研究生分生基因調(diào)控第1頁(yè)DNAreplication

2研究生分生基因調(diào)控第2頁(yè)第一節(jié)基因表示過(guò)程和特點(diǎn)第二節(jié)環(huán)境對(duì)基因表示影響第三節(jié)原核生物基因表示調(diào)控第四節(jié)真核生物基因表示調(diào)控第五節(jié)基因表示調(diào)控異常與疾病研究生分生基因調(diào)控第3頁(yè)基因表示（geneexpression）

是指基因所貯存遺傳信息經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄（transcription）和翻譯（translation）產(chǎn)生含有生物功效多肽和蛋白質(zhì)過(guò)程

研究生分生基因調(diào)控第4頁(yè)第一節(jié) 基因表示過(guò)程和特點(diǎn)

一、基因轉(zhuǎn)錄—RNA合成

二、蛋白質(zhì)生物合成—翻譯研究生分生基因調(diào)控第5頁(yè)復(fù)制和轉(zhuǎn)錄區(qū)分模板原料酶產(chǎn)物配對(duì)兩股鏈均復(fù)制模板鏈轉(zhuǎn)錄dNTPNTPDNA聚合酶RNA聚合酶子代雙鏈DNAmRNA,tRNA,rRNAA-T,G-CA-U,T-A,G-C復(fù)制轉(zhuǎn)錄研究生分生基因調(diào)控第6頁(yè)復(fù)制和轉(zhuǎn)錄比較

多核苷酸鏈合成方向都是5’—3’

在3’-OH末端與加入核苷酸形成磷酸二酯鍵不一樣點(diǎn)類(lèi)似點(diǎn)

對(duì)于一個(gè)基因組來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在一部分基因，而且每個(gè)基因轉(zhuǎn)錄都受到相對(duì)獨(dú)立控制

轉(zhuǎn)錄是不對(duì)稱(chēng)

轉(zhuǎn)錄時(shí)不需要引物

RNA鏈合成是連續(xù)研究生分生基因調(diào)控第7頁(yè)

●

定義轉(zhuǎn)錄是以DNA為模板合成RNA過(guò)程mRNA、tRNA、rRNA、小分子RNA●

轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物一、基因轉(zhuǎn)錄研究生分生基因調(diào)控第8頁(yè)

1.

轉(zhuǎn)錄體系●

原核細(xì)胞全酶（holoenzyme）α2ββ'σ●真核細(xì)胞RNA聚合酶IRNA聚合酶IIRNA聚合酶III

模板DNA

原料ATP、CTP、GTP、UTP

RNA聚合酶（一）基因轉(zhuǎn)錄基本方式研究生分生基因調(diào)控第9頁(yè)結(jié)構(gòu)基因模板鏈，反意義鏈，Waston鏈編碼鏈，有意義鏈，Crick鏈5’3’3’5’RNA合成中DNA模板研究生分生基因調(diào)控第10頁(yè)Transcription5’GATCTGACTGACATAGACATAGAT3’

coding(=non-template)strand3’CTAGACTGACTGTATCTGTATCTA5’

templatestrand

5’GAUCUGACUGACAUAGACAUAGAU3’mRNA

研究生分生基因調(diào)控第11頁(yè)E.coliRNA聚合酶全酶(holoenzyme)結(jié)構(gòu)β’βαασ決定被轉(zhuǎn)錄基因識(shí)別轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)結(jié)合DNA模板與轉(zhuǎn)錄全過(guò)程相關(guān)β’βαα關(guān)鍵酶研究生分生基因調(diào)控第12頁(yè)RNA-polI核仁45S-rRNA不敏感RNA-polII核質(zhì)hnRNA低濃度敏感RNA-polIII核質(zhì)5S-rRNA,tRNA,snRNA

高濃度敏感MtRNA-pol線(xiàn)粒體線(xiàn)粒體RNAs不敏感真核生物RNA聚合酶種類(lèi)細(xì)胞內(nèi)定位轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物對(duì)抑制劑鵝膏蕈堿反應(yīng)研究生分生基因調(diào)控第13頁(yè)(二)轉(zhuǎn)錄過(guò)程

1.起始●原核細(xì)胞RNA聚合酶與開(kāi)啟子相互作用●真核細(xì)胞RNA聚合酶、反式作用因子與順式元件相互作用——拼板理論研究生分生基因調(diào)控第14頁(yè)DNA原核生物開(kāi)啟子5’3’3’5’TTGACATATAAT10bp15bpStartoftranscriptionPribnowboxRNApolymerase-35區(qū)-10區(qū)+1研究生分生基因調(diào)控第15頁(yè)DNA5’3’3’5’真核生物開(kāi)啟子StartoftranscriptionTATA10bpTATAboxHognessboxCCAATGCGCCAATboxGCbox-70區(qū)-25區(qū)+1RNApolymerase研究生分生基因調(diào)控第16頁(yè)2.延伸關(guān)鍵酶催化

磷酸化RNA聚合酶催化，核小體解聚●原核細(xì)胞●真核細(xì)胞研究生分生基因調(diào)控第17頁(yè)3.終止●原核細(xì)胞●真核細(xì)胞結(jié)合富含CRNA區(qū)段，發(fā)揮ATP酶及解螺旋酶活性轉(zhuǎn)錄終止修飾點(diǎn)處切離并加尾依賴(lài)ρ因子不依賴(lài)ρ因子RNA3‘端形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)研究生分生基因調(diào)控第18頁(yè)RNA-pol5’3′ρDNARNApolyCρ因子和RNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物結(jié)合RNA聚合酶構(gòu)象改變引發(fā)轉(zhuǎn)錄終止研究生分生基因調(diào)控第19頁(yè)（三）轉(zhuǎn)錄后加工●原核細(xì)胞●真核細(xì)胞tRNA和rRNA需加工，mRNA不需加工tRNA、rRNA和mRNA均需加工1.原核細(xì)胞和真核細(xì)胞差異研究生分生基因調(diào)控第20頁(yè)2.真核生物mRNA轉(zhuǎn)錄后加工●

5'端加帽轉(zhuǎn)錄未終止時(shí)加入m7G5'ppp，與穩(wěn)定mRNA及翻譯起始相關(guān)5’pppG…5’pG…ppi5’GpppG…pppGpi甲基化酶mGpppG…磷酸酶CH3研究生分生基因調(diào)控第21頁(yè)核酸酶poly(A)3’-OH引入100-200bpA真核基因3’端AATAA切除3’尾10—25堿基

●3'端加尾加尾信號(hào)處切離,并加poly(A)，與穩(wěn)定mRNA及翻譯效率相關(guān)研究生分生基因調(diào)控第22頁(yè)

●剪接（splicing）

由小分子細(xì)胞核內(nèi)核蛋白顆粒（snRNP）去除核不均一RNA（hnRNA）中內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄序列研究生分生基因調(diào)控第23頁(yè)

