基因表达调控-研究生课件

基因表达调控第一节基因表达基本概念

结构基因(gene)：指决定蛋白质中氨基酸排列顺序的DNA序列。基因表达(geneexpression)DNA→RNA→protein（图）基因表达调控序列(顺式元件:ciselement)基因表达调节蛋白（反式因子:trans-activingfactor）基因表达的特点:1、特异性表达：如时、空差异基因表达。

2、组成性表达：如管家基因恒定表达。

3、调节性表达：包括诱导表达和阻遏表达。

4、协同性表达：指功能相关基因协同表达，如代谢酶系。生物学意义:1、适应环境、维持细胞生长、增殖和细胞分化。

2、维持个体发育与生长。第二节原核基因表达调控一转录水平调控：

1操纵子

2衰减子二翻译水平调控：

1反义RNA的调控作用

2严谨反应

3mRNA寿命对基因表达的影响作用

4核糖体蛋白的调控作用三DNA水平的影响：

1基因重组

2SOS反应原核基因表达模式

乳糖操纵子模型色氨酸操纵子的衰减子蛋白质生物合成系统反密码子PIC复合物的组装S-D序列EF的作用反密码子突变

乳糖操纵子模型乳糖操纵子诱导表达P（lac）region序列启动子及RNA聚合酶结合区-10区和-35区σ因子与转录启始CAP的正调节及C蛋白的负调节作用正性调节与负性调节第三节真核基因表达调控概述一真核基因表达调节的特点

1调控因素多2调控层点多3调控交叉多二DNA水平的调控

1基因丢失2基因扩增3基因重排三染色体的结构变化四转录水平的调节五转录后的加工六翻译水平的调节七翻译后的修饰真核基因表达过程真核基因表达模式真核基因转录后修饰hnRNA转录后剪接原肌球蛋白基因可变剪接外显子内含子接头剪接的分子机制

转酯反应siRNA的结构和作用机制miRNA的结构和作用机制多肽链剪接第四节真核基因转录调节一、基本特点：

1真核基因结构特点：基因组庞大、复杂。重复序列。单一顺反子。基因结构不连续（断裂基因）。

2转录调控特点：

RNA聚合酶功能分化。活性染色体结构变化。正性调节占主导。转录与翻译分隔进行。转录后修饰、加工。二、顺式作用元件1启动子（promotor）：指簇集于RNA聚合酶Ⅱ起始点附近具有起始转录功能的DNA序列（1）核心启动子：TATAbox＋（initiator）INR（起始子）。（2）上游启动元件（UPE）：GCbox；CCAATbox2增强子（enhancer）：位于同一DNA分子远端，可提高启动子转录效率的DNA序列，可由1~几个增强序列（enhansor）组成。增强序列往往可与特定的转录活化蛋白识别结合。有组织、时间、空间特异性。3沉默子（silencer）：可阻断顺式连接的增强子的活性的DNA序列。无距离、位置、方向特异性，属负调控元件。4弱化子：MAR、LCR等真核启动子的结构模式三、真核基因表达调控的反式作用因子(transactivefactor)

是指能与顺式元件结合，起调节基因转录作用的蛋白质分子（一般可溶）。（一）分类（按功能分类）1基本转录因子（generaltranscriptionalfactor）人的ABCDEFHJI，与TATAbox结合2转录激活因子（transcriptionalactivators）与UPE结合，增强子结合3辅转录激活因子（transcriptionalco-activators）分子桥作用TAF、CBP4转录抑制因子5反式作用因子家族（二）反式作用因子的基本结构域1、DNA结合结构域

〈1〉HTH：螺旋-转角-螺旋

〈2〉ZNF：锌指结构域

〈3〉bZIP：亮氨酸拉链

〈4〉HLH：螺旋-环-螺旋2、转录激活结构域

〈1〉酸性结构域

〈2〉富含Gln结构域。

〈3〉富含Pro结构域。

ZNF锌指结构域四、顺式元件与反式因子之间的作用（一）转录前起始复合物的形成

1、含TATAbox启动子PIC形成

2、无TATAbox启动子PIC形成（二）TATAbox与UPE的相互作用（假说、模型）

1、成环假说（模型）

2、抑制蛋白作用模型

3、辅助转录激活因介导作用

4、反式因子活性调节：反式因子的活性可受几方面作用的调节磷酸化去磷酸化作用糖基化作用蛋白—蛋白相互作用配基诱导活化作用含TATAbox启动子PIC形成甾类激素-受体复合物作用于增强子促进转录五、基因表达的研究方法（一）基因组功能状态的研究方法：

1DnaseI超敏感分析（DH分析）

2DNA甲基化分析：甲基化下调基因表达（二