8 真核生物的基因转录及调控.
真核生物的基因表达调控
转录因子得结构
绝大多数转录因子至少具有以下三种不同得结构域得 一种: (1)DNA结合结构域,直接与顺式作用元件结合得转录因子 都具有此结构域。转录因子通常使用此结构域之中得 特殊α-螺旋与顺式作用元件内得大沟接触,通过螺旋上 得特殊氨基酸残基得侧链基团与大沟中得特殊碱基对 之间得次级健(主要就是氢键)相互识别而产生特异性。 许多转录因子在此结构域上富含碱性氨基酸,这可能有 利于她和DNA骨架上带负电荷得磷酸根发生作用; (2)效应器结构域,这就是转录因子调节转录效率(激活或阻 遏)、产生效应得结构域; (3)多聚化结构域,此结构域得存在使得转录因子之间能够 组装成二聚体或多聚体(同源或异源)。下面将集中介绍 前两种结构域,特别就是DNA结合结构域。
在转录水平上得基因表达调控
真核生物得蛋白质基因得转录除了启动子、RNA聚合酶II和基础 转录因子以外,还需要其她顺式作用元件和反式作用因子得参与。 参与基因表达调控得主要顺式作用元件有:增强子、沉默子、绝缘 子和各种反应元件;参与基因表达调控得反式作用因子也称为转录 因子,她们包括激活蛋白、辅激活蛋白、阻遏蛋白和辅阻遏蛋白。 激活蛋白与增强子结合激活基因得表达,而阻遏蛋白与沉默子结合, 抑制基因得表达,某些转录因子既可以作为激活蛋白也可以作为阻 遏蛋白其作用,究竟就是起何种作用取决于被调节得基因。辅激活 蛋白缺乏DNA结合位点,但她们能够通过蛋白质与蛋白质得相互作 用而行使功能,作用方式包括:招募其她转录因子和携带修饰酶(如 激酶或乙酰基转移酶)到转录复合物而刺激激活蛋白得活性;辅阻 遏蛋白也缺乏DNA结合位点,但同样通过蛋白质与蛋白质得相互作 用而起作用,作用机理包括:掩盖激活蛋白得激活位点、作为负别构 效应物和携带去修饰酶去中和修饰酶(如磷酸酶或组蛋白去乙酰基 酶)得活性。
真核生物转录水平的调控机制
真核生物转录水平的调控机制一、转录因子转录因子是真核生物转录水平调控的重要环节。
它们可以识别和结合DNA上的特异序列，从而调控基因的表达。
根据结合位点的不同，转录因子可以分为上游启动子元件和增强子元件两类。
上游启动子元件主要包括TATA box和CAAT box等，而增强子元件则是一种具有增强基因转录功能的DNA序列。
二、染色质重塑染色质重塑是真核生物基因表达调控的重要机制之一。
染色质重塑可以改变染色质的结构，从而影响基因的表达。
染色质重塑过程中，染色质重塑复合物可以将核小体从DNA上移除或重新排列，从而改变染色质的可及性。
此外，染色质重塑还可以影响DNA的甲基化水平，进一步调控基因的表达。
三、miRNA和siRNAmiRNA和siRNA是真核生物中的非编码RNA，它们可以通过与mRNA的特异性结合来调控基因的表达。
miRNA和siRNA可以与mRNA 的3'UTR结合，导致mRNA的降解或翻译抑制，从而调控基因的表达。
此外，miRNA和siRNA还可以通过与转录因子或染色质重塑复合物等相互作用，影响基因的转录和表达。
四、转录起始和延伸转录起始和延伸是真核生物转录水平调控的重要环节。
转录起始和延伸过程中，RNA聚合酶可以识别启动子元件并开始转录，然后沿着DNA序列向下游移动并合成RNA。
在这个过程中，转录起始和延伸复合物可以与RNA聚合酶相互作用，从而影响转录的效率和方向。
此外，一些转录因子也可以与RNA聚合酶相互作用，进一步影响基因的表达。
五、转录后修饰真核生物中的RNA聚合酶可以使用各种转录后修饰来修饰其转录产物。
这些修饰可以包括mRNA的加尾、编辑、剪接和稳定性等。
这些过程可以影响mRNA的翻译效率和稳定性，从而影响基因的表达。
此外，一些蛋白质也可以通过磷酸化、乙酰化或甲基化等修饰来影响基因的表达。
六、细胞周期与细胞分化细胞周期和细胞分化是真核生物细胞生命活动中的重要过程，也是转录水平调控的重要方面。
真核生物DNA水平上的基因表达调控
复杂多基因家族 复杂多基因家族一般由几个相关基因家族构成，基因家族之
间由间隔序列隔开，并作为独立的转录单位。现已发现存在不 同形式的复杂多基因家族。
海胆的组蛋白基因家族 串联单位中的每一个基因分别被转录成单顺反子 RNA，这些RNA都没有内含子，而且各基因在同一条DNA链上按同一方 向转录，每个基因的转录与翻译速度都受到调节。 研究还表明，在一个特定的细胞中，并不是所有串联的单位都得到转录。 胚胎发育的不同阶段或不同组织中，有不同的串联单位被转录，暗示可 能存在具有不同专一性的组蛋白亚类和发育调控机制。
一、基因家族 二、真核基因的断裂结构 三、真核生物DNA水平上的基因表达调控 四、DNA 甲基化与基因活性的调控
前述：真核基因组的一般构造特点
① 在真核细胞中，一条成熟的mRNA链只能翻译出一条多肽 链，不存在原核生物中常见的多基因操纵子形式。
② 真核细胞DNA都与组蛋白和大量非组蛋白相结合，只有一 小部分DNA是裸露的。
真核生物基因调控，根据其性质可分为两 大类：
第一类:瞬时调控或称可逆性调控
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及细胞周期不同阶段中酶 活性和浓度的调节。