經(jīng)過(guò)不一樣剪接方式選擇性使用外顯子，合成功效不一樣而結(jié)構(gòu)只有微小差異蛋白質(zhì)選擇性剪接研究生分生基因調(diào)控第24頁(yè)

●RNA編輯（RNAediting）

RNA編輯是對(duì)mRNA前體序列進(jìn)行改編，在mRNA前體分子堿基序列中C被U取代，A被G取代，使成熟mRNA序列與基因組DNA序列不一樣研究生分生基因調(diào)控第25頁(yè)成熟mRNA＋蛋白質(zhì)→細(xì)胞核→細(xì)胞質(zhì)3.真核生物成熟mRNA運(yùn)輸信使核糖核蛋白顆粒(mRNP)研究生分生基因調(diào)控第26頁(yè)二、蛋白質(zhì)生物合成——翻譯

以特定核苷酸序列mRNA為模板，合成對(duì)應(yīng)氨基酸序列多肽鏈，即將帶有遺傳信息核苷酸次序轉(zhuǎn)換為氨基酸次序過(guò)程組成蛋白質(zhì)氨基酸由其特定tRNA攜帶和轉(zhuǎn)運(yùn)，在核蛋白體上按照模板mRNA所提供編碼信息合成含有特定序列多肽鏈研究生分生基因調(diào)控第27頁(yè)

(一)翻譯體系(二)翻譯基本過(guò)程(三)肽鏈翻譯后加工修飾(四)蛋白質(zhì)分揀與轉(zhuǎn)運(yùn)

研究生分生基因調(diào)控第28頁(yè)(一)翻譯體系

●模板

mRNA●氨基酸運(yùn)輸

tRNA●肽鏈合成場(chǎng)所

核糖體（rRNA+蛋白質(zhì)）●蛋白質(zhì)因子

起始、延長(zhǎng)、終止因子●原料

20種有遺傳密碼氨基酸研究生分生基因調(diào)控第29頁(yè)

●

模板

mRNA

mRNA是翻譯直接模板

mRNA壽命普通較短

編碼單個(gè)蛋白或多個(gè)蛋白

mRNA含有方向性，從5‘端到3’端。對(duì)應(yīng)肽鏈從氨基端到羧基端

3個(gè)核苷酸組成1個(gè)密碼子，指令氨基酸研究生分生基因調(diào)控第30頁(yè)●

連續(xù)性●簡(jiǎn)并性●

通用性●

擺動(dòng)性●

方向性密碼子特點(diǎn)遺傳密碼表研究生分生基因調(diào)控第31頁(yè)由氨基酰-tRNA合成酶催化與氨基酸連接●

氨基酸運(yùn)輸

tRNAT

C環(huán)反密碼子氨基酸臂額外環(huán)(可變)DHU環(huán)含有絕對(duì)專(zhuān)一性和校正功效運(yùn)輸氨基酸研究生分生基因調(diào)控第32頁(yè)●肽鏈合成場(chǎng)所

核糖體（rRNA+蛋白質(zhì)）●原核細(xì)胞●真核細(xì)胞30S:16SrRNA和21種蛋白質(zhì)50S:5S、23SrRNA和34種蛋白質(zhì)）40S:18SrRNA和33種蛋白質(zhì)60S:5S、5.8S、28SrRNA和49種蛋白質(zhì)70S80S研究生分生基因調(diào)控第33頁(yè)

●蛋白質(zhì)因子

名稱(chēng)原核細(xì)胞真核細(xì)胞IF1,IF2,IF3eIFn(10余種)

延長(zhǎng)因子EFTu,EFTs,EFG

EF1(α,

β,γ),

EF2

釋放因子RF1,RF2,RF3eRF起始因子研究生分生基因調(diào)控第34頁(yè)●原料

20種有遺傳密碼氨基酸●原核細(xì)胞●真核細(xì)胞起始氨基酸為N-甲酰蛋氨酸（密碼子AUG、GUG、UUG）起始氨基酸為蛋氨酸（密碼子AUG）研究生分生基因調(diào)控第35頁(yè)氨基酸+ATP+tRNA氨基酰tRNA+AMP+PPi氨基酸活化與轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酰tRNA表示方法ala-tRNAalamet-tRNAemetarg-tRNAargmet-tRNAimet真核細(xì)胞起始用蛋氨酰tRNA真核細(xì)胞延伸用蛋氨酰tRNAfmet-tRNAimet

原核細(xì)胞延伸用甲酰蛋氨酰tRNA研究生分生基因調(diào)控第36頁(yè)一個(gè)氨基酸可由2-6種tRNA特異地運(yùn)載tRNA總數(shù)（40-50）大于氨基酸數(shù)目氨基酰tRNA合成酶含有高度特異性（副密碼子）氨基酰tRNA合成酶含有校讀活性真核生物攜帶蛋氨酸t(yī)RNA有兩種，分別為tRNAimet和tRNAemet原核生物AUG只能識(shí)別甲?；鞍彼岚被峄罨c轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)研究生分生基因調(diào)控第37頁(yè)（二）翻譯基本過(guò)程1.起始

形成翻譯起始復(fù)合物2.延長(zhǎng)

指每加一個(gè)氨基酸經(jīng)過(guò)進(jìn)位、成肽和轉(zhuǎn)位3.終止

●原核細(xì)胞RF1,RF2識(shí)別終止密碼，RF3激活轉(zhuǎn)肽酶釋放肽鏈

●真核細(xì)胞eRF同時(shí)含有上述功效研究生分生基因調(diào)控第38頁(yè)大小亞基拆分mRNA與小亞基結(jié)合fmet-tRNA結(jié)合核糖體大亞基結(jié)合翻譯起始復(fù)合物形成過(guò)程1.起始研究生分生基因調(diào)控第39頁(yè)30S·mRNA·fMet·tRNAfmet·GTP·IF2IF3·IF1+mRNA70S核糖體+IF3+IF1

30S小亞基·IF3·IF1+50S大亞基fMettRNAfmet+GTP+IF2

fMet·tRNAfmet·IF2·GTP+50SIF2IF1IF3·GDP70S·mRNA·fMet·tRNAfmet70S起始復(fù)合物形成研究生分生基因調(diào)控第40頁(yè)特異起始tRNA2.mRNA有5’端帽子結(jié)構(gòu)和3’尾巴。2種帽子結(jié)合蛋白（CBP）參加mRNA與核蛋白體小亞基結(jié)合3.起始階段,eIF2與met-tRNA及GTP結(jié)合形成復(fù)合物，eIF2是翻譯所必須因子真核生物翻譯起始研究生分生基因調(diào)控第41頁(yè)40S·Met

