C10-2 真核生物基因表达的调控
真核生物基因表达的调控
真核生物基因表达的调控09中西七2班032009215 黄晨旭多细胞真核生物的每一个体细胞中都有相同的遗传物质，然而，只有一小部分的遗传信息在不同细胞中得以表达。
正是因为在特定时间和空间，不同基因在表达水平上的精确调控，导致了各种细胞的千差万别。
多细胞真核生物由多种不同细胞、不同组织构成，在从单个受精卵到完整个体的生长发育过程中，不仅要随细胞内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，前者属于短期调控，一般是可逆的；后者属于长期调控，涉及发育过程中细胞的决定和分化。
原核生物基因组和染色体结构简单，转录和翻译可以同时、同地进行，基因表达的调控主要发生在转录水平上。
真核生物细胞结构比原核生物复杂，转录和翻译在时空上都被分隔开，分别在细胞核和细胞质中先后进行，并且基因组和染色体结构复杂，蕴藏大量的调控信息，因此真核生物基因表达的调控要比原核生物复杂得多。
真核生物中的基因表达可以随细胞内外环境条件的改变以及生长发育的不同阶段而在不同表达水平上加以精确的调节，这是真核生物基因表达调控的多层次性。
真核生物基因表达的调控可以发生在以下各个水平上：一、染色质水平真核生物基因组DNA以致密的染色质形式存在，在DNA和染色质水平上发生的改变包括：染色质丢失（某些序列的删除）、基因扩增、基因重排、染色体DNA的修饰和异染色质化等。
DNA序列和染色质结构上的这些变化通常是永久性的，可以随细胞分裂而传递给子代细胞，使这一类细胞表达特定的基因谱，具有特定的表型，成为某种特定的分化细胞，这就是细胞的决定和分化。
发生在染色质水平上的基因表达调控，也称转录前水平的调控。
真核生物中的基因组DNA与组蛋白形成复合物，根据结构不同，称为染色质或者染色体。
组蛋白为碱性蛋白，富含精氨酸，在细胞内含量丰富，几乎与DNA的含量相当。
绝大多数真核细胞含有H1、H2A、H2B、H3、H4五种不同的组蛋白。
组蛋白是高度保守的蛋白质，研究发现，组蛋白修饰与去修饰包括乙酰化/去乙酰化、甲基化/去甲基化等都可以影响染色质的结构和功能。
真核细胞基因表达的调控
MCB 课程真核细胞的基因表达和调控一，生物体内遗传物质的基本结构和功能单位是基因上个世纪70 年代在细胞生物学，细胞遗传学和生物化学的基础上，经过一系列重大发现而奠定基础，逐步发展形成了分子生物学(molecular biology) 这一现代生命学科。
分子生物学认为生物体内存在着决定生物体性状的遗传物质，其基本的结构和功能单位是基因(gene)。
基因的本质是一段携带着能合成功能蛋白质所需的全部信息的DNA，其中包括着蛋白质的编码序列，也包括非编码的调控序列。
基因主要具有两大功能。
一是指导合成蛋白质，通过蛋白质发挥的功能将遗传信息转换成具体的细胞性状和功能；二是通过细胞有丝分裂过程中的DNA 复制(replication) ，将遗传信息传递给子代细胞，从而保持子代细胞与母代细胞性状的一致性。
基因在双螺旋结构的DNA 长链组成的染色体上呈线性排列。
在哺乳动物的真核细胞中线性排列的基因以核小体(nucleosome) 的形式被紧密包绕存在于细胞核中，组成核染质(chromatin) 。
核小体的核心是由H2a,H2b,H3 和H4 四组组蛋白形成的八聚体，核心外包绕着1又3/4圈的DNA 长链。
因此在电镜下核染质呈“串珠样“结构。
由于基因的本质是呈双螺旋结构的方向相反的两条脱氧核糖核酸( D NA )分子，因此基因的排列具有方向性，其DNA 分子的5 '端为基因的上游，3' 端为基因的下游。
构成基因DNA分子序列的有腺嘌呤(A)胸腺嘧啶(T )胞嘧啶(C)和鸟嘌呤(G)4种碱基。
在双链DNA分子中一条DNA分子上的A总是以两条氢键与另一条DNA 分子上的T 相结合，而C 总是以三条氢键与G 相结合。
A 与T，C 与G 之间称为互补关系(complementary) 。
双链DNA 分子中A,T,C,G 的不同组合排列形成了三联密码，每一个三联密码都代表着一种相应的氨基酸。