第二类:发育调控或称不可逆调控
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。
在真核生物中基因表达的调节其特点是:
（1）多层次; （2）无操纵子和衰减子; （3）个体发育复杂; （4）受环境影响较小;
研究基因调控主要应回答3个问题：
① 什么是诱发基因转录的信号？ ② 基因调控主要是在哪一步（模板DNA的转录、mRNA
的成熟或蛋白质合成）实现的？ ③ 不同水平基因调控的分子机制是什么？
真核生物基因表达调控的多种方式
真核生物基因表达调控的多种方式真核生物基因表达包括转录、翻译和蛋白修饰等复杂过程，其中涉及多种调控方式。
以下是真核生物基因表达的各种表达调控方式的简述:1. 转录前调控转录前调控是指在 DNA 复制后被转录成 RNA 的过程中，通过调控 RNA 聚合酶 (RNA polymerase) 的亲和力、移动速度和活性等方式来控制基因的表达。
其中一些调控因子可以与启动子区域中的特定序列结合，从而抑制或增强 RNA 聚合酶的活性。
此外，一些转录因子还可以与 RNA 聚合酶结合，促进 RNA 聚合酶的移动，从而加快转录速率。
2. 转录调控转录调控是指通过调控 RNA 聚合酶结合到特定基因的启动子上，来控制基因的表达。
转录调控可以通过调节转录因子的数量、亲和力和活性等方式来实现。
一些转录因子可以与启动子区域中的特定序列结合，从而抑制或增强 RNA 聚合酶的活性。
此外，一些转录因子还可以与 RNA 聚合酶结合，促进 RNA 聚合酶的活性，从而加快转录速率。
3. 转录后调控转录后调控是指在基因被转录后，通过调控 RNA 剪接、RNA 编辑、RNA 降解等方式来控制基因的表达。
这些调控方式可以影响 RNA 的稳定性、可用性和转录本的多样性。
例如，一些调控因子可以与 RNA 剪接因子结合，从而改变 RNA 剪接的速率和方向。
一些 RNA 编辑酶可以编辑 RNA，改变基因表达。
此外，RNA 降解酶可以降解 RNA，从而抑制基因的表达。
4. 翻译调控翻译调控是指通过调控 mRNA 的稳定性、可用性和翻译速率等方式来控制基因的表达。
例如，一些调控因子可以与 RNA 聚合酶结合，从而抑制或增强 RNA 聚合酶的活性。
此外，一些翻译调控因子可以与 mRNA 结合，从而改变 mRNA 的稳定性和翻译速率。
5. 蛋白修饰调控蛋白修饰调控是指通过调控蛋白质的修饰方式来控制蛋白质的活性、稳定性和可用性等方式来控制基因的表达。
例如，一些修饰因子可以与蛋白质结合，从而改变蛋白质的修饰方式。
真核生物的基因表达调控
31
• 锌指结构域The zinc finger domain
锌指结构有2种形式： C2H2 zinc finger和C4 zinc finger •C2H2 zinc finger：由12个氨基酸组成的环，通过2个半胱氨 酸（C，Cys）和2个组氨酸（H，His）残基固定，这4个残基 与Zn2+在空间上形成一个四面体结构。 一般情况下需要3个 或更多的C2H2型锌指才能与DNA结合，如在TFIIA有9个重复， 转录因子SP1有3个重复。 •C4 zinc finger： Zn2+与4个半胱氨酸（C，Cys）结合，存 在于类固醇激素受体转录因子中。
限定于结构域之内。
26
反式作用因子的结构与功能
（1）概念：为DNA结合蛋白，核内蛋白，可使邻近基因开 放（正调控）或关闭（负调控）。
（2）通用或基本转录因子—RNA聚合酶结合启动子所必需 的一组蛋白因子。如：TFⅡA、 TFⅡB、 TFⅡD、 TFⅡE 等。 （3）特异转录因子( special transcription factors)—个别 基因转录所必需的转录因子.如：OCT-2：在淋巴细胞中特 异性表达，识别Ig基因的启动子和增强子。
(2) 动态模型（dynamic model）：认为转录因子与组 蛋白处于动态竞争之中，基因转录前染色质必须经 历结构上的改变，即染色质重塑。在染色质重塑过 程中，某些转录因子可以在结合DNA的同时使核小 体解体。
6
组蛋白的乙酰化-去乙酰化 蛋白的乙酰化和去乙酰化是蛋白活性调节的一种 重要的形式，通过乙酰化或去乙酰化，改变了染色质 结构或是转录因子的活性，可以调节基因转录的活性。 组蛋白的乙酰化和去乙酰化能打开或关闭某些基因， 增强或抑制某些基因的表达。 组蛋白的8个亚基上有32个潜在的乙酰化位点。组 蛋白的乙酰化过程由组蛋白乙酰转移酶催化完成。
分子生物学 ch8真核生物基因表达调控
CpG岛(CpG island) 岛 )
真核生物基因组中,常见富含的 的区域, 真核生物基因组中,常见富含的CpG的区域, 的区域 称为CpG岛,常位于转录调控区及其附近,其 称为 岛 常位于转录调控区及其附近, 甲基化程度直接影响转录活性. 甲基化程度直接影响转录活性. 人类基因组中约有29,000个CpG岛 个 人类基因组中约有 岛 CpG岛的甲基化可抑制启动子的活性. 岛的甲基化可抑制启动子的活性 岛的甲基化可抑制启动子的活性.
