分子遺傳學(xué)真核基因表達(dá)調(diào)控Outline：真核基因表達(dá)調(diào)控的特點(diǎn)？原核基因表達(dá)調(diào)控的關(guān)鍵步驟是哪步？真核？真核細(xì)胞基因調(diào)控區(qū)的組成？順式作用元件與反式作用因子？增強(qiáng)子和沉默子？什么是轉(zhuǎn)錄因子？其功能結(jié)構(gòu)域包括哪些？轉(zhuǎn)錄后調(diào)控中真核細(xì)胞mRNA5’端加帽和3’加尾各有什么功能？翻譯調(diào)控的關(guān)鍵步驟是什么？原核生物與真核生物的區(qū)別：原核生物是沒(méi)有核膜包圍的細(xì)胞核，而真核生物有，這是最重要的區(qū)別；2.原核生物的細(xì)胞壁是由肽聚糖構(gòu)成，而真核生物的細(xì)胞壁是由纖維素或幾丁質(zhì)構(gòu)成3.原核生物是以二分裂形式進(jìn)行增殖，而真核生物幾乎都以有絲分裂方式進(jìn)行增殖；4.原核生物均為單細(xì)胞生物，而真核生物絕大多數(shù)是多細(xì)胞生物，極少數(shù)是單細(xì)胞生物；5.原核生物只有核糖體一種細(xì)胞器，而真核生物具有多種細(xì)胞器。

Regulationfeatures1.RNA-pol:3forms(I,II,andIII)fordifferentRNAs2.ChangesofchromosomalstructureHypersensitivesiteBasemodificationIsomer-conversionHistonechanges

3.Positiveregulation4.Transcriptionandtranslationareseparated5.Post-transcriptionalmodification6.RegulationthroughintercellularandintracellularsignalsSpecificityofgeneexpressionTemporalspecificity

時(shí)序特異性Spatialspecificity

空間特異性TranscriptioninitiationisakeypointofcontrollinggeneexpressionBothinProkaryoticSystems&EukaryotesSystems原核、真核基因表達(dá)調(diào)控中轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控對(duì)于決定大部分基因是否表達(dá)、表達(dá)水平均是最重要的。Section1ControlofTranscriptionInitiation轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控一、真核細(xì)胞基因調(diào)控區(qū)由啟動(dòng)子和調(diào)節(jié)DNA序列組成Somegenescontainsimplestructureswhichcanstart“switch”bysinglesignal.Otherwise,somegenescontaincomplicatedstructureswhichcanstart“switch”byvariouscis-actingelements&trans-actingelements.

StructuralfeaturesLargegenome（基因組）:3x109bps,35000genesMonocistron（單順?lè)醋樱㏑epeatedsequences（重復(fù)序列）:differentlengthsanddifferentfrequencies.OfteninvertedrepeatsSplitegenes（斷裂基因）:separatedbyintronsandexonsalternatively

Cis-actingelements順式作用元件TheyarespecificDNAsequences,eachofwhichregulatestranscriptionofoneormoregenes.真核細(xì)胞順式作用元件（cis-actingelements）包括啟動(dòng)子（promoter）、其他調(diào)控元件及特定的遠(yuǎn)隔序列。

§1近起始點(diǎn)的TATA盒/起始子及CpG島是真核生物啟動(dòng)子的核心序列TATAbox/initiator,InrSequence:TATAAAALocation:-25~-30bpFunction:ItisthebindingsiteforTFIID,whichisrequiredforRNApolymeraseIIbinding.Itcontrolstheveracityandfrequencyoftranscriptionalinitiation.RNA聚合酶II的結(jié)合位點(diǎn)，控制轉(zhuǎn)錄起始的精確性及效率TATAbox

一些真核細(xì)胞基因含有另一種啟動(dòng)子元件，稱為起始子（initiator,Inr）許多真核細(xì)胞基因同時(shí)具有TATA盒與起始子ConstitutiveexpressionHousekeepinggene，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20-50個(gè)核苷酸的CG序列，被稱作CpG島（CpGisland）

§2啟動(dòng)子中的上游元件協(xié)助真核基因調(diào)節(jié)Sequence:GCCAATLocation:~-70bpFunction:ItisthebindingsiteforCTF1(CAAT-bindingtranscriptionfactor)andC/EBP(enhancerbindingprotein).CAATbox

Sequence:

GGGCGGLocation:-30~-110bpFunction:ItisthebindingsiteforaproteincalledSp1.