·

tRNAimet·GTP80S核蛋白體+eIF3

40S小亞基·eIF3+60S大亞基Met·tRNAimet+GTP+eIF2

Met·tRNAfmet·eIF2·GTP80S·Met·tRNAfmet·mRNA80S起始復(fù)合物40S·mRNA·Met

·

tRNAimet·GTPeIF4C+mRNAeIF4A,4B,4E,4F+60SeIF2,3,4C,5eIF4D80S起始復(fù)合物形成研究生分生基因調(diào)控第42頁(yè)2.延長(zhǎng)進(jìn)位、成肽和轉(zhuǎn)位三個(gè)階段核糖體循環(huán)P位：給位或肽位DonorsiteorPeptidylsiteA位：受位或氨基酰位AcceptorsiteorAminoacylsite進(jìn)位成肽轉(zhuǎn)位核糖體小亞基PAmRNAAUGUUAGGUCCCAACAGCAUCUAC核糖體大亞基tRNAAAUtRNA蛋亮PAmRNAAUGUUCGGUCCCAACAGCAUCUACAAG蛋亮PAmRNAAUGUUCGGUCCCAACAGCAUCAAG亮蛋研究生分生基因調(diào)控第43頁(yè)3.終止釋放因子（RF）識(shí)別終止密碼RF3激活轉(zhuǎn)肽酶，催化P位上肽與tRNA解離在釋放因子（RR）作用下，tRNA，mRNA和RF從核糖體上解離，在IF作用下核糖體本身分解為大小亞基。研究生分生基因調(diào)控第44頁(yè)（三）肽鏈翻譯后加工修飾

1.一級(jí)結(jié)構(gòu)修飾●

去掉N-甲?；?、N-蛋氨酸或N端序列

●

個(gè)別氨基酸修飾（羥化、磷酸化、形成-S-S-等）●

多蛋白（polyprotein）水解修飾研究生分生基因調(diào)控第45頁(yè)2.空間結(jié)構(gòu)修飾●

折疊整天然構(gòu)象

分子伴侶（molecularchaperon）幫助新生多肽鏈折疊成高級(jí)結(jié)構(gòu)一類(lèi)蛋白質(zhì)

●

亞基聚合

●

輔基結(jié)合（如糖基化等）研究生分生基因調(diào)控第46頁(yè)(四)蛋白質(zhì)分揀與轉(zhuǎn)運(yùn)

1.分揀（sorting）分揀信號(hào)蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)或高級(jí)結(jié)構(gòu)中存在被分配到目標(biāo)地信息●細(xì)胞核：

核定位信號(hào)（富含堿性氨基酸）

●各種細(xì)胞器：

細(xì)胞器定位信號(hào)

●分泌至細(xì)胞外：信號(hào)肽（signalpeptide）堿性氨基酸＋疏水氨基酸＋剪切位點(diǎn)研究生分生基因調(diào)控第47頁(yè)●

翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)同時(shí)（如多數(shù)分泌性蛋白）●

翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)（如核DNA編碼線(xiàn)粒體蛋白）2.轉(zhuǎn)運(yùn)靶向運(yùn)輸分泌至胞外留在胞漿內(nèi)進(jìn)入核內(nèi)或其它細(xì)胞器穿過(guò)合成所在細(xì)胞到其它組織細(xì)胞去蛋白質(zhì)為分泌性蛋白研究生分生基因調(diào)控第48頁(yè)蛋白質(zhì)合成調(diào)整四環(huán)素類(lèi)，抑制原核氨基酰tRNA與核糖體結(jié)合氯霉素類(lèi)，阻斷延長(zhǎng)，原核鏈霉素類(lèi)，改變構(gòu)象，原核嘌呤霉素，競(jìng)爭(zhēng)抑制酪氨酰tRNA,原核真核放線(xiàn)菌酮，抑制轉(zhuǎn)肽酶，真核研究生分生基因調(diào)控第49頁(yè)抑制蛋白質(zhì)合成生物活性物質(zhì)白喉毒素(DT)：對(duì)EF2進(jìn)行修飾而失活干擾素(IF)：α-IF,β-IF,γ-IF誘導(dǎo)并激活一個(gè)蛋白激酶，使eIF2磷酸化而失活,使病毒蛋白合成受到抑制；另外，還可誘導(dǎo)產(chǎn)生一個(gè)RNA內(nèi)切酶，破壞病毒RNA研究生分生基因調(diào)控第50頁(yè)第二節(jié)環(huán)境對(duì)基因表示影響

一、外環(huán)境原因?qū)虮硎居绊懚?、基因表示時(shí)空調(diào)控三、基因表示調(diào)控基本原理

研究生分生基因調(diào)控第51頁(yè)一、外環(huán)境原因?qū)虮硎居绊?/p>

●原核生物基因表示

●

環(huán)境壓力形成了特殊表示方式

●該表示方式對(duì)環(huán)境有高度適應(yīng)性應(yīng)變能力

研究生分生基因調(diào)控第52頁(yè)大腸桿菌能夠利用許多糖作為碳源，葡萄糖、乳糖、果糖等等但大腸桿菌優(yōu)先利用葡萄糖。當(dāng)環(huán)境中葡萄糖缺乏時(shí)，開(kāi)始利用乳糖或其它糖。

1960年，法國(guó)科學(xué)家Jacob-Monod提出操縱元模型——乳糖操縱元（LactoseOperon)研究生分生基因調(diào)控第53頁(yè)●乳糖操縱子

●組成結(jié)構(gòu)基因（z、y、a）調(diào)控元件（開(kāi)啟子，操縱基因）●調(diào)控方式葡萄糖充分時(shí)，阻遏物與操縱基因結(jié)合,妨礙RNA聚合酶對(duì)下游三個(gè)結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄。

葡萄糖不足時(shí)，利用乳糖去阻遏物,允許RNA聚合酶對(duì)下游三個(gè)結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄。研究生分生基因調(diào)控第54頁(yè)大腸桿菌乳糖操縱子(lacoperon)調(diào)整研究生分生基因調(diào)控第55頁(yè)●真核生物基因表示

●

外環(huán)境比原核生物優(yōu)越●

主要受內(nèi)環(huán)境改變影響

(有些細(xì)胞基因表示也會(huì)受到環(huán)境改變影響)研究生分生基因調(diào)控第56頁(yè)二、基因表示時(shí)空調(diào)控●調(diào)控對(duì)象可調(diào)整基因（regulatedgene），是特定時(shí)空條件下特異性表示基因●調(diào)控特點(diǎn)階段特異性（時(shí)間特異性）組織特異性（空間特異性）●生物學(xué)意義分化與發(fā)育適應(yīng)環(huán)境研究生分生基因調(diào)控第57頁(yè)①多細(xì)胞生物不一樣組織細(xì)胞中基因組是相同不一樣細(xì)胞表示不一樣基因同一細(xì)胞不一樣發(fā)育階段，表示不一樣基因同一個(gè)細(xì)胞中不一樣基因表示水平不一樣

豐富mRNA(高豐度)稀少mRNA(低豐度)基因差異表示特征基因差異表示是多細(xì)胞生物進(jìn)化結(jié)果,是細(xì)胞活動(dòng)分工基礎(chǔ)研究生分生基因調(diào)控第58頁(yè)三、基因表示調(diào)控基本原理●基因表示調(diào)控步驟基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白質(zhì)合成調(diào)控研究生分生基因調(diào)控第59頁(yè)DNA元件原核生物：開(kāi)啟序列、操縱序列