转录调节因子结构
DNA结合结构域 DNA结合结构域 TF 转录激活结构域 二聚体结构域
与RNA聚合酶结合 聚合酶结合 与顺式元件识别, 与顺式元件识别,结合
DNA结合域 DNA结合域
螺旋-转角 螺旋 螺旋 转角-螺旋(HTH)结构基序 转角 螺旋( ) 锌指( ) 锌指(ZF)结构基序 螺旋-突环 螺旋 螺旋 突环-螺旋(HLH)结构基序 突环 螺旋( ) 亮氨酸拉链( ) 亮氨酸拉链(LZ)结构基序 同源异型( ) 同源异型(HD)基序
☆ 真核基因表达调控的层次
染色体和染色质水平:基因数量,结构 染色体和染色质水平:基因数量, 转录水平:顺式作用元件与反式作用因子 转录水平: 转录后水平:mRNA的加工 成熟, 的加工, 转录后水平:mRNA的加工,成熟,转运 翻译水平:起始复合物及mRNA稳定性 翻译水平:起始复合物及mRNA稳定性 翻译后水平:蛋白质加工,修饰,转运 翻译后水平:蛋白质加工,修饰,
螺旋-转角-螺旋(Helix-turn-helix) 螺旋-转角-螺旋( )
最常见的一种基序,基序包含有两个 螺旋 螺旋, 最常见的一种基序,基序包含有两个a螺旋,螺旋之间间 隔有一个短的b转角 使两个螺旋可通过疏水作用装配起来. 转角, 隔有一个短的 转角,使两个螺旋可通过疏水作用装配起来. 第一个螺旋稳定并使第二个螺旋暴露出来, 第一个螺旋稳定并使第二个螺旋暴露出来,与DNA的大沟作 的大沟作 而特异性地与碱基接触.因此, 用,而特异性地与碱基接触.因此,第二个螺旋被称为识别 螺旋(recognition helix).上述的相互作用锚定了蛋白质中识别 螺旋 . 螺旋的位置并稳定了DNA的构象,从而调节不同蛋白和其结 的构象, 螺旋的位置并稳定了 的构象 合位点的亲和力. 合位点的亲和力.
简述真核生物基因的转录过程和调控方式
简述真核生物基因的转录过程和调控方式生物基因是组成生物体的基本结构，可以被视为生物的基本构成单位。
它们的转录和调控是生物体的发育、进化和功能的主要驱动力。
真核生物基因的转录过程是指，含有信息的DNA分子由转录因子催化其转录成另一种碱基序列的核酸分子，如mRNA，而调控方式是指DNA 转录产生的mRNA是否以及如何有效地被表达，从而影响有效基因表达。
因此，真核生物基因的转录过程和调控方式对研究生物体的发育、进化和功能具有重要意义。
首先，真核生物基因的转录是由转录因子酶催化完成的。
发现DNA序列中的转录因子酶结合位点后，可以触发转录过程。
一般情况下，转录因子可以分为强相关转录因子和弱相关转录因子。
强相关转录因子可以直接结合基因起始子，而弱相关转录因子是可以互相协同作用的，只有多个弱相关转录因子聚集起来，才能结合基因起始子，激活转录过程。
其后，RNA聚合酶结合到基因起始子，并开始从DNA 模板复制RNA产物，并在新复制体上完成除去框架。
一旦翻译完成，mRNA可以被分泌到细胞外或运输到另一个细胞，在那里充当蛋白质模板结构。
其次，真核生物基因的调控方式是指DNA转录产生的mRNA是否以及如何有效地被表达。
重要的是要将mRNA表达调节到正确的水平，以确保细胞以有效的方式表达指定的基因。
真核生物基因的调控方式包括转录和转录后调控，分别由转录因子和调控因子来实现。
转录有两种形式，一种是基因质量调控，它控制基因的转录速率；另一种是基因转录路径调控，它控制基因表达特定蛋白质的转录路径，并可能与遗传学相关。
此外，转录后调控可以分为翻译调控和信使RNA修饰调控，它们可以识别和处理mRNA的表达，改变mRNA的稳定性以及调节蛋白质表达水平。
最后，真核生物基因的转录过程和调控方式是研究生物体发育、进化和功能中重要的因素之一。
转录过程和调控方式可以控制基因的表达水平，从而影响有效基因的表达，对细胞的发育和功能有重要的作用。
例如，基因的转录和调控可以影响基因组的结构变化，这可以帮助研究生物体的发育和进化过程。
真核生物基因表达的调控
真核生物基因表达的调控一、生物基因表达的调控的共性首先，我们来看看在生物基因表达调控这一过程中体现的共性和一些基本模式。
1、作用范围。
生物体内的基因分为管家基因和奢侈基因。
管家基因始终表达，奢侈基因只在需要的时候表达，但二者的表达都受到调控。
可见，调控是普遍存在的现象。
2、调控方式。
基因表达有两种调控方式，即正调控与负调控，原核生物和真核生物都离不开这两种模式。
3、调控水平。
一种基因表达的调控可以在多种层面上展开，包括DNA水平、转录水平、转录后加工水平、翻译后加工水平等。
然为节省能量起见，转录的起始阶段往往作为最佳调控位点。