然而，基因中的编码序列往往并不连续，其中间隔着非编码的序列。
真核生物的基因表达调控概述
真核生物的基因表达调控概述
真核生物基因在染色质活性、DNA水平、转录水平和翻译水平的表达调控特点。
答：真核基因组结构具有基因组结构庞大、单顺反子、含有大量重复序列、基因不连续性、非编码区较多等特点。
（1）染色质结构水平对基因表达调控：①常染色质或异染色质；②染色质的状态（活性或阻遏），紧密结构会抑制基因表达，解凝集结构利于基因表达；③可以通过对组蛋白结构的修饰来实现，有组蛋白翻译后的乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化等；④DNA水平的调控包括基因丢失、扩增、重排和移位等方式。
（2）转录水平的调控：①RNA聚合酶、转录因子等反式作用因子和顺式作用元件（启动子强弱、增强子、沉默子）相互作用对基因转录的调控；②同一基因转录起始位点的不同，导致在不同组织细胞中的基因表达差异。
（3）转录后的加工：转录后加工的多样性，包括①加尾和剪接；②多个5′端转录起始位点或剪接位点；③多个加多聚（A）位点和不同的剪接方式；④虽无剪接，但有多个转录起始位点或加多聚（A）位点等多种方式调控基因的表达。
（4）翻译水平的调控：①翻译起始因子eIF-4F 的磷酸化激活蛋白质的合成，eIF-2α 的磷酸化引起翻译起始受阻，降低蛋白质的生物合成水平；② mRNA 结构与翻译控制：mRNA5′端m7G 帽有增强翻译水平的作用，上游AUG 密码子的存在往往抑制下游开放读框的翻译效率；③起始AUG 上游序列对翻译效率的影响，如Kozak序列；④poly(A)尾增加翻译效率；⑤poly(A)尾中富含UA 序列抑制翻译。
（5）翻译后加工水平的调控：翻译的蛋白质还需要加工、修饰、折叠和分选后才具有功能。
综上所述，真核生物基因表达调控是一个十分复杂的过程。
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。
真核生物基因表达的调控
第10章真核生物基因表达的调控本章教学要求1.熟悉真核基因组的结构特点、真核生物在DNA水平、转录水平和翻译水平上基因表达调控的特点。
2.掌握以下概念：顺式作用元件、反式作用因子、启动子、增强子，熟悉沉默子、基本转录因子、特异转录因子。
3.了解转录因子的结构特点。
本章教学重点和难点1、真核生物在DNA水平和转录水平基因表达调控的特点。
2、转录因子的结构特点。
教学方法与手段讲授与交流互动相结合，采用多媒体教学。
授课内容10.1 真核生物基因表达调控的特点和种类一、真核生物基因表达调控的特点原核生物的调控系统就是要在一个特定的环境中为细胞创造高速生长的条件，或使细胞在受到损伤时，尽快得到修复，所以，原核生物基因表达的开关经常是通过控制转录的起始来调节的。
真核基因表达调控的最显著特征是能在特定时间和特定的细胞中激活特定的基因，从而实现"预定"的、有序的、不可逆转的分化、发育过程，并使生物的组织和器官在一定的环境条件范围内保持正常功能。
真核生物基因表达调控与原核的共同点：•基因表达都有转录水平和转录后的调控，且以转录水平调控为最重要；•在结构基因上游和下游、甚至内部存在多种调控成分，并依靠特异蛋白因子与这些调控成分的结合与否调控基因的转录。
真核生物基因表达调控与原核的不同点：1、真核基因表达调控的环节更多：转录与翻译间隔进行，具有多种原核生物没有的调控机制；个体发育复杂，具有调控基因特异性表达的机制。
2、真核生物活性染色体结构的变化对基因表达具有调控作用：DNA拓扑结构变化、DNA 碱基修饰变化、组蛋白变化；3、正性调节占主导，且一个真核基因通常有多个调控序列，需要有多个激活物。
二、真核生物基因表达调控的种类根据其性质可分为两大类：一是瞬时调控或称为可逆性调控，它相当于原核细胞对环境条件变化所做出的反应。
瞬时调控包括某种底物或激素水平的升降，及细胞周期不同阶段中酶活性和浓度的调节。
二是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。