GCbox

§3遠(yuǎn)距離增強(qiáng)子促進(jìn)RNA聚合酶II的轉(zhuǎn)錄ItisaDNAsequencethatcandeterminethetemporalandspatialspecificitiesofexpressionandincreasethepromoteractivity.

是能夠結(jié)合特異基因調(diào)節(jié)蛋白，促進(jìn)鄰近或遠(yuǎn)隔特定基因表達(dá)的DNA序列；在酵母中，被稱為上游活化序列（Upstreamactivatorsequences,UASs）。

Enhancer增強(qiáng)子

§4沉默子可抑制基因的轉(zhuǎn)錄Sequence:GCCAAT§1轉(zhuǎn)錄因子含有不同的DNA結(jié)合域五、一些RNA分子定位于細(xì)胞漿的特殊區(qū)域協(xié)助mRNA的剪接，在剪接第一個(gè)外顯子時(shí)，剪接體的形成需要帽結(jié)合蛋白的參與；順式作用元件與反式作用因子？什么是轉(zhuǎn)錄因子？其功能結(jié)構(gòu)域包括哪些？一個(gè)是閱讀DNA序列的結(jié)構(gòu)模體，稱DNA結(jié)合域（DNAbindingdomain）；一、翻譯起始因子的磷酸化調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成§3遠(yuǎn)距離增強(qiáng)子促進(jìn)RNA聚合酶II的轉(zhuǎn)錄什么是轉(zhuǎn)錄因子？其功能結(jié)構(gòu)域包括哪些？原核、真核基因表達(dá)調(diào)控中轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控對(duì)于決定大部分基因是否表達(dá)、表達(dá)水平均是最重要的。七、細(xì)胞漿poly(A)的添加可以調(diào)節(jié)蛋白翻譯五、一些RNA分子定位于細(xì)胞漿的特殊區(qū)域RNA-pol:3forms(I,II,andIII)fordifferentRNAsProtein-proteininteractiondomain

Itisanegativeregulationelement.Itwillrepressthetranscriptiononceinteractedwithspecificproteins.

有部分基因含有負(fù)性調(diào)節(jié)元件，當(dāng)結(jié)合特異轉(zhuǎn)錄因子時(shí)，對(duì)基因轉(zhuǎn)錄起阻遏作用Silencer沉默子二、轉(zhuǎn)錄因子是由不同的功能結(jié)構(gòu)域構(gòu)成的調(diào)節(jié)蛋白

轉(zhuǎn)錄因子（transcriptionfactors）也稱為轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子（transcriptionregulationfactors），或基因調(diào)節(jié)蛋白（generegulatoryproteins），是指在DNA轉(zhuǎn)錄RNA時(shí)，所需要的除RNA聚合酶以外的所有蛋白質(zhì)因子，這里與反式作用因子（trans-actingfactors）含義相同。

Trans-actingfactors反式作用因子Theyaretheproteinsthatbindindirectlytocis-actingelementsandthenregulatethetranscriptioninitiation.間接的連接順式作用元件來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控Thetrans-actingfactorscanbetranscriptionfactors(TF).

transcriptionfactorsGeneraltranscriptionfactors通用轉(zhuǎn)錄因子RNA聚合酶結(jié)合啟動(dòng)子所必須的一組蛋白質(zhì)因子，為各類(lèi)真核細(xì)胞所共有、通用，決定3種RNA轉(zhuǎn)錄的類(lèi)別

Specialtranscriptionfactors特異轉(zhuǎn)錄因子通過(guò)結(jié)合它的調(diào)節(jié)序列直接、或間接活化或阻遏特異基因的轉(zhuǎn)錄