真核生物：開(kāi)啟子、增強(qiáng)子、抑制子

順式作用元件特異DNA序列●

基因表示調(diào)控原因蛋白分子真核生物：轉(zhuǎn)錄因子

原核生物：RNA聚合酶特異因子、阻遏蛋白、激活蛋白轉(zhuǎn)錄因子反式作用因子基本轉(zhuǎn)錄因子增強(qiáng)子結(jié)合因子抑制子結(jié)合因子研究生分生基因調(diào)控第60頁(yè)第三節(jié)原核生物基因表示調(diào)控

●

特點(diǎn)

轉(zhuǎn)錄與翻譯緊密偶聯(lián)操縱子是主要調(diào)整機(jī)制多順?lè)醋觤RNA阻遏蛋白介導(dǎo)負(fù)性調(diào)整為主轉(zhuǎn)錄起始是調(diào)整關(guān)鍵研究生分生基因調(diào)控第61頁(yè)調(diào)整層次

●轉(zhuǎn)錄水平調(diào)整●

起始調(diào)整是關(guān)鍵●

依靠操縱子(operon)與阻遏蛋白(負(fù))、激活蛋白(正)相互作用研究生分生基因調(diào)控第62頁(yè)阻遏蛋白對(duì)大腸桿菌乳糖操縱子負(fù)調(diào)整研究生分生基因調(diào)控第63頁(yè)激活蛋白對(duì)阿拉伯糖開(kāi)啟子正調(diào)整

無(wú)阿拉伯糖時(shí)，AraC同二聚體與O2和I1結(jié)合，BAD基因不發(fā)生轉(zhuǎn)錄有阿拉伯糖時(shí)，AraC用另一個(gè)方式形成二聚體與I1和I2結(jié)合，從而激活BAD基因轉(zhuǎn)錄研究生分生基因調(diào)控第64頁(yè)●轉(zhuǎn)錄終止調(diào)整

色氨酸操縱子trpoperon依賴(lài)ρ因子或者依賴(lài)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物3’端發(fā)夾結(jié)構(gòu)，使轉(zhuǎn)錄過(guò)早終止，稱(chēng)為衰減（attenuation）研究生分生基因調(diào)控第65頁(yè)有色氨酸時(shí)，轉(zhuǎn)錄過(guò)早終止，只生成先導(dǎo)mRNA色氨酸操縱子（trpoperon）表示衰減缺色氨酸時(shí)，轉(zhuǎn)錄完全，生成全長(zhǎng)mRNA研究生分生基因調(diào)控第66頁(yè)●翻譯調(diào)整

●

稀有密碼子對(duì)翻譯影響

主要影響翻譯速度

mRNA5′端或3′端形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，可預(yù)防被外切酶水解，延長(zhǎng)其壽命●

翻譯阻遏反義RNA（antisenseRNA）妨礙核糖體與靶mRNA結(jié)合●

mRNA穩(wěn)定性對(duì)翻譯影響

調(diào)整蛋白競(jìng)爭(zhēng)mRNA核糖體結(jié)合位點(diǎn)研究生分生基因調(diào)控第67頁(yè)RegulationofGeneExpressioninEukaryotes第四節(jié)真核基因表示調(diào)控研究生分生基因調(diào)控第68頁(yè)1970年，猿猴病毒40(simianvirus40,SV40）生命周期被確定為早、晚兩個(gè)階段，使它們成為基因表示調(diào)控經(jīng)典模型。1975年D.Pribonow發(fā)覺(jué)T7開(kāi)啟子序列。1982年C.Benoist和P.Chambon揭示了SV40早期開(kāi)啟子序列。1983年，W.S.Dynan和R.Tjian分離、判定了真核轉(zhuǎn)錄因子AP1。1986年，J.Clarke和Chambon兩個(gè)試驗(yàn)室同時(shí)匯報(bào)了SV40增強(qiáng)子多功效元件組成。1990年代，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)-基因轉(zhuǎn)錄偶聯(lián)機(jī)制成為熱點(diǎn)課題。研究生分生基因調(diào)控第69頁(yè)研究生分生基因調(diào)控第70頁(yè)研究生分生基因調(diào)控第71頁(yè)I.真核基因表示調(diào)控特征FeaturesofEukaryoticGeneRegulation研究生分生基因調(diào)控第72頁(yè)一、順式作用元件是決定真核基因

轉(zhuǎn)錄活性關(guān)鍵原因之一exon1intron1exonnintronn上游下游轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)增強(qiáng)子緘默子開(kāi)啟子TATA盒GC盒CAAT盒增強(qiáng)子研究生分生基因調(diào)控第73頁(yè)（一）開(kāi)啟子是RNA聚合酶結(jié)合并開(kāi)啟

基因轉(zhuǎn)錄特異DNA序列真核基因開(kāi)啟子指是RNA聚合酶（RNApolymerase，RNAPol）識(shí)別、結(jié)合基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)中開(kāi)啟基因轉(zhuǎn)錄一段特異DNA序列，包含一組轉(zhuǎn)錄調(diào)控功效組件，其中每一個(gè)功效組件DNA序列約7~20bp。研究生分生基因調(diào)控第74頁(yè)TATA盒CAAT盒GC盒

增強(qiáng)子

順式作用元件結(jié)構(gòu)基因-GCGC---CAAT---TATA轉(zhuǎn)錄起始真核生物開(kāi)啟子保守序列研究生分生基因調(diào)控第75頁(yè)1.近起始點(diǎn)TATA盒/起始子及CpG島是真核生物開(kāi)啟子關(guān)鍵序列真核細(xì)胞開(kāi)啟子是包含轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)（transcriptioninitiationsite或transcriptionstartsite）在內(nèi)、有通用轉(zhuǎn)錄因子及RNA聚合酶組裝、結(jié)合一段DNA序列。經(jīng)典開(kāi)啟子關(guān)鍵序列（coresequences）是在轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游25~35bp處，有一保守TATA序列，被稱(chēng)為T(mén)ATA盒（TATAbox），真核細(xì)胞TATA盒多為T(mén)ATAAAA序列。TATA盒與原核細(xì)胞開(kāi)啟子一樣，對(duì)RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)起定位作用。研究生分生基因調(diào)控第76頁(yè)一些真核細(xì)胞基因含有另一個(gè)開(kāi)啟子元件，稱(chēng)為起始子(initiator,Inr)，決定開(kāi)啟子強(qiáng)度。起始子共有序列為：（5