分子生物学基础第七章真核基因表达的调控第二节真核基因表达DNA水平的调控
图7-2 酵母中的交配型转换
分子生物学基础
第七章 真核基因表达的调控
第二节 真核基因表达DNA水平的调控
一、基因丢失 在有些细胞分化过程中，可以通过丢失掉某些基因而 除去这些基因的活性。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 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。如马蛔虫受精卵有2条染色体，当个体 发育到一定阶段，分化为体细胞的那些细胞中的染色体断 裂为小的片段，有着丝点的小片段保留下来，其它的不能 分配到下一代而失去，基因的丢失决定了细胞的寿命。但 在高等生物的细胞分化中尚未发现基因丢失现象。许多生 物体分化的细胞其细胞核内保存了个体发育所必需的全部 基因，这些细胞具有经去分化和再分化而发育成完整个体 的潜在能力，这种能力称为全能性。
第二节 真核基因表达DNA水平的调控
二、基因扩增 基因扩增是指某些基因的拷贝数专一性大量增加的现 象。基因扩增使细胞在短期内产生大量的基因产物，ห้องสมุดไป่ตู้满 足生长发育的需要，基因扩增是基因活性调控的一种该式。 最早发现的是蛙的成熟卵细胞在受精后的发育过程中其 rRNA基因（可称为rRNA）可扩增2000倍，以后发现其它动 物的卵细胞也有同样的情况，这很显然适合了受精后迅速
发育分裂，要合成大量蛋白质需要大量核糖体。
第二节 真核基因表达DNA水平的调控
三、基因重排
第二节 真核基因表达DNA水平的调控
交配型转换首先是核酸内切酶HO在MAT基因内部一个24bp序列处 切开双链DNA，自由的3'末端又在DNA聚合酶的作用下以上游（或下游）
HMLα基因为模板合成双链DNA，直到完全置换所有的MATa基因，完成
真核基因表达调控的主要步骤
真核基因表达调控的主要步骤1. 真核基因表达调控啊，就像一场超级复杂的魔术表演，第一步那启动子就像魔术开场的神秘咒语，指挥着一切开始的节奏。
2. 转录因子这玩意儿呢，像是一群挑剔的食客，在基因的大餐厅里挑挑拣拣，决定哪个基因能被转录，那叫一个傲娇。
3. 基因表达调控的过程就像是一场交通管制，而转录起始复合物就像交警，决定着基因转录这条道路的畅通与否。
4. 增强子像是基因表达调控里的神助攻，它一出现，就像给基因装上了超级加速器，转录速度蹭蹭往上涨，比火箭发射还快。
5. 沉默子可不得了，就像个基因世界的捣蛋鬼，它一捣乱，基因表达就像被按下了暂停键，一下子就哑火了。
6. 真核基因转录就像一场精心编排的音乐会，RNA聚合酶是那个拿着指挥棒的大师，稍有差池，整个音乐就乱套啦。
7. 染色质结构的调整在基因表达调控里就像给房子重新装修布局，只有结构合理了，基因这个“住户”才能顺利活动。
8. 组蛋白修饰就像给基因穿上不同的衣服，有时候是华丽的盛装利于展示（表达），有时候是朴素的隐身衣（抑制表达），超级神奇。
9. 甲基化这事儿就像在基因上贴小标签，有时候这个小标签是“封印”，让基因乖乖闭嘴，别想表达。
10. 乙酰化呢，就像是给基因做了个松绑的按摩，一下子让基因从紧绷状态放松下来，开始欢腾地表达啦。
11. 转录后的加工啊，就像把基因这个原材料进行深加工，那些内含子就像杂质要被去除，外显子才是精华要好好包装。
12. mRNA的加帽加尾，就像给mRNA这个小信使穿上了帅气的帽子和精致的靴子，让它在细胞世界里能昂首挺胸地传递信息。
13. 可变剪接简直是基因表达调控里的魔法剪子，能把基因剪成各种不同的样子，就像一个人能瞬间变身成好多不同造型，超级酷炫。
14. mRNA运输就像一场惊险的快递之旅，它得小心翼翼地穿过细胞内的重重障碍，要是不小心磕着碰着，基因表达就泡汤啦。
15. 翻译起始就像打开基因表达的宝藏大门，起始密码子就是那把关键的钥匙，要是找错了，宝藏就永远被封印啦。
真核生物基因表达调控步骤
真核生物基因表达调控步骤
小伙伴们！今天咱们来一起了解下真核生物基因表达调控的步骤。
这事儿听起来有点复杂，不过只要跟着我一步一步来，你会发现也没那么难啦。