二、真核生物基因表达调控的特点真核生物与原核细胞在结构上就有着诸多不同，这决定了二者在运行方面的迥异途径。
真核生物比原核生物复杂，转录与翻译不同时也不同地，基因组与染色体结构复杂，因而有着更为复杂的调控机制。
1、多层次。
真核生物的基因表达可发生在染色质水平、转录起始水平、转录后水平、翻译水平以及翻译后水平。
2、无操纵子和衰减子。
3、大多数原核生物以负调控为主，而真核生物启动子以正调控为主。
4、个体发育复杂，而受环境影响较小。
真核生物多为多细胞生物，在生长发育过程中，不仅要随细胞内外环境的变化调节基因表达，还要随发育的不同阶段表达不同基因。
前者为短期调控，后者属长期调控。
从整体上看，不可逆的长期调控影响更深远。
三、真核生物基因表达调控的机制介于真核生物表达以多层次性为最主要特点，我们可以分别从它的几个水平着眼，剖析它的调控机制。
1、染色质水平。
真核生物基因组DNA以致密的染色质形式存在，发生在染色质水平的调控也称作转录前水平的调控，产生永久性DNA序列和染色质结构的变化，往往伴随细胞分化。
染色质水平的调控包括染色质丢失、基因扩增、基因重排、染色体DNA的修饰，等等。
a.基因丢失：丢失一段DNA或整条染色体的现象。
在细胞分化过程中，可以通过丢失掉某些基因而去除这些基因的活性。
某些原生动物、线虫、昆虫和甲壳类动物在个体发育中，许多体细胞常常丢失掉整条或部分的染色体，只有将来分化产生生殖细胞的那些细胞一直保留着整套的染色体。
转录调控
预测CpG岛常用软件：CpGPlot
（ /emboss/cpgplot ）
/
FirstChoice RLM-RACE Kit (Ambion) GeneRacer RLM-RACE Kit (Invitrogen )
SMART RACE cDNA Amplification (Clontech)
Enhancer Element Locator
http://www.cs.helsinki.fi/u/palin/EEL/
Assays for Enhancers
1. 2. 3. 4. Transient transfection DNAase I hypersensitivity DNAase I footprinting/mutation analysis Transgenic mice
2、启动子区域的确定
↓ 克隆5 ´-flanking sequence并连接到报告基因载体上 ↓ 缺失突变 ↓ 荧光素酶活性分析 ↓
确定转录调控区域（启动子区域）
生物信息学预测启动子区域
Deletion mutagenesis (缺失诱变)
Reporter vector
3、转录因子结合位点的确定
Transient Transfection:
E
P P P
Luciferase
Luciferase
Luciferase
E
Insulator (绝缘子)
一种负调控元件，参与基因表达的负调控。 干扰增强子与启动子的相互作用，并抑 制启动子的激活活性。
Insulator function in Imprinting
推荐使用MatInspector 软件 （ http://www.genomatix.de）
第八章真核生物基因表达调控
hMLH1
缺损DNA错配修复,基因点突变
结肠癌[32]、胃癌[27]、子宫内膜瘤[33]、 卵巢癌[34]
MGMT
p53-相关基因，与DNA 修复及耐药性有关 肺癌[24]、脑瘤[35]
P15
细胞的过度激活与增殖
非白血性白血病[36]、淋巴瘤[37, 38]、鳞 状细胞癌、肺癌
RASSF1A
失去了对G1/S负调控抑制作用
③ The CTD may coordinate processing of RNA with transcription.
4. Many Transcriptional Activators
i.e. CAAT GC-box
Factors involved in gene expression include RNA polymerase and the basal apparatus, activators that bind directly to, co-activators that bind to both activators and the basal apparatus, and regulators that act on chromatin structure (chromatin remodeling complex).
