《分子生物学》课程PPT教学课件（讲义）lect5 真核生物基因表达调节的特点

真核生物基因表达调节的特点 个体发育复杂 多层次 无衰减子 受环境影响较小

真核生物基因表达调节的特点 •个体发育复杂 •多层次 •无衰减子 •受环境影响较小

真核生物基因表达调节的两种方式 短期调节( short- term regulation,瞬时调 控或可逆性调控)它相当于原核细胞对环 境条件变化所做出的反应,包括某种底 物或激素水平升降时,或细胞周期不同 阶段中酶活性的调节 长期调节( long-term regulatiion,发育调 控或不可逆调控),是真核基因调控的精 髓部分,它决定了真核细胞生长、分化、 发育的全部进程

真核生物基因表达调节的两种方式 • 短期调节(short- term regulation，瞬时调 控或可逆性调控)它相当于原核细胞对环 境条件变化所做出的反应，包括某种底 物或激素水平升降时，或细胞周期不同 阶段中酶活性的调节 • 长期调节(long-term regulatiion，发育调 控或不可逆调控)，是真核基因调控的精 髓部分，它决定了真核细胞生长、分化、 发育的全部进程

真核生物基因表达多层次的调控 ·染色体水平的调控 染色体丢失 染色体的扩增 染色体的重排 ·染色质水平调控 异染色质化 组蛋白的影响 ·DNA水平的调控 DNA的甲基化与去甲基化 转录水平的调控 转录起始和加工的调节 翻译的调控 细胞周期的调控

真核生物基因表达多层次的调控 • 染色体水平的调控 – 染色体丢失 – 染色体的扩增 – 染色体的重排 • 染色质水平调控 – 异染色质化 – 组蛋白的影响 • DNA水平的调控 – DNA的甲基化与去甲基化 • 转录水平的调控 – 转录起始和加工的调节 • 翻译的调控 • 细胞周期的调控

转录水平的调控 真核基因调控主要也是在转录水平上进行的受大量 特定的顺式作用元件cis- Icting element和反式作用 因子( transacting factor又称跨域作用因子)的调控, 真核生物的转录调控大多数是通过顺式作用元件和 反式作用因子复杂的相互作用来实现的 真核生物启动子和增强子是由若干DNA序列元件组 成的,由于它们常与特定的功能基因连锁在一起,因 此被称为顺式作用元件。这些序列组成基因转录的调 控区,影响基因的表达。在转录调控过程中,除了需 要调控区外,还需要反式作用因子

转录水平的调控 真核基因调控主要也是在转录水平上进行的,受大量 特定的顺式作用元件(cis-acting element) 和反式作用 因子(transacting factor,又称跨域作用因子)的调控， 真核生物的转录调控大多数是通过顺式作用元件和 反式作用因子复杂的相互作用来实现的 真核生物启动子和增强子是由若干DNA序列元件组 成的，由于它们常与特定的功能基因连锁在一起，因 此被称为顺式作用元件。这些序列组成基因转录的调 控区，影响基因的表达。在转录调控过程中，除了需 要调控区外，还需要反式作用因子

转录水平的调控 HMG蛋白 转录 UAS TATA 起始位点 TBP TFIID 个 TD RNA聚合酶Il 中间蛋白 共激活蛋白 DNA 增强子 DNA结合转录调控蛋白

转录水平的调控

顺式作用元件 cis-acting element ·核心启动子成分,如TATA框; 上游启动子成分,如CAA框,GC框 远上游顺序增强子减弱子、静息子,酵 母的 UAS upstream activator sequences) 等 特殊细胞中的启动子成分:如淋巴细胞 中的 Oct(octamer)和KB

顺式作用元件 cis-acting element • 核心启动子成分，如TATA框； • 上游启动子成分，如CAAT框 ,GC框; • 远上游顺序:增强子,减弱子 、静息子,酵 母的UAS upstream activator sequences） 等。 • 特殊细胞中的启动子成分：如淋巴细胞 中的 Oct(octamer）和 κ B

Transacting factor 反式作用因子 通用反式作用因子,主要识别启动子的核心启 动成分,如TBP 特殊组织与细胞中的反式作用因子,如淋巴细 胞中的Oct-2 反应性元件( response elenents)相结合的反式 作用因子。 如HSE(热休克反应元件, heat shock response element GRE(糖皮质激素反应元件 glucocorticoidresponse element MRE(金属反应元件, metal response element) TRE(肿瘤诱导剂反应元件, tumorgenic agent response element

Transacting factor 反式作用因子 • 通用反式作用因子，主要识别启动子的核心启 动成分，如TBP； • 特殊组织与细胞中的反式作用因子，如淋巴细 胞中的Oct-2； • 反应性元件（response elenents）相结合的反式 作用因子。 – 如 HSE （热 休 克 反应 元 件， heat shock response element）， – GRE（糖皮质激素反应元件glucocorticoidresponse element）； – MRE（金属反应元件，metal response element）； – TRE （ 肿 瘤 诱 导 剂 反 应 元 件 ， tumorgenic agent response element);

Interaction of transacting factor and cis-acting element ·蛋白质直接和DNA结合 激活结构域 DNA结合结构域 蛋白质和配基的结合 配体结合结构域

Interaction of transacting factor and cis-acting element • 蛋白质直接和DNA结合 – 激活结构域 – DNA结合结构域 • 蛋白质和配基的结合 – 配体结合结构域

DNA binding domain Helⅸxκ-Turn-HelⅸHIH螺旋转角螺旋 Leucine Zipper锌指结构 Zinc Finger moti喨亮氨酸拉链 Helⅸκ-Iop-HeⅸxH螺旋环螺旋

DNA binding domain • Helix-Turn-Helix HTH 螺旋转角螺旋 • Leucine Zipper锌指结构 • Zinc Finger motif亮氨酸拉链 • Helix-Loop-Helix HLH 螺旋环螺旋

Helix-Turn-Helix 三个螺旋被两个转角分开 C端Helⅸx为DNA结合必需,其它两个 HelⅸX参与形成二聚体 作用于DNA链的大沟 LacO的R蛋白,λ的CI和Cro蛋白,涉及 酵母交配型的a1和a2蛋白,真核生物中 的Oct-1和Oct2

Helix-Turn-Helix • 三个螺旋被两个转角分开 • C端Helix为DNA结合必需，其它两个 Helix参与形成二聚体 • 作用于DNA链的大沟 • LacO的R蛋白，λ的CI和Cro蛋白，涉及 酵母交配型的a1和a2蛋白，真核生物中 的Oct-1和Oct-2