然后呢，就是转录后调控啦。
这个时候刚刚转录出来的mRNA可就开始它的奇妙之旅了。
它会进行一些加工处理，像加帽和加尾这种操作。
这就好比给mRNA穿上了漂亮的衣服，让它在细胞里能更好地发挥作用。
这一步相对来说比较常规，不过你也得注意着点，有时候一些小细节没处理好，可能就会影响mRNA的稳定性呢。
我就曾经有一次差点在这出问题，还好及时发现了，所以大家可别掉以轻心哦！
再之后呢，就是翻译后调控啦。
新合成的蛋白质刚诞生，还不能马上就开始工作呢，就像刚出生的小婴儿还需要成长和学习一样。
它们可能会经过一些修饰，像磷酸化、糖基化之类的。
这一步我感觉像是给蛋白质赋予超能力的过程，真的很神奇！不过这一步也要小心谨慎，要是修饰错了地方，蛋白质的功能可能就会受到影响。
最后还有基因表达的表观遗传调控。
这个概念可能有点抽象，简单来说呢，就是在不改变DNA序列的基础上，通过对染色体结构的改变来调控基因表达。
比如说DNA 甲基化组蛋白修饰之类的。
这一步我觉得就像给基因表达设定了一些隐藏的规则一样。
这一点真的很重要，我通常会再检查一次，真的，确认无误是关键！。
真核生物基因表达的调控
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。
12.真核生物基因表达的调控
（2） 无论原核生物还是真核生物，基因表达 调控的机制都包括正调控和负调控，原核生物以负 调控为主，而真核生物以正调控更为常见，这与它 们染色质的结构有关。真核生物与组蛋白形成核小 体和染色质结构，使得RNA聚合酶难以发现启动子 序列，因而常态下的真核生物基因表达处于非活化 状态。只有在各种激活蛋白的帮助下，使RNA聚合 酶和转录因子能够接近启动子序列，才能启动基因 的表达。真核生物的基因转录表现为独立模式，即 一个基因产生一个单顺反子mRNA（秀丽隐杆线虫 是目前发现唯一的例外），而原核生物中可由一组 基因产生一个多顺反子mRNA。
组蛋白富含精氨 酸和赖氨酸，在细胞 内含量丰富，是高度 保守的蛋白质。最保 守的是H4，它有102 个氨基酸，牛与豌豆 的H4只有两个氨基酸 的差异。H3也比较保 守，而H1在各物种之 间差异较大。研究发 现，组蛋白修饰与去 修饰包括乙酰化/去乙 酰化、甲基化/去甲基 化等都可以影响染色 质的结构和功能。
转录因子以及染色质重塑因子与启动子上特定位 点结合后， 引起特定核小体位置的改变(滑动) ， 或 核小体三维结构的改变， 它们都能改变染色质对核 酶的敏感性。用DNAase I处理染色质，再用特定基因 的cDNA作为探针，可以测定某个基因被DNAase I降 解的情况。研究发现，活性基因优先被降解。例如， 从小鸡红细胞提取的β-球蛋白基因和卵清蛋白基因分 别用DNAase I处理，β-球蛋白基因很快被降解，卵清 蛋白基因却很少被降解。然而，从小鸡输卵管细胞提 取的这两种基因，DNAase I处理后，优先降解的是卵 清蛋白基因。由此可见，基因活化时染色质的结构发 生了变化，对DNAase I敏感性的提高成为衡量活性基 因区域内染色质结构变化的一个重要指标。
真核生物基因表达的调控
▪ X染色体失活中心（Xic） ▪ Xist（Xi-specific transcript）基因
转录产物：RNA—不编码蛋白质 （2）X染色体的失活的机制：
Xist RNA分子与Xic相互作用的结果 （3）Xist基因的调控：
DNA甲基化与去甲基化
第三节 转录水平的调控
点为 ATGACTCAT。
（四）绝缘子(Insulator)
阻止激活或失活效应的元件
举例：
1、当绝缘子位于增强子和启动子间时，能阻止 增强子激活启动子作用。
2、当绝缘子位于一个活化基因和异染色质之间 时，它保护基因免受由异染色质扩展造成的失 活效应影响。
（五）减弱子（dehancer） 在某些基因的上游远端或下游远端具有负调
将一个基因从远离启动子的地方移到距它很近 的位点从而启动转录的基因表达调控方式
基因重排与免疫球蛋白多样性 抗体结构： 四聚体, 重链和轻链；可变区和恒定区
基因组成
链家族
V基因数 人鼠