）Y-Y-A+1-N-T/A-Y-Y-Y（3）；Y代表胞嘧啶C或胸腺嘧啶T，N代表任意堿基，T/A代表T或A。研究生分生基因調(diào)控第77頁(yè)有一些編碼蛋白質(zhì)基因轉(zhuǎn)錄可有多個(gè)起始點(diǎn)，可產(chǎn)生含不一樣5末端mRNA。它們不含TATA盒或起始子，多在起始位點(diǎn)上游約100bp內(nèi)含有2050個(gè)核苷酸CG序列，被稱(chēng)做CpG島（CpGisland）。這些基因大多為低轉(zhuǎn)錄基因，編碼中間代謝酶管家基因。研究生分生基因調(diào)控第78頁(yè)

2.開(kāi)啟子中上游元件幫助真核基因調(diào)整GC盒(GCbox)(GGGCGG)CAAT盒(CAATbox)(GCCAAT)開(kāi)啟子上游元件（promoter-proximalelements,或upstreampromoterelements）是一些位于TATA盒上游DNA序列，與調(diào)整蛋白結(jié)合，調(diào)整通用轉(zhuǎn)錄因子與TATA盒結(jié)合、RNA聚合酶與開(kāi)啟子結(jié)合，以及轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物形成，從而決定基因轉(zhuǎn)錄效率與專(zhuān)一性。常見(jiàn)序列是：研究生分生基因調(diào)控第79頁(yè)(二）增強(qiáng)子決定基因時(shí)空特異性表示增強(qiáng)子（enhancer）是能夠結(jié)合特異基因調(diào)整蛋白，促進(jìn)鄰近或遠(yuǎn)隔特定基因表示DNA序列；在酵母中，被稱(chēng)為上游活化序列（upstreamactivatorsequences,UASs）。增強(qiáng)子作用通常與其所處位置和方向無(wú)關(guān)。研究生分生基因調(diào)控第80頁(yè)增強(qiáng)子距轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)距離改變很大，從100nt到50,000nt，甚至更大。但總是作用于最近開(kāi)啟子。增強(qiáng)子所處位置在所調(diào)控基因上游或下游，但主要位于上游。下游內(nèi)含子當(dāng)中，乃至下游最終外顯子以外序列也可含有增強(qiáng)子。很多哺乳動(dòng)物基因受一個(gè)以上增強(qiáng)子調(diào)控。研究生分生基因調(diào)控第81頁(yè)（三）緘默子阻遏基因轉(zhuǎn)錄緘默子(silencer)是指一些真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)中抑制或阻遏基因轉(zhuǎn)錄一段（數(shù)百bp）DNA序列。緘默序列促進(jìn)局部DNA染色質(zhì)形成致密結(jié)構(gòu)，從而阻止轉(zhuǎn)錄激活因子結(jié)合DNA，是基因轉(zhuǎn)錄負(fù)性調(diào)整原因。研究生分生基因調(diào)控第82頁(yè)二、反式作用因子和順式作用蛋白

是真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)整蛋白在真核細(xì)胞核中，有許多蛋白質(zhì)能夠幫助RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄RNA。這類(lèi)蛋白質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄因子（transcriptionfactors，TF）或轉(zhuǎn)錄調(diào)整蛋白（transcriptionregulatoryprotein）。以反式作用方式調(diào)整基因轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄因子稱(chēng)為反式作用因子（trans-actingfactor），以順式作用方式調(diào)整基因轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄因子稱(chēng)為順式作用蛋白（cis-actingprotein）。研究生分生基因調(diào)控第83頁(yè)cDNAaDNA反式調(diào)整C順式調(diào)整mRNAC蛋白質(zhì)CBA

mRNA蛋白質(zhì)AA研究生分生基因調(diào)控第84頁(yè)（一）PolⅡ轉(zhuǎn)錄需要基本轉(zhuǎn)錄因子和特異轉(zhuǎn)錄因子

*基本轉(zhuǎn)錄因子(generaltranscriptionfactors)是RNA聚合酶結(jié)合開(kāi)啟子所必需一組蛋白因子，決定三種RNA(mRNA、tRNA及rRNA)轉(zhuǎn)錄類(lèi)別。研究生分生基因調(diào)控第85頁(yè)*特異轉(zhuǎn)錄因子(specialtranscriptionfactors)為個(gè)別基因轉(zhuǎn)錄所必需，決定該基因時(shí)間、空間特異性表示。轉(zhuǎn)錄激活因子轉(zhuǎn)錄抑制因子研究生分生基因調(diào)控第86頁(yè)

轉(zhuǎn)錄調(diào)整因子結(jié)構(gòu)DNA結(jié)合域轉(zhuǎn)錄激活域TF蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)結(jié)合域（二聚化結(jié)構(gòu)域）谷氨酰胺富含域酸性激活域脯氨酸富含域研究生分生基因調(diào)控第87頁(yè)（二）轉(zhuǎn)錄因子含有不一樣DNA結(jié)合域螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋是轉(zhuǎn)錄因子中常見(jiàn)DNA結(jié)合域同源異型域結(jié)構(gòu)與HTH結(jié)構(gòu)域類(lèi)似鋅指結(jié)構(gòu)是一類(lèi)含鋅離子轉(zhuǎn)錄因子DNA結(jié)合域亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)域既可介導(dǎo)結(jié)合DNA又可介導(dǎo)蛋白質(zhì)二聚體化堿性螺旋-環(huán)-螺旋結(jié)構(gòu)域也可同時(shí)介導(dǎo)結(jié)合DNA和蛋白質(zhì)二聚體化研究生分生基因調(diào)控第88頁(yè)螺旋-回折-螺旋（helix-turn-helix，HTH）同源異型域（homeodomain，HD）識(shí)別螺旋DNA大溝DNA小溝螺旋1N－端DNA大溝螺旋3研究生分生基因調(diào)控第89頁(yè)鋅指結(jié)構(gòu)是一類(lèi)含鋅DNA結(jié)合蛋白質(zhì)模體C2H2型鋅指（Zincfinger）研究生分生基因調(diào)控第90頁(yè)反向平行β片層DNA大溝α螺旋Zn2＋研究生分生基因調(diào)控第91頁(yè)亮氨酸拉鏈同時(shí)調(diào)整DNA結(jié)合與蛋白質(zhì)二聚體化LeuLeuLeuLeuLeuLeuLeuLeuDNA大溝DNA大溝亮氨酸拉鏈（leucinezipper）研究生分生基因調(diào)控第92頁(yè)堿性螺旋-環(huán)-螺旋結(jié)構(gòu)也可調(diào)整DNA結(jié)合及蛋白質(zhì)二聚體化堿性螺旋-環(huán)-螺旋（basichelix-loop-helix，bHLH）bHLH雙體DNA大溝螺旋螺旋環(huán)研究生分生基因調(diào)控第93頁(yè)（三）轉(zhuǎn)錄因子含有不一樣轉(zhuǎn)錄激活域富含谷氨酰胺轉(zhuǎn)錄激活域富含脯氨酸轉(zhuǎn)錄激活域酸性氨基酸轉(zhuǎn)錄激活域研究生分生基因調(diào)控第94頁(yè)三、正性調(diào)整占主導(dǎo)真核基因表示