1.马蛔虫受精卵的早期分裂 马蛔虫2n＝2，但染色体上有多个着丝粒。第一 次卵裂是横裂，产生上下2个子细胞。第二次卵 裂时，一个子细胞仍进行横裂，保持完整的基 因组，而另一个子细胞却进行纵向分裂，丢失 部分染色体。
体细胞 生殖细胞
2.四膜虫： 大核： 营养核 可转录 小核： 生殖核 无转录活性 大核由小核发育而来，发育过程中有多处 染色质断裂，并删除约10%的基因组DNA， 被删除序列的存在可能抑制了基因的正常 表达。
真核生物基因的表达调控
细胞周期与基因表达
G1期
细胞在G1期主要合成与DNA 复制有关的蛋白质，如复制因 子等。
G2期
G2期细胞主要合成与分裂期有 关的蛋白质，如微管蛋白等。
细胞周期
真核生物细胞周期分为间期和 分裂期，不同时期基因表达DNA的复制，同 时合成组蛋白等与染色体组装 有关的蛋白质。
翻译和后翻译修饰
翻译
mRNA在细胞质中被核糖体读取并翻译成蛋白质。翻译的效率受到多种因素的 影响，包括mRNA的浓度、核糖体的数量、以及各种翻译调控因子。
后翻译修饰
新合成的蛋白质经常需要进行翻译后修饰，如磷酸化、乙酰化、糖基化等，以 增加其活性和稳定性。这些修饰通常由特定的酶催化，并受到细胞内环境和信 号通路的调节。
肾上腺素
02
03
甲状腺激素
肾上腺素可以激活糖原分解和脂 肪分解相关基因的表达，提高能 量供应。
甲状腺激素可以促进细胞代谢， 提高基础代谢率，同时还可以影 响神经系统的发育。
神经递质对基因表达的调控
多巴胺
01
多巴胺可以影响奖赏和愉悦相关基因的表达，与成瘾行为和心
理健康有关。
5-羟色胺
02
5-羟色胺可以影响情绪和行为，与抑郁症和精神分裂症等精神
染色质重塑
染色质重塑是基因表达调控的另一重要机制，通过改变染色质的结构和组成，影响转录因 子的结合和RNA聚合酶的活性。
microRNA的调节
microRNA通过与mRNA结合，调控靶基因的表达水平，参与多种生物学过程，如发育、 代谢和应激反应等。
02
转录水平的调控
转录因子
1 2 3
转录因子概述
葡萄糖
葡萄糖水平可以影响胰岛素的分 泌，进而影响与胰岛素相关的基 因表达。
真核生物基因表达调控的层次
真核生物基因表达调控的层次
真核生物的基因表达调控是一个复杂的过程，涉及到多个层次。
其中，最基本的层次是DNA的转录和RNA的翻译，但这仅仅是整个调控过程的开始。
下面是真核生物基因表达调控的层次：
1. DNA水平的调控：DNA序列本身可以影响基因表达的水平，比如启动子区域和转录因子结合位点的存在与否会影响基因的转录率。
2. 转录后的调控：转录后的RNA还需要经过修饰和加工，比如剪切、剪接和聚合酶2的磷酸化等过程，这些过程会影响RNA的转运和翻译。
3. RNA水平的调控：包括RNA稳定性的调节、RNA转运和RNA的局部化等，这些都会影响RNA的生命期、在细胞内的位置和RNA对翻译的影响。
4. 翻译水平的调控：包括翻译速率的调节、翻译后修饰、蛋白质复合物的组装等，这些都会影响蛋白质的产生和功能。
5. 蛋白质水平的调控：包括蛋白质的定位、蛋白质的修饰和蛋白质的降解等，这些都会影响蛋白质的功能和稳定性。
总之，真核生物基因表达调控的层次非常多，每个层次都有其独特的调节机制和生物学意义。
了解这些层次的调控可以更深入地理解基因表达的复杂性和多样性。
- 1 -。
真核生物基因表达的调控
真核⽣物基因表达的调控课次：19教案⽬的：使学⽣了解真核基因表达调控的特点、转录前的调控，掌握增强⼦的作⽤特点和反式作⽤因⼦的DNA结合域的结构花式。
重点：增强⼦和反式作⽤因⼦的DNA结合域的结构花式。
难点：反式作⽤因⼦的DNA结合域的结构花式。
复习旧课：提问2⼈，了解教案效果。
导⼊新课：第⼋章真核⽣物基因表达的调控第⼀节概述真核⽣物细胞中由核膜将核和细胞质分隔开，转录和翻译并不偶联；基困组是由多条染⾊体组成。
真核基因的调节分为：真核基因表达调控的特点：第⼆节转录前的调控⼀. DNA的甲基化与去甲基化真核DNA中的胞嘧啶约有5%被甲基化为5-甲基胞嘧啶(5-methylcytidine,m5C>，⽽活跃转录的DNA段落中胞嘧啶甲基化程度常较低。
b5E2RGbCAP甲基化可使基因失活，去甲基化⼜可使基因恢复活性。
⼆染⾊质结构对真核基因转录的调控1.染⾊质结构影响基因转录常染⾊质中的基因可以转录，异染⾊质(heterochromatin>，⽆基因转录表达。
2. 组蛋⽩的作⽤组蛋⽩扮演了⾮特异性阻遏蛋⽩的作⽤，⾮组蛋⽩成分起到特异性的去阻遏促转录作⽤。
核⼩体结构影响基因转录。
三基因重排和基因扩增对基因表达的影响基因重排(gene rearrangement>，即原胚性基因组中某些基因会再组合变化形成第⼆级基因。
p1EanqFDPw基因扩增(gene amplification>，即基因组中的特定段落在某些情况下会复制产⽣许多拷贝。
DXDiTa9E3d基因丢失：在细胞分化过程中，丢掉某些基因⽽去除其活性。
例如某些原⽣动物，线⾍、昆⾍、甲壳类动物，体细胞常丢掉部分或整条染⾊体，只保留将来分化产⽣⽣殖细胞的那套染⾊体。
例如在蛔⾍胚胎发育过程中，有27％DNA丢失。