链 ~ 300 2
链
~300 ~1000
重链(H) ~300 1000~
C 基因数
人
鼠
6~ 4
1
1
9
8
轻链 重链
要点：
中和了其正电荷，增加了疏水性，削弱了DNA 与组蛋白的相互作用，有利于转录因子与DNA 的结合，促进转录
七、DNA 甲基化
(一）甲基化酶: 1、维持性甲基化酶(日常型甲基化酶)：
在DNA复制时, 可识别新合成的半甲基化双链,并 将甲基加到新链的非甲基化胞嘧啶上;
2、从头合成型甲基化酶： 不需要甲基化的DNA 模板作指导,可以直接使非 甲基化的DNA 甲基化
(推荐)分子生物学--真核生物基因表达调控
染色质重塑复合物
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染色质重塑复合物的作用机理
SWI/SNF类复合物有解旋酶活性，在ATP作用 下，使核小体DNA螺旋程度降低，组蛋白八 聚体沿DNA移动，核小体结构松散。
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染色质活化过程
转录因子、组蛋白乙酰化酶和染色质重塑复合体的 结合顺序因启动子的不同而不同。
（1）转录因子结合于 特定序列
甲基化位点主要在CpG序列
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全甲基化 半甲基化
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DNA甲基化的检测
HpaII能切割非甲基化的CCGG序列 MspI能切割甲基化或非甲基化的CCGG序列
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MspI HpaII
MspI酶切
HpaII酶切
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DNA甲基化与基因活性
基因不能表达的组织中呈甲基化状态， 活性基因低甲基化状态
序列特异暴露的区域，可能被一些非组蛋白结
合而抑制了同组蛋白结合，失去了组蛋白的保
护。
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人类β-珠蛋白基因簇的超敏感位点
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（七）染色质的功能区域
1.基因座控制区(locus control region, LCR)
5’端调控位点，起初级调控作用，它即是一簇 超敏感位点。
是染色体DNA上一种顺式作用元件，结构域 中含有多种反式作用因子的结合序列，可能参 与蛋白质因子的协同作用，使启动子处于无组 蛋白状态。
（2）染色质重塑 复合物结合
（3）转录因子被释放
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染色质结构重塑 （4）乙酰化酶复合物结合
组蛋白被修饰
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（5）新的转录因子与DNA结合。 （6）RNA聚合酶与DNA结合。 （7）转录起始需要来自于特异性转录因子经
中介复合体传递来的正调控信号。
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5’P miRNA: microRNA
OH3’
(20-25 nucleotides)
siRNA and miRNA两种沉默通路的 区别和联系
siRNA miRNA siRNA产生于长dsRNA（内源 miRNA由特殊基因编码转录的 或外部引入均可），以双链形 的前体加工而成，以单链的形式 式存在 存在 与目标mRNA (ORF, 3’UTR) 与目标mRNA 3 ’UTR非精确互 精确互补，引起互补区mRNA 补，使mRNA翻译受阻；与目 标mRNA 3 ’UTR精确互补，介 的切割降解。 导互补区mRNA切割降解。 均为小分子RNA，需要Dicer等类似RNaseIII进行加工; miRNP/RISC的组成相似或具有同源性 Argonaute protein family，抑制机制相通，错综复杂的联系？？