調(diào)控機(jī)制愈加復(fù)雜*不一樣DNA元件組合可產(chǎn)生各種類(lèi)型轉(zhuǎn)錄調(diào)整方式；*各種轉(zhuǎn)錄因子又可結(jié)合相同或不一樣DNA元件；*轉(zhuǎn)錄因子與DNA元件結(jié)合后，對(duì)轉(zhuǎn)錄激活過(guò)程所產(chǎn)生效果各異，有正性調(diào)整或負(fù)性調(diào)整之分。研究生分生基因調(diào)控第95頁(yè)II.真核基因表示染色質(zhì)水平調(diào)控ChromosomalRegulationofEukaryoticGeneExpression研究生分生基因調(diào)控第96頁(yè)基因活化蛋白質(zhì)改變局部染色質(zhì)結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)（heterochromatin）是轉(zhuǎn)錄非活性。常染色質(zhì)（euchromatin）中轉(zhuǎn)錄活性區(qū)域?qū)怂崦该舾?，尤其是轉(zhuǎn)錄基因5’-側(cè)翼區(qū)1000nt以?xún)?nèi)是高敏感位點(diǎn)(hypersensitivesites)。很多高敏感位點(diǎn)是調(diào)整蛋白質(zhì)結(jié)合序列，而這些區(qū)域核小體相對(duì)缺乏也使得這些蛋白質(zhì)易于與之結(jié)合。轉(zhuǎn)錄活化染色質(zhì)與非活化染色質(zhì)在結(jié)構(gòu)上有很大不一樣。

研究生分生基因調(diào)控第97頁(yè)轉(zhuǎn)錄活化染色質(zhì)與非活化染色質(zhì)組蛋白共價(jià)修飾方式也不相同。核小體關(guān)鍵組蛋白（H2A，H2B，H3，H4）中賴(lài)氨酸殘基非可逆性甲基化，絲氨酸與蘇氨酸殘基磷酸化，乙?；约胺核鼗嗍寝D(zhuǎn)錄活性染色質(zhì)特點(diǎn)。真核細(xì)胞DNACpG序列（CpG島）中胞嘧啶被甲基化為5-甲基胞嘧啶是常見(jiàn)現(xiàn)象，但轉(zhuǎn)錄活性染色質(zhì)區(qū)域胞嘧啶被甲基化程度降低。研究生分生基因調(diào)控第98頁(yè)染色質(zhì)重塑（chromatinremodeling）基因活化蛋白質(zhì)能夠經(jīng)過(guò)改變基因開(kāi)啟子和調(diào)整序列區(qū)域染色質(zhì)結(jié)構(gòu)來(lái)促進(jìn)轉(zhuǎn)錄開(kāi)始。這種改變局部染色質(zhì)結(jié)構(gòu)過(guò)程被稱(chēng)為染色質(zhì)重塑

。最主要兩種方式：組蛋白共價(jià)修飾核小體重塑（nucleosomeremodeling）研究生分生基因調(diào)控第99頁(yè)染色質(zhì)重塑研究生分生基因調(diào)控第100頁(yè)組蛋白乙酰化位點(diǎn)：組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶（histoneacetyltransferases,HATs），也稱(chēng)組蛋白乙?；福╤istoneacetylase）主要作用于核小體關(guān)鍵組蛋白所富含賴(lài)氨酸殘基，降低整個(gè)核小體對(duì)DNA親和性。時(shí)間：基因活化蛋白質(zhì)結(jié)合在轉(zhuǎn)錄調(diào)整區(qū)域后。研究生分生基因調(diào)控第101頁(yè)作用：使染色質(zhì)進(jìn)入轉(zhuǎn)錄活性狀態(tài)；還可能促進(jìn)或預(yù)防與其它轉(zhuǎn)錄或調(diào)整相關(guān)蛋白相互作用。逆轉(zhuǎn)：組蛋白脫乙酰化酶(histonedeacetylase，HDAC)降低核小體乙?；谷旧|(zhì)恢復(fù)轉(zhuǎn)錄非活性狀態(tài)。研究生分生基因調(diào)控第102頁(yè)III.真核基因表示轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控TranscriptionalRegulationofEukaryoticGeneExpression研究生分生基因調(diào)控第103頁(yè)基因表示多級(jí)調(diào)控:基因激活轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄后加工mRNA降解蛋白質(zhì)降解等蛋白質(zhì)翻譯翻譯后加工修飾研究生分生基因調(diào)控第104頁(yè)基因轉(zhuǎn)錄激活調(diào)整基本要素:基因結(jié)構(gòu)、性質(zhì)細(xì)胞內(nèi)所存在轉(zhuǎn)錄調(diào)整蛋白生物個(gè)體或細(xì)胞所處內(nèi)、外環(huán)境研究生分生基因調(diào)控第105頁(yè)真核細(xì)胞基因開(kāi)關(guān)分子機(jī)制比原核復(fù)雜基本共同點(diǎn)：轉(zhuǎn)錄起始調(diào)整是關(guān)鍵點(diǎn)根本不一樣點(diǎn)：原核生物：開(kāi)啟子在缺乏轉(zhuǎn)錄因子情況下就含有天然活性真核生物：強(qiáng)力開(kāi)啟子在缺乏調(diào)整蛋白情況下往往沒(méi)有活性