EukaryoticSystemscodehundredsorthousandsofTF功能結(jié)構(gòu)域包含：一個(gè)是閱讀DNA序列的結(jié)構(gòu)模體，稱DNA結(jié)合域（DNAbindingdomain）；另一個(gè)為識(shí)別其他調(diào)節(jié)蛋白并與之反應(yīng)的激活域（activationdomain）蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用結(jié)構(gòu)域（protein-proteininteraction）Itisanegativeregulationelement.二、選擇性剪接可以使同一基因產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)有部分基因含有負(fù)性調(diào)節(jié)元件，當(dāng)結(jié)合特異轉(zhuǎn)錄因子時(shí)，對(duì)基因轉(zhuǎn)錄起阻遏作用Splitegenes（斷裂基因）:separatedbyintronsandexonsalternatively在酵母中，被稱為上游活化序列（Upstreamactivatorsequences,UASs）。促進(jìn)mRNA從細(xì)胞核運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞漿；一個(gè)是閱讀DNA序列的結(jié)構(gòu)模體，稱DNA結(jié)合域（DNAbindingdomain）；原核生物的細(xì)胞壁是由肽聚糖構(gòu)成，而真核生物的細(xì)胞壁是由纖維素或幾丁質(zhì)構(gòu)成TheyarespecificDNAsequences,eachofwhichregulatestranscriptionofoneormoregenes.Basemodification什么是轉(zhuǎn)錄因子？其功能結(jié)構(gòu)域包括哪些？原核生物只有核糖體一種細(xì)胞器，而真核生物具有多種細(xì)胞器。Isomer-conversion真核細(xì)胞順式作用元件（cis-actingelements）包括啟動(dòng)子（promoter）、其他調(diào)控元件及特定的遠(yuǎn)隔序列。八、無(wú)義變化介導(dǎo)的mRNA降解是真核細(xì)胞mRNA監(jiān)視系統(tǒng)九、RNA干涉可以使轉(zhuǎn)錄后的加工沉默Somegenescontainsimplestructureswhichcanstart“switch”bysinglesignal.RNA聚合酶結(jié)合啟動(dòng)子所必須的一組蛋白質(zhì)因子，為各類(lèi)真核細(xì)胞所共有、通用，決定3種RNA轉(zhuǎn)錄的類(lèi)別§2轉(zhuǎn)錄因子也有蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用區(qū)域四、RNA的核外轉(zhuǎn)運(yùn)可以被調(diào)控Location:-25~-30bp什么是轉(zhuǎn)錄因子？其功能結(jié)構(gòu)域包括哪些？BasemodificationSequence:GCCAAT八、無(wú)義變化介導(dǎo)的mRNA降解是真核細(xì)胞mRNA監(jiān)視系統(tǒng)§2轉(zhuǎn)錄因子也有蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用區(qū)域Isomer-conversion二、選擇性剪接可以使同一基因產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)RNA-pol:3forms(I,II,andIII)fordifferentRNAs真核細(xì)胞基因調(diào)控區(qū)的組成？

GeneralstructureofTFDNA-bindingdomainActivationdomainProtein-proteininteractiondomain

§1轉(zhuǎn)錄因子含有不同的DNA結(jié)合域

Helix-turn-helix螺旋-回折-螺旋識(shí)別螺旋DNA大溝結(jié)構(gòu)成分C末端N末端Section1ControlofTranscriptionInitiationPositiveregulation許多原核mRNA也含有poly(A)尾，但是此尾的功能是促進(jìn)mRNA被降解，而不是保護(hù)mRNA免于被降解。§3遠(yuǎn)距離增強(qiáng)子促進(jìn)RNA聚合酶II的轉(zhuǎn)錄協(xié)助mRNA的剪接，在剪接第一個(gè)外顯子時(shí)，剪接體的形成需要帽結(jié)合蛋白的參與；Itisanegativeregulationelement.一個(gè)是閱讀DNA序列的結(jié)構(gòu)模體，稱DNA結(jié)合域（DNAbindingdomain）；順式作用元件與反式作用因子？transcriptionfactors§1轉(zhuǎn)錄因子含有不同的DNA結(jié)合域除組蛋白外，所有真核細(xì)胞mRNA都有5’端的“帽”和3’端的poly(A)“尾”結(jié)構(gòu)。RegulationfeaturesSection1ControlofTranscriptionInitiationHelix-turn-helix通過(guò)結(jié)合它的調(diào)節(jié)序列直接、或間接活化或阻遏特異基因的轉(zhuǎn)錄

Helix-turn-helix132HTH識(shí)別作用DNA大溝Zincfinger鋅指結(jié)構(gòu)2+α-helixβ-折疊YeastactivatorproteinGCN4Leucinezipper亮氨酸拉鏈C端LeuLeuLeuLeuLeuLeuLeuLeuN端DNA大溝DNA大溝

Helix-loop-helixHumantranscriptionfactorMAX螺旋螺旋DNA大溝環(huán)C端N端

§2轉(zhuǎn)錄因子也有蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用區(qū)域

真核細(xì)胞中較為常見(jiàn)的3種：富含谷氨酰胺激活結(jié)構(gòu)域；富含脯氨酸激活結(jié)構(gòu)域；酸性氨基酸激活結(jié)構(gòu)域一、真核細(xì)胞m