5. 结合在起始复合物装配区或下游，阻止 RNA聚合酶的转录。 6. 作用于组蛋白去乙酰基酶的共抑制因子， 诱导启动子区形成染色质阻止基因表达。
绝缘子insulator 教材p327
阻断邻近元件（增强子和沉默子）对非 相关基因的激活或抑制作用。 绝缘子在基因的结构域和增强子或沉默 子之间创建了一个边界（屏障），使基 因不再能感受到激活或抑制的效应。 绝缘子的作用依赖于蛋白的结合，具体 机制尚不清楚。
转录激活因子活性的调节与 信号传导途径
转录激活因子的活性改变途径：与配体结合；与 抑制蛋白解离；磷酸化修饰；细胞内定位改变等。 外界刺激通常不能直接改变转录激活因子的活 性，而是通过一系列蛋白质将信号从一个蛋白传 给另一个蛋白，构成信号传导途径。使细胞感受 到外界刺激并作出应答，即基因表达的变化。 信号途径活化了某种转录因子，从而激活了某种 基因或一套基因。传递途径存在放大效应。
缺失突变实验表明“决定子”位于 IRE B或D或两个非IRE茎环中。 无决定子的TfRmRNA的稳定性不 受铁离子高低的影响
图12-23 TfR mRNA 的3’-UTR的IRE结构
IRE：铁应答元件
图12-24 eIF4E结合 蛋白PHAS-Ⅰ的磷酸 化对翻译起始的调节
促进作用
eIF-2的磷酸化降低大部分蛋白质的 合成速率: 磷酸化的eIF-2因子对 GDP和eIF－2B有很高的亲和力，抑 制了eIF-2的重新利用。
Resulting in more rapid cell division
MAPKK
EGF受体，Sos， Ras，Raf，Jun和 Fos都是致癌基因
图12-20 MAP激酶信号传导途径图解
转录后水平的调控--可变拼接
同一中mRNA前体通过选择使用不同 的拼接方式，产生表达不同基因产物 的相关成熟转录本。 可变拼接可以产生更复杂的生物影响。 果蝇的性别控制。
mRNA的稳定性对基因表达的影响
催乳激素与乳腺组织酪蛋白合成的增加。 哺乳动物细胞内铁离子的动态平衡。哺 乳动物通过调节转铁蛋白受体TfR （transferrin receptor铁输入蛋白） 和铁蛋白（ferritin铁贮存蛋白）的含量 来调节细胞内铁离子的浓度。
转铁蛋白受体mRNA稳定性的调节
高铁离子浓度 TfRmRNA半衰期约1.5h 低铁离子浓度 TfRmRNA半衰期约30h TfRmRNA半衰期的变化与其mRNA结 构有关。
IRE铁应答元件
TfRmRNA3‘UTR中的IRE铁应答元 件介导了铁离子对TfR表达的调节
IRE铁应答元件结合蛋白保护TfR不 被降解，增加TfRmRNA的稳定性
RNA干扰导致的基因沉默p342
RNA干涉(RNA interference, RNAi)： 指短的双链RNA可以降解内源的同源 mRNA或者抑制翻译的进行，从而使相 应基因表达沉默的一种现象。 P346科学故事－RNAi的发现
siRNA & miRNA
5’P 3’ OH siRNA：short interfering OH3’ P5’
转录抑制因子的作用模式
沉默子（silencer or negative enhancer）： A DNA element that can act at a distance to inactivate transcription from a eukaryotic gene. 负调控元件 转录抑制因子：与上游启动子元件或远离转
关于期末考试
名词解释 填空 选择 问答题 基本概念 基本理论 粗脉络→ 基本细节 分析－对比－归纳 防止混淆“张冠李戴”
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认真复习 考试成功
Alternative splicing affect the outcome of developmental processes