研究生分生基因調(diào)控第106頁(yè)真核細(xì)胞基因及其調(diào)控區(qū)域受到染色質(zhì)結(jié)構(gòu)限制，轉(zhuǎn)錄活化與轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)域、轉(zhuǎn)錄區(qū)域內(nèi)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)很多改變相關(guān)；正性調(diào)整是主要形式。所以，在轉(zhuǎn)錄基本狀態(tài)受到制約情況下，使得每個(gè)真核細(xì)胞基因需要活化才能被轉(zhuǎn)錄；真核細(xì)胞有更大、更為復(fù)雜、種類(lèi)更多調(diào)整蛋白。單一開(kāi)啟子能夠被分散在DNA分子上、數(shù)量近乎無(wú)限調(diào)整序列所控制。真核細(xì)胞對(duì)基因表示起始調(diào)控最少在下面幾個(gè)方面與原核細(xì)胞存在不一樣：研究生分生基因調(diào)控第107頁(yè)一、轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控發(fā)生在轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物組裝過(guò)程①基因活化蛋白質(zhì)與增強(qiáng)子或UASs結(jié)合；②通用轉(zhuǎn)錄因子在開(kāi)啟子處組裝；③輔助激活子(coactivator)和/或中介子（medicator）在通用轉(zhuǎn)錄因子/RNA聚合酶II復(fù)合物與基因活化蛋白質(zhì)之間輔助和中介作用。RNA聚合酶II與開(kāi)啟子結(jié)合、開(kāi)啟轉(zhuǎn)錄需要很多蛋白質(zhì)因子協(xié)同作用。這通常包含：研究生分生基因調(diào)控第108頁(yè)基因活化蛋白質(zhì)與增強(qiáng)子結(jié)合后，經(jīng)過(guò)與全酶復(fù)合體中中介子相互反應(yīng)，使全酶復(fù)合體在空間上更靠近開(kāi)啟子并有效組裝。另外，多數(shù)全酶復(fù)合體中缺乏一些通用轉(zhuǎn)錄因子，如TFIID與TFIIA，它們需要在開(kāi)啟子處罰別組裝，最終形成穩(wěn)定轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物（transcriptioninitiationcomplex），開(kāi)啟轉(zhuǎn)錄。研究生分生基因調(diào)控第109頁(yè)TATA盒TFIIDRNA聚合酶II通用轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄方向中介子活化蛋白活化蛋白增強(qiáng)子增強(qiáng)子DNATFIIA研究生分生基因調(diào)控第110頁(yè)基因活化蛋白與增強(qiáng)子結(jié)合后怎樣影響到遠(yuǎn)距離RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)，有以下幾個(gè)模式：經(jīng)過(guò)扭曲作用使DNA鏈發(fā)生構(gòu)型改變，更適合于通用轉(zhuǎn)錄因子與RNA聚合酶結(jié)合,并經(jīng)過(guò)直接接觸或經(jīng)過(guò)輔活化子/中介子而影響通用轉(zhuǎn)錄因子和RNA聚合酶組裝。①扭曲（twisting）研究生分生基因調(diào)控第111頁(yè)沿DNA滑動(dòng)，直到接觸另一個(gè)特異DNA序列結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子，發(fā)揮作用。利用DNA分子柔曲性彎曲成環(huán)，使增強(qiáng)子區(qū)域與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)靠近，直接接觸或經(jīng)過(guò)輔活化子/中介子而發(fā)揮作用。②滑動(dòng)（sliding）③成環(huán)（looping）研究生分生基因調(diào)控第112頁(yè)固醇類(lèi)激素、甲狀腺激素、維甲酸類(lèi)激素等激素與細(xì)胞核內(nèi)特異性受體，即特異基因調(diào)整蛋白結(jié)合，形成激素-受體復(fù)合物結(jié)合到DNA特定基因調(diào)整序列——激素反應(yīng)元件(hormoneresponseelements,HREs)，再經(jīng)過(guò)與其它調(diào)整因子相互作用，活化或抑制相鄰基因表示。研究生分生基因調(diào)控第113頁(yè)幾個(gè)不一樣激素反應(yīng)元件受體共同結(jié)合序列*男性激素（Androgen）GG(A/T)ACAN2TGTTCT糖皮質(zhì)激素(Glucocorticoid)GGTACAN3TGTTCT維甲酸(Retinoicacid)AGGTCAN5AGGTCA維生素D(VitaminD)AGGTCAN3AGGTCA甲狀腺激素(Thyroidhormone)AGGTCAN3AGGTCA類(lèi)維生素A（RetinoidX＋）AGGTCANAGGTCANAGGTCANAGGTCA研究生分生基因調(diào)控第114頁(yè)（一）mRNA5′端加帽和3′端加尾修飾利于mRNA穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)運(yùn)除組蛋白外，全部真核細(xì)胞mRNA都有5

端“帽”和3

端Poly(A)尾結(jié)構(gòu)。5

端“帽”和3

端Poly(A)尾都有其特有作用。二、轉(zhuǎn)錄后調(diào)控包括修飾、剪接、

編輯、定向轉(zhuǎn)運(yùn)多個(gè)步驟研究生分生基因調(diào)控第115頁(yè)5

加帽作用在于：①有利于保護(hù)mRNA免于被核糖核酸酶降解；④5

帽結(jié)合蛋白復(fù)合體參加mRNA和核糖體結(jié)合來(lái)起始翻譯。③促進(jìn)mRNA從細(xì)胞核運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞漿；②幫助mRNA剪接。在剪接第一個(gè)外顯子時(shí)，剪接體形成需要帽結(jié)合蛋白參加；研究生分生基因調(diào)控第116頁(yè)poly(A)尾可結(jié)合一個(gè)或各種特殊蛋白，防止mRNA被酶降解，并在翻譯過(guò)程中含有主要作用。許多原核mRNA也含有Poly(A)尾，不過(guò)此尾功效是促進(jìn)mRNA降解，而不是保護(hù)mRNA免于被降解。poly(A)尾作用：研究生分生基因調(diào)控第117頁(yè)（二）可變性剪接可使初始轉(zhuǎn)錄本產(chǎn)生不一樣成熟mRNA許多初始轉(zhuǎn)錄本能夠經(jīng)過(guò)一個(gè)以上選擇性剪接（alternativeRNAsplicing）方式，去除不一樣內(nèi)含子而被加工形成不一樣mRNAs，因而形成不一樣多肽。研究生分生基因調(diào)控第118頁(yè)人視黃醛還原酶mRNA選擇性剪接mRNAPre-mRNA同種異型mRNA研究生分生基因調(diào)控第119頁(yè)初始轉(zhuǎn)錄本含有全部選擇性加工路徑所需要分子信號(hào)。一個(gè)細(xì)胞偏好何種選擇性加工路徑取決于加工因子——RNA結(jié)合蛋白特異性。負(fù)調(diào)整：抑制蛋白質(zhì)能夠經(jīng)過(guò)與原始轉(zhuǎn)錄本結(jié)合來(lái)預(yù)防剪接復(fù)合體切除內(nèi)含子序列。選擇性剪接能夠被正負(fù)調(diào)整分子調(diào)整：正調(diào)整：而不能正常剪接剪接復(fù)合體能夠在活化蛋白幫助下發(fā)揮剪接功效。研究生分生基因調(diào)控第120頁(yè)（三）編輯加工可增加mRNA分子信息內(nèi)涵一些mRNAs在翻譯前被編輯(editing)。結(jié)果：轉(zhuǎn)錄后編輯過(guò)程插入了4個(gè)U殘基，從而改變了轉(zhuǎn)錄本翻譯讀碼框。機(jī)制：尚不清楚。研究人員已經(jīng)發(fā)覺(jué)線(xiàn)粒體轉(zhuǎn)錄一類(lèi)特殊RNA分子，其3

端有一段poly(U),其5

端序列與mRNAs被編輯區(qū)域互補(bǔ)，被稱(chēng)為引導(dǎo)RNA（guideRNA）。引導(dǎo)RNA可能作為編輯過(guò)程模板，并將其3

