢和神经等生物过程，进而引起疾病。例如，调控网络的异常与癌症的发生发展密切相关。病。例如，调控网络的异常与癌症的发生发展密切相关。基因突变与调控网络异常调控网络与疾病的诊断与治疗分析基因和蛋白表达差异，诊断疾病基于调控网络的诊断针对调控网络中的关键因子开发药物药物治疗策略修复或替换调控网络中的异常基因基因治疗技

10、术 调控网络与药物调控网络与药物研发研发药物研发中，调控网络提供了丰富的靶点资源。通过筛选药物研发中，调控网络提供了丰富的靶点资源。通过筛选和验证调控网络中的关键因子，可以开发出新的药物。和验证调控网络中的关键因子，可以开发出新的药物。药物作用靶点的筛选与验证调控网络与个性调控网络与个性化医疗化医疗调控网络的个体差异可用于疾病预测和风险评估，为患者调控网络的个体差异可用于疾病预测和风险评估，为患者提供个性化的治疗方案。提供个性化的治疗方案。调控网络在个性化医疗中的应用 0505第五章 真核生物调控 基因敲除与过表基因敲除与过表达技术达技术基因敲除与过表达技术是研究真核生物调控网络的重要手基因敲

11、除与过表达技术是研究真核生物调控网络的重要手段。段。CRISPR/Cas9CRISPR/Cas9、RNARNA干扰、干扰、TALENTALEN等技术可以实等技术可以实现基因的精确敲除；质粒转染、病毒载体、现基因的精确敲除；质粒转染、病毒载体、CRISPR/Cas9CRISPR/Cas9等技术可以实现基因的过表达。这些技术等技术可以实现基因的过表达。这些技术在调控网络研究中起到了关键作用。在调控网络研究中起到了关键作用。技术概述基因敲除技术一种革命性的基因编辑技术，通过引导RNA和Cas9蛋白识别并切割目标DNA序列。CRISPR/Cas9利用小干扰RNA（siRNA）或微小RNA（miRNA）

12、抑制基因表达。RNA干扰通过设计特定的转录激活因子样效应结构域（TALEs）来识别和切割特定DNA序列。TALEN 基因过表达技术将外源基因插入质粒，并通过转染方法导入细胞内。质粒转染利用病毒载体将外源基因引入细胞，实现基因过表达。病毒载体通过基因编辑技术，在目标基因周围插入外源基因序列，实现基因过表达。CRISPR/Cas9 基因敲除与过表达技术在调控网络研究中的应用通过基因敲除与过表达技术，分析基因在调控网络中的功能。鉴定关键调控基因探索基因之间的调控关系，揭示调控网络的内在机制。研究调控机制利用基因敲除与过表达技术构建疾病模型，为疾病治疗提供新思路。疾病模型构建 组学技术在调控组学技术在

13、调控网络研究中的应网络研究中的应用用基因组学、转录组学、蛋白质组学等组学技术在调控网络基因组学、转录组学、蛋白质组学等组学技术在调控网络研究中发挥着重要作用。高通量测序、染色质免疫沉淀、研究中发挥着重要作用。高通量测序、染色质免疫沉淀、质谱分析等技术手段为研究调控网络提供了丰富的数据资质谱分析等技术手段为研究调控网络提供了丰富的数据资源。源。技术解析基因组学技术通过对DNA或RNA进行高通量测序，揭示基因组结构和表达谱。高通量测序通过免疫沉淀方法，研究染色质结构和基因表达调控。染色质免疫沉淀利用转座子插入随机位置的特性，筛选出调控基因的候选基因。转座子筛选 转录组学技术对RNA进行高通量测序，

14、获得基因表达谱。高通量测序通过RNA测序，定量基因表达水平。RNA-seq通过定量PCR技术，验证RNA-seq结果的准确性。定量PCR 蛋白质组学技术通过质谱技术，鉴定蛋白质序列和修饰状态。质谱分析利用微阵列技术，高通量检测蛋白质表达。蛋白质芯片通过免疫组化技术，研究蛋白质在细胞中的分布和表达。免疫组化 计算生物学在调控网络研究中的应用计算生物学技术在调控网络研究中起到了重要作用。基因网络建模与分析可以帮助我们理解复杂的调控关系；机器学习与数据挖掘可以从大数据中挖掘出有用的信息；生物信息学数据库与工具的使用为研究提供了便利。0606第六章 总结与展望 真核生物调控网络研究的重要性调控网络在生物科学中占据核心地位，其研究对人类健康具有重要意义。调控网络研究的发展趋势预示着新的治疗方法和药物的诞生。真核生物调控网络研究的挑战与机遇调控网络的复杂性给研究带来了挑战，但同时也为科学家提供了新的研究方向。复杂性及其研究难题新技术、新方法的出现为调控网络研究提供了新的手段和思路。新技术、新方法的应用跨学科合作和国际合作对于调控网络研究的发展至关重要。跨学科合作与国际合作的重要性 未来研究方向与展望未来调控网络研究将聚焦于非编码RNA在调控网络中的作用、表观遗传调控与疾病的关系以及细胞内外环境变化对调控网络的影响等方面。谢谢观看！下次再会