由于剪接方式的不同sx1、tra在雄性发育中产生 无功能的蛋白（负控制）；在雌性发育中产生有功 能的蛋白（RNA结合蛋白，拼接因子）（正控制） 由于剪接的不同， dsx在雄性和雌性个体发育中分 别产生C末端150个和30个氨基酸特异的Dsx蛋白。
Sxl
1
Sex lethal（8 EXON）
2 3 4 5 6 7 8
Female alternative splicing AAAA
Male normal splicing stop codon
1 2 4 5 6 7 8
Active protein
12 3 4 5 67 8
AAAA
Inactive protein
Mitogen促细胞分裂原 MAP： mitogen activated protein Jun & Fos 是两种MAPs。 Jun-P＋Fos＝AP-1转录因子
活化
Tyr
接头蛋白
Sos：Ras exchanger GAP：GTPase激活蛋白 信号途径的抑制因子
MPAK激酶
MAPK: mitogen activated protein kinase
Tra Transformer
1 Female alternative splicing 1 3 4 AAAA 2 3
(4 EXON)
4 Male normal splicing
Stop codon 1 2 3 4 AAAA
Active protein
Inactive protein
dsx doublesex
1 Female alternative splicing 1 2 3 4 AAAA 2 3
(6EXON)
4
5
6 Male normal splicing
1 2 3 4 5 6 DSX-p Female develop
AAAA
dsx-p Male develop
控制性别决定的 剪接，分阶段进 行调节
RNA干扰导致的基因沉默p342
RNA干扰是真核生物中的一种普遍现象， 它在很多不同的生物过程中起到非常重要的 作用。这些过程包括发育调控，抵抗病毒侵 染，以及染色质修饰。 在植物中存在多种RNAi通路，这包括siRNA 介导的转录后水平的基因沉默，miRNA介 导的切割或翻译抑制和转录水平的基因沉默。 转录水平的基因沉默通常与染色质的修饰 （DNA和histone的甲基化）紧密相关。
录起始点的沉默子结合，抑制基因转录的转录 调控蛋白。
1. 竞争结合（阻 遏蛋白的结合阻 止激活因子的结 合）
2. 阻遏蛋白和激活因子 相互作用，激活蛋白的 活性结构域被封闭
3. 阻遏蛋白与激活因ຫໍສະໝຸດ 的结合使激 活因子不能结合到DNA结合位点
4. 直接与基 础转录复合物 中的基础转录 因子或RNA 聚合酶发生相 互作用.
真核生物基因表达的发育调控（自学）
－果蝇发育调控的分子机制
图12-25 果蝇的生长周期
图12-27 同源异型基因的突变对果蝇发育的影响
本课程内容
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 分子生物学发展简史 遗传物质的分子本质 基因、基因组和基因组学 DNA的生物合成 DNA的损伤、修复和突变 RNA的生物合成 转录后加工 蛋白质的生物合成 原核生物基因表达的调控 真核生物基因表达的调控
转录激活因子的作用机制
三大要素： 1. DNA调控单元 2. 调控蛋白 3. 通用转录因子和RNA聚合酶
包含了DNA与蛋白质相互作用、调控蛋白 间的相互作用、调控蛋白与通用转录因子和 RNA聚合酶的相互作用
糖皮质激素
不同靶位点结合的调控因子协同作用，决定转录 的开启或关闭。 结合在增强子上的激活蛋白、结合在启动子上的通 用转录因子和RNA pol之间的蛋白质与蛋白质的相 互作用，是增强子作用的本质。
图12-23 TfR mRNA 的3’-UTR的IRE结构
An IRE in a 3' nontranslated region controls mRNA stability
Fe离子浓度低
IRE: iron response element
Fe离子浓度高
TfRmRNA不稳定