端U轉(zhuǎn)移給被編輯mRNAs。研究生分生基因調(diào)控第121頁(yè)（四）調(diào)解成熟mRNA核外輸出也會(huì)影響基因表示現(xiàn)象：預(yù)計(jì)有1/5核內(nèi)成熟mRNAs能進(jìn)入細(xì)胞漿。留在核內(nèi)mRNAs約在1小時(shí)內(nèi)降解。mRNA經(jīng)過(guò)核膜過(guò)程是一個(gè)主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程，經(jīng)常需要借助于核輸出受體(nuclearexportreceptors)才可穿過(guò)9nm核孔通道。機(jī)制：調(diào)控RNA從核運(yùn)輸至細(xì)胞漿機(jī)制還不很清楚。研究生分生基因調(diào)控第122頁(yè)（五）一些mRNA定位于細(xì)胞質(zhì)特殊區(qū)域現(xiàn)象：一些mRNA分子攜帶有信息，能夠在翻譯開(kāi)始前自我導(dǎo)向定位于細(xì)胞內(nèi)特定位置。作用：在細(xì)胞特定部位集中產(chǎn)生所需要大量蛋白質(zhì)。研究生分生基因調(diào)控第123頁(yè)機(jī)制：導(dǎo)向信號(hào)存在于mRNA3

端非翻譯區(qū)（3

untranslatedregion,3

UTR）。mRNA被連接在附著于細(xì)胞骨架上動(dòng)力蛋白（motorproteins）上，利用其水解ATP所提供能量沿著骨架成份朝目標(biāo)方向移動(dòng)，最終在目標(biāo)地被錨蛋白（anchorproteins）固定。mRNA在細(xì)胞漿中隨機(jī)擴(kuò)散并被不停地降解，只有碰上錨蛋白才能得到保護(hù)。mRNA經(jīng)過(guò)在細(xì)胞漿中隨機(jī)擴(kuò)散，在其定位處被錨蛋白捕捉、固定。第二種情況第三種情況第一個(gè)情況研究生分生基因調(diào)控第124頁(yè)mRNA分子3種不一樣定位過(guò)程研究生分生基因調(diào)控第125頁(yè)（六）經(jīng)過(guò)改變mRNA分子穩(wěn)定性調(diào)控基因表示意義：降解路徑確保mRNA不在細(xì)胞中累積并防止合成過(guò)多蛋白質(zhì)。不一樣真核基因mRNA降解速率大不相同。暫時(shí)需要基因產(chǎn)物：半衰期可能僅為幾分鐘、甚至幾秒鐘。經(jīng)常需要基因產(chǎn)物：其mRNA可在多代細(xì)胞中穩(wěn)定存在。研究生分生基因調(diào)控第126頁(yè)真核細(xì)胞mRNA降解有兩種路徑，是由每種mRNA分子序列所決定。Poly(A)逐步短縮：最常見(jiàn)路徑mRNA分子一旦進(jìn)入細(xì)胞漿中，核酸外切酶會(huì)使Poly(A)末端逐步短縮，當(dāng)剩下約30個(gè)A時(shí)，5

端發(fā)生脫帽，mRNA分子被快速降解。一些mRNA分子3

UTR特殊序列有利于特殊蛋白質(zhì)結(jié)合，增加或降低Poly(A)短縮速度。研究生分生基因調(diào)控第127頁(yè)可將Poly(A)直接從mRNA分子上切除。這種切除也有賴(lài)于mRNA分子3

UTR特殊序列能夠被內(nèi)切酶識(shí)別。另一個(gè)路徑始于特殊內(nèi)切酶作用轉(zhuǎn)鐵蛋白受體(transferrinreceptor,TfR)mRNA分子3

UTR柄環(huán)（stem-loop）結(jié)構(gòu)——鐵反應(yīng)元件(iron-responseelement，IRE)。比如：研究生分生基因調(diào)控第128頁(yè)IRE-BP對(duì)轉(zhuǎn)鐵蛋白受體mRNA穩(wěn)定性調(diào)整低鐵狀態(tài)轉(zhuǎn)鐵蛋白受體mRNA5’編碼區(qū)活化IRE-BP3’Poly(A)n翻譯TfR蛋白IRE高鐵狀態(tài)轉(zhuǎn)鐵蛋白受體mRNA5’編碼區(qū)鐵失活I(lǐng)RE-BP3’Poly(A)nmRNA降解IRE研究生分生基因調(diào)控第129頁(yè)（七）mRNA分子細(xì)胞質(zhì)中添加Poly(A)控制蛋白翻譯在一些情況下，特殊Poly(A)尾端能夠在細(xì)胞漿得以延伸。例：正在成熟中卵母細(xì)胞與卵細(xì)胞一些存在于細(xì)胞漿mRNA分子3′末端只有10~30個(gè)腺苷酸（A），它們并不翻譯。在卵母細(xì)胞成熟和受精后一個(gè)特定時(shí)段，當(dāng)需要這些mRNA所編碼蛋白質(zhì)時(shí)，Poly(A)被添加到這些選定mRNA分子，大大促進(jìn)它們翻譯開(kāi)始。研究生分生基因調(diào)控第130頁(yè)（八）無(wú)義改變介導(dǎo)mRNA降解是真核mRNA監(jiān)視系統(tǒng)無(wú)義改變介導(dǎo)mRNA降解(Nonsense-mediatedmRNAdecay,NMD）當(dāng)在同一閱讀框架內(nèi)翻譯終止密碼子UAA、UAG或UGA提前出現(xiàn)在最終兩個(gè)外顯子交界處上游約50nt處時(shí)，mRNA被快速降解。這些錯(cuò)位終止密碼子被稱(chēng)為成熟前終止密碼子（prematureterminationcodons,PTC），能夠來(lái)自突變、重組、不完全或不正確剪接。研究生分生基因調(diào)控第131頁(yè)無(wú)義改變介導(dǎo)mRNA降解研究生分生基因調(diào)控第132頁(yè)意義：能夠使一些異常mRNA在被有效地翻譯成蛋白質(zhì)前得到去除，這個(gè)mRNA監(jiān)視系統(tǒng)能夠預(yù)防非正常截短蛋白質(zhì)合成。NMD在進(jìn)化過(guò)程中發(fā)揮了主要作用，使真核細(xì)胞更輕易探究因?yàn)镈NA重排、突變或不一樣剪接方式所形成新基因。免疫系統(tǒng)細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中也很主要，重排基因產(chǎn)生這類(lèi)mRNA被NMD系統(tǒng)快速降解，防止了截短蛋白質(zhì)細(xì)胞毒作用。研究生分生基因調(diào)控第133頁(yè)（九）RNA干涉是一個(gè)基因轉(zhuǎn)錄后緘默機(jī)制RNA干涉在高等真核生物中發(fā)覺(jué)有一類(lèi)小RNAs(smallRNAs)介導(dǎo)特殊基因緘默。這是因?yàn)檫@類(lèi)小RNAs與mRNAs（經(jīng)常是3

UTR）相互作用，造成mRNA降解或者翻譯抑制，使mRNA及其對(duì)應(yīng)基因無(wú)法表示而緘默（silence）?？刂谱钌僖恍┥矬w適時(shí)發(fā)育。它也是一個(gè)保護(hù)生物體免受RNA病毒侵襲和控制轉(zhuǎn)座子活性機(jī)制。意義：研究生分生基因調(diào)控第134頁(yè)700bp左右RNA前體配對(duì)堿基DICER20~25bpmiRNA5’RISC靶mRNA未配對(duì)區(qū)域靶