在⾼等动植物中，尚未发现类似现象。
RTCrpUDGiT第三节真核基因转录⽔平的调控1 顺式作⽤元件(cis-acting elements>顺式作⽤元件：对基因表达有调节活性的DNA序列，其活性只影响与其⾃⾝同处在⼀个DNA分⼦上的基因；通常不编码蛋⽩质，多位于基因旁侧或内含⼦中。
转录调控及其调节机制
转录调控及其调节机制转录是基因表达的第一步，也是最重要的一步。
在这个过程中，DNA氨基酸序列被转录成mRNA，再通过翻译过程产生蛋白质。
在真核生物中，转录是由RNA聚合酶II（RNA Pol II）完成的。
RNA Pol II的活性受到许多转录调节因子的影响，其中一个最重要的因素是转录因子。
转录因子通过结合到DNA特定区域上来控制基因转录的启动和抑制。
在转录调控过程中，转录因子与核心转录启动因子、共活化因子或共抑制因子相互作用，形成了一个复杂的网络。
转录调控机制1. 转录因子转录因子是最重要的转录调节因子，它们通过与DNA结合来调控基因转录机制。
转录因子由一个或多个DNA结合域和一个或多个活化域或抑制域组成。
DNA结合域可以结合到DNA上特定的序列区域。
如，锌指结构域家族（ZFP）和染色质结构域家族（Chromodomains）等。
活化和抑制域可以与转录因子相互作用，调控基因表达。
2. 信号通路许多信号通路能通过控制转录因子的结合和功能来调控基因转录。
如，Wnt信号通路能够通过稳定β-连环蛋白来影响分泌蛋白转录；NF-κB信号通路能调动与间接控制的基因；TGF-β信号通路与JAK/STAT信号通路能够直接调节基因转录，如Cytokine Receptor Family介导的转录。
通过控制某个转录因子的表达和功能，许多信号通路在生长和发育过程中都发挥着重要的作用。
3. DNA结构DNA序列的物理结构也能影响基因转录。
包括染色质的可及性、DNA修饰、组蛋白修饰等等。
例如，DNA甲基化是一种广泛存在于真核生物中的表观遗传学机制，能够对DNA的结构和性质进行调节。
DNA甲基化通过特定的酶水平导致某些区域合适地被超凉福利片，进一步阻碍或信号转录过程。
转录调控的角色1. 发育调节在生物成长过程中，各种类型的基因都有时期性表达。
这种表达是通过转录调控信号传递、转录因子、染色质修饰等实现的。
如，基因Pax-6在眼睛和大脑发育过程中起着重要的作用，而MyoD则在肌肉细胞发育过程中起着主要的调节作用。
真核生物基因的转录调控方式
真核生物基因的转录调控方式细胞中转录调控是真核生物基因表达的重要环节，它能使每个基因起到预期的功能。
真核生物基因的转录调控主要有以下几类：一、前体RNA调控1. 终止核糖体调控。
终止核糖体结合蛋白在前体RNA的3'末端可以抑制RNA启动子的功能，从而阻止mRNA的生成和翻译，实现终止的作用。
2. 内源性核小体调控。
除了内源性核小体对前体RNA的调控，其还和终止核糖体及非终止核糖体形成复合物，在前体mRNA的转录前期，延长mRNA的保留时间，促进表达蛋白的合成。
3. 干扰素调控。
干扰素是一种由 RNA 结构构成的多肽，可以和 mRNA 或其前体结合，实现调控效果，从而对 mRNA 的合成起到调节作用。
二、转录因子调控1. 单钩螺旋蛋白调控。
这类蛋白在细胞内以巨噬细胞因子的形式表现出来，可以直接结合 DNA，起到调控基因组的作用。
2. 二聚体蛋白调控。
二聚体蛋白可以将 DNA 上的高等水平信息转化为转录因子和 DNA 直接相互作用，从而调控基因组的表达。
3. 转录因子激活。
转录因子可以通过多种化学反应产生激活，从而激活该基因的转录和转录调控因子本身的转录，从而调控基因表达。
三、转录起始调控1. 启动子调控。
启动子位于 DNA 前体或基因的 5' 末端，可以与转录因子结合，影响RNA合成和翻译的起始，并调节其强度。
2. 增强子调控。
增强子是RNA调控的另一种重要机制，它可以将转录因子和 DNA 结合，从而促进转录的开始和调节的强度。
3. 转录抑制子调控。
转录抑制子是一种抑制基因表达的调控机制，它可以限制转录启动子的激活，从而达到抑制基因表达的作用。
以上就是真核生物基因转录调控的几类方式。
转录调控在真核生物细胞起到了重要的作用，其不仅可以影响基因的转录，而且还能影响基因表达的开始、中止和转录水平，从而控制机体中蛋白质的数量、形态和功能，对人类健康和疾病的发病机制和治疗具有重要的借鉴意义。
简述真核生物基因表达调控过程
简述真核生物基因表达调控过程真核生物基因表达调控过程是指在真核生物细胞中，如何通过一系列的调控机制，将基因中的遗传信息转化为蛋白质，以实现细胞功能的正常发挥。
基因表达调控过程可以分为转录调控和转录后调控两个阶段。
在转录调控阶段，首先是在细胞核中进行转录。
细胞核中的DNA被RNA聚合酶酶识别并解链，形成单链mRNA。
但并不是所有基因都会被转录，细胞会根据需要选择性地进行转录。
这是通过转录因子的作用来实现的。
转录因子是一类能够与DNA特定序列结合的蛋白质，它们能够促进或抑制转录的进行。
