第7章真核基因表达调控中.ppt

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1、第七章 真核基因表达调控,绪论第一节 真核基因组的一般构造特点 第二节 DNA水平上的基因表达调控第三节 真核基因的转录第四节 反式作用因子对转录的影响第五节 蛋白质乙酰化对基因表达的影响第六节 真核基因表达调控举例第七节 真核基因转录后表达调控的多样性,第七章 真核基因表达调控,第三节 真核基因的转录1.启动子1.1核心启动子：TATA框启动子1.2上游启动子元件：不典型的启动子富含GC，无TATA框的基因转录转录起始子与无TATA框、GC框的基因转录,真核生物RNA聚合酶的启动子结构,第三节 真核基因的转录2.转录模板：一个转录单元，包括转录起始位点到终止处的全部DNA序列。3.RNA聚合

2、酶II：多个亚基组成。4.转录所需的蛋白因子：参与转录的起始、延伸和终止。,第七章 真核基因表达调控,第三节 真核基因的转录5.增强子 增强子是指能使它连锁的基因转录频率明显增强的DNA序列。,SV40增强子结构示意图,第三节 真核基因的转录,第七章 真核基因表达调控,第三节 真核基因的转录5.增强子5.1特性增强效应十分明显增强效应与其位置和取向无关大多为重复序列其增强效应有严密的组织和细胞特异性没有基因专一性，可以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,第三节 真核基因的转录5.增强子 增强子的功能是可以累加的。SV40增强子序列可以被分为两半，每一半序列本身作为增强子

3、功能很弱，但合在一起，即使其中间插入一些别的序列，仍然是一个有效的增强子。因此，要使一个增强子失活必须在多个位点上造成突变。对SV40增强子而言，没有任何单个的突变可以使其活力降低10倍。,第三节 真核基因的转录5.增强子5.2增强子的作用原理影响模板附近DNA 的双螺旋结构，以蛋白质之间的相互作用为媒介形成增强子与启动子之间“成环”连接，活化基因转录；将模板固定在细胞核内特定位置，促进RNA聚合酶II在DNA链上的结合和滑动；增强子区可以作为反式作用因子或RNA聚合酶II进入染色体结构的“入口”。,增强子作用机理,一个增强子可通过将蛋白质带到启动子附近行使其功能。增强子在长线形DNA的相反末

4、端不起作用，但当DNA在蛋白质桥作用下连接成环状时，却能有效地发挥作用。增强子和启动子在两个分开的DNA环上时不起作用，但两环连接时却发生作用。,非活化结构,活化结构,蛋白质桥,相互连接成环,第四节 反式作用因子对转录的影响,根据各个蛋白质成分在转录中的作用，能将整个复合体分为3部分：参与所有或某些转录阶段的RNA聚合酶亚基，不具有基因特异性；与转录的起始或终止有关的辅助因子，不具有基因特异性；与特异调控序列结合的转录因子。,真核生物中转录因子活性调节的主要方式,无蛋白质,蛋白质合成,真核生物中转录因子活性调节的主要方式,真核生物中转录因子活性调节的主要方式,1.DNA结合结构域基序 a.螺旋

5、-转角-螺旋结构（Helix-turn-helix）是最早发现于原核生物中的一个关键因子，该结构域长约20个aa，主要是两个-螺旋区和将其隔开的转角。其中的一个被称为识别螺旋区，因为它常常带有数个直接与DNA序列相识别的氨基酸。,第四节 反式作用因子对转录的影响,螺旋-转角-螺旋结构,螺旋转角螺旋（helixturnhelix，HTH）基序,b.锌指结构（Zinc finger）长约30个aa，其中4个氨基酸（2个Cys（半胱氨酸），2个His（组氨酸）与一个Zinc原子相结合。与Zinc结合后锌指结构较稳定，有Zinc参与时才具有转录调控活性。,第四节 反式作用因子对转录的影响,锌指结构,锌

6、指(zinc finger),c.同源域蛋白（Homeodomain）最早来自控制躯体发育的基因，长约60个氨基酸，其中的DNA结合区与 helix-turn-helix motif相似，人们把该DNA序列称为homeobox。主要与DNA大沟相结合。,第四节 反式作用因子对转录的影响,d.亮氨酸拉链（Leucine zippers）是亲脂性（amphipathic）的螺旋，包含有许多集中在螺旋一边的疏水氨基酸，两条多肽链以此形成二聚体。每隔6个残基出现一个亮氨酸。由赖氨酸（Lys）和精氨酸（Arg）组成DNA结合区。,第四节 反式作用因子对转录的影响,碱性亮氨酸拉链(basic leucin

7、e zipper,bZIP),第四节 反式作用因子对转录的影响,亮氨酸拉链,e.碱性螺旋-环-螺旋（basic helix-loop-helix）该调控区长约50个aa残基，同时具有与DNA结合和形成蛋白质二聚体的功能，其主要特点是可形成两个亲脂性-螺旋，两个螺旋之间由环状结构相连，其DNA结合功能是由一个较短的富碱性氨基酸区所决定的。,第四节 反式作用因子对转录的影响,第四节 反式作用因子对转录的影响,2.DNA结合蛋白主要转录激活结构域 a.酸性-螺旋(acidic-helix)该结构域含有由酸性氨基酸残基组成的保守序列，多呈带负电荷的亲脂性-螺旋，增加激活区的负电荷数能提高激活转录的水平

8、。可能是通过非特异性的相互作用与转录起始复合物上的TFD等因子结合生成稳定的转录复合物而促进转录。,2.DNA结合蛋白主要转录激活结构域 b.谷氨酰胺丰富区(glutamine-rich domain)SP1是启动子GC盒的结合蛋白，其N末端含有2个主要的转录激活区，氨基酸组成中有25%的谷氨酰胺，很少有带电荷的氨基酸残基。酵母的HAP1、HAP2和GAL2及哺乳动物的OCT-1、OCT-2、Jun、AP2和SRF也含有这种结构域。,第四节 反式作用因子对转录的影响,2.DNA结合蛋白主要转录激活结构域 C.脯氨酸丰富区(proline-rich domain)CTF家族（包括CTF-1、CTF-2、CTF-3）的C末端与其转录激活功能有关，含有20%-30%的脯氨酸残基，很难形成-螺旋。,第四节 反式作用因子对转录的影响,