转录因子的结合位点位于启动子区域，当转录因子结合到启动子区域时，会引发一系列的反应，包括启动RNA聚合酶的活性和引导其结合到合适位置上，从而促使转录的进行。
转录因子的表达受到多种因素的调控，如细胞内的信号分子、细胞周期等。
转录后调控是指在mRNA合成后，通过一系列的调控机制来决定其在细胞中的命运。
mRNA在合成后需要经过剪接、修饰和运输等过程。
剪接是指将mRNA中的内含子去除，将外显子进行连接的过程。
通过剪接的不同方式，可以生成不同的mRNA亚型，从而在翻译过程中产生不同的蛋白质。
修饰是指在mRNA上加上帽子和尾巴等化学修饰，这些修饰可以保护mRNA不被降解，并帮助mRNA与翻译机器结合。
运输是指mRNA离开细胞核，进入到细胞质中，进一步参与翻译过程。
这个过程受到RNA结合蛋白的调控。
在翻译过程中，mRNA被核糖体识别并翻译成蛋白质。
这个过程也受到多种调控机制的影响。
一方面，mRNA上的启动子序列会影响翻译的起始位置，从而决定蛋白质的翻译起始位点。
另一方面，mRNA的稳定性也会影响翻译的效率和蛋白质的表达水平。
mRNA 的稳定性受到RNA结合蛋白和非编码RNA的调控。
总的来说，真核生物基因表达调控过程是一个复杂而精细的调控网络。
通过转录调控和转录后调控的相互作用，细胞可以根据内外环境的需要，在不同的时空位置上产生不同类型的蛋白质，以实现细胞功能的正常发挥。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
8 真核生物的基因转录及调控一选择题(单选或多选)1锌指蛋白与锌的结合 ( )(a)是共价的(b)必须有DNA的存在(c)通过保守的恍氨酸和组氨酸残基间协调进行(d)位于蛋白质的妒螺旋区域2锌指蛋白与DNA的结合( )(a)位于DNA大沟(b) 通过"锌指"的C端进行(c)利用蛋白的α-螺旋区域(d)每个"指"通过形成两个序列特异的DNA接触位点(e)通过"指"中保守的氨基酸同DNA结合3 甾醇类受体转录因子( )(a)结合的激素都是相同的(b) 与DNA的结合不具序列特异性(c)与锌结合的保守序列不同于锌指蛋白"(d)通过第二"指"C端的氨基酸形成二聚体(e)参与转录激活，与DNA和激素结合分别由不同的结构域完成 4糖皮质激素类的甾醇受体( )(b)所结合的DNA回文序列都不相同(c)结合的回文序列相同，但组成回文序列两段DNA间的序列不同(d)RXR受体通过形成异源二聚体后与同向重复序列结合(e)这类受体存在于细胞核中5 同源异型域蛋白( )(a)形成具有三个α-螺旋的结构(b) 主要通过α-螺旋3和N端的臂与DNA接触(c)与原核生物螺旋-转角-螺旋蛋白(如λ阻遏物)的结构很相似(d)通常存在于细胞核中(e)在果蝇早期发育调控中起重要作用6 HLH蛋白( )(a)在序列组成上与原核生物螺旋-转角-螺旋蛋白具有相关性(b)向通过环区与DNA结合(c)形成两个α-螺旋与DNA的大沟结合(d)形成两性螺旋，其中疏水残基位于螺旋的一侧(e)以上都不是7 bHLH蛋白( )(a)在环中含有保守的碱性氨基酸(b) 不能形成同源二聚体(c)非诱导表达(d)通过它们碱性区与HLH相互作用(e)只有与HLH形成异源二聚体后才与DNA结合(f)以上都不是8 以下关于亮氨酸拉链蛋白的叙述哪一项是正确的?( )(a)它们通过保守的亮氨酸残基与DNA结合(b)它们与HLH蛋白相似之处是:它们都具有相邻的DNA结合结构域和二聚化的结构域(c)Jun蛋白可以形成同源二聚体而Fos蛋白不可以(d)Fos/Jun复合物与Jun/Jun复合物结合的DNA序列不同(e)Fos/Jun与DNA的结合比Jun/Jun牢固9选出所有正确的选项:( )(a)基因必须经过完全的甲基化才能表达(b) 具有活性的DNA是非甲基化的(c)随着发育阶段的改变，DNA的甲基化也要发生变化(d)在DNA复制过程中，通过识别半甲基化的酶，甲基化得以保存10下列哪些转录因子含有TBP?( )(a)TFⅡB (b)TFⅢA (c)SLl (d)TFⅡD (e)TFⅢB (f)UBF1 11下列哪些转录因子是装配因子?( )(a)SPl (b)TFⅢB (c) TFⅡH (d)以上都不是12以下关于TBP的陈述哪些是正确的?( )(a)TBP诱导DNA发生弯曲(b)TBP结合于DNA双螺旋的大沟(c)TBP通过与不同的蛋白结合来识别不同的启动子(d)TBP与聚合酶Ⅰ、聚合酶Ⅰ和聚合酶Ⅲ的共同亚基作用13.TATA框存在于( )(a)聚合酶Ⅱ识别的所有启动子中(b)聚合酶Ⅱ识别的大部分启动子中(c)聚合酶Ⅱ识别的极少数启动子申(d)聚合酶Ⅲ识别的所有启动子中(e)聚合酶Ⅲ识别的大部分启动子中(f)聚合酶Ⅲ识别的极少数启动子中14.RNA聚合酶Ⅱ的C端结构域(CTD)的磷酸化与( )相关(a)与起始前复合体的结合(b)TFⅡH的激酶活性(c)TFⅡD 中特异TAF蛋白的存在(d)从起始聚合酶到延伸聚合酶的转换(e)起始因子TFⅡA，TFⅡB及TFⅡD的释放15下列哪个(些)情况能解释为什么一些基因在它们的转录因子存在时并不总是处于活性状态?( )(a)转录因子结合位点的邻近序列(b)有其他蛋白的结合(c)转录因子结合位点的染色质结构状态(d)缺少共激活蛋白(e)以上都是二、判断题1 真核细胞中的RNA聚合酶仅在细胞核中有活性。
2 在RNA的合成过程中，RNA链沿3'→5'方向延长。
3 候选三磷酸核苷通过对生长中 RNA链的α磷酸的亲和攻击加到链上。
4 核不均一RNA是mRNA和 rRNA的前体而不是tRNA的前体。
5 密码子AUG专门mRNA分子编码区的终止作用。
6 Trna fMet的反密码子是TAC。
7 RNA 聚合酶能以两个方向同启动子结合，并启动相邻基因的转录。
但是，模板链的选择由另外的蛋白因子确定。
8 细菌细胞用一种RNA 聚合酶转录所有的RNA，而真核细胞则有三种不同的RNA聚合酶。
"9 转录因子具有独立的DNA结合和转录激活结构域。
10每个转录因子结合位点被单个转录因子识别。
11纠正下列一段话中的错误:在E.coli中，通过RNA 聚合酶同操纵基因的结合来起始转录。
与转录起点碱基互补的 dNTP 同δ亚基结合，然后是第二个dNTP 通过与第一个dNTIP形成2'→5'磷酸二酯键而结合上。
当生成的RNA链约有 12个核苷酸长度时，β’亚基脱离 DNA 聚合酶，RNA 链在全酶的作用下继续延伸。
当 DNA 聚合酶在 RNA链上遇到终止密码子时，转录作用停止。
三简答题1一个tRNA 基因的启动子序列突变将会分别对 (1)基因产物和 (2)细胞或生物体的表型有什么影响?2列举原核生物同真核生物转录的差异。
3增强子具有哪些特点?4哪些转录因子含有 TBP?为什么它们被称为定位因子?请用一个模型解释为什么所有三种RNA聚合酶都能与TBP发生作用?5 什么是转录起始前复合体?6 RNA聚合酶Ⅲ的内部启动子位于起始位点下游50个核苷酸的位置，它是如何被定位并正确起始转录的?7 对带有内部启动子的RNA聚合酶Ⅲ基因有什么样的编码限制因素?8当一段活性转录DNA受损时，模板首先被修复。
请用一个模型解释这一现象。
9 真核生物中，基因的表达受不同水平的调控，请列举其中3种。
10甾醇类转录因子与锌指蛋白类转录因子的区别是什么?11亮氨酸拉链蛋白所识别的DNA有何特点?如何理解亮氨酸拉链转录因子的二聚体结构同识别位点的关系?12 虽然同源异型蛋白与锌指蛋白差别很大，但是它们识别DNA序列的结构元件相似的，这个元件是什么?13协同控制(coordinate control)下的基因是如何被同时激活的?14列出调控转录因子被激活的7种途径，并各举一例。
15许多转录因子是细胞原癌基因的产物，为什么突变的转录因子可能导致癌变?16转录因子能够与装配成核小体的DNA序列结合吗?17有两个模型可以解释染色质中的基因是如何被转录的。
优先模型(Preemnptive model)中，转录因子和RNA聚合酶是如何与启动子结合的?为什么在动态模型中需要ATP?18为什么酵母SWI与SNF基因的突变会影响不同靶基因的转录?19一般认为，染色体中具有多个调控基因表达的结构域。
每个结构域中可以找到那些功能位点，它们的作用如何?20 MyoD是一种bHLH蛋白，对肌肉细胞的发育很重要，它的活性是如何被调控的？21酵母U6 sRNA基因有一个TATA盒位于上游，在基因内有一个弱的A盒，基因下游的远端还有一个保守的B盒。
体外实验时，RNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ都可以转录这个基因，但体内实验发现只有RNA聚合酶Ⅲ可以转录它。
如何确定该基因启动子的聚合酶特异性？22举例说明单链核酸中形成茎环结构的重要性。
23用负超螺旋环状DNA样品进行体外转录实验。
但是预实验中并没有获得满意的结果，试讨论改迸实验的可行方法。
24 组蛋白H2A基因在所有细胞中都进行表达，而免疫球蛋白基因只在淋巴样细胞中表达。
两类基因的启动子都含有转录因子Oct-l的结合位点，Oct-l也存在于这两类细胞中，但为什么免疫球蛋白只在淋巴样细胞中表达?25 RNA聚合酶Ⅱ起始转录后，起始复合物必须转变为延伸复合物。
因此聚合酶复合物必须解旋一小段DNA。
在线性DNA上，解旋需要ATP，TFⅡE,TFⅡH和解旋酶活性。
然而，超螺旋DNA的转录并不需要这些因子。
请解释这一现象。
26 RNA聚合酶Ⅲ特异性地转录小分子RNA，但为什么不转录5.8SrRNA?四分析题2 TFⅢA是5SrRNA基因表达所需的转录因子，这个蛋白含有9个锌指结构域，与5SrRNA基因内的一段序列和5SrRNA本身结合。
(1)如何定位TFTA蛋白的DNA结合位点?(2)什么样的突变可以证明锌指是DNA结合所需的?(3)有人发现TFⅢAC端缺失19个氨基酸后与DNA结合的能力与野生型一样，但是不能激活5SrRNA基因的转录，请解释原因。
(4)Xenopus的卵母细胞中合成并贮存了大量的5SrRNA，随着5SrRNA的积累，TFInnA与之结合，这对5SRNA基因的转录有何影响?调控这个过程的机制是什么?4 为什么被RNA聚合酶Ⅲ识别的启动子不常见?5什么是增强子?它们与其他调控序列有何不同?6 在酵母中，上游激活序列是如何调控半乳糖基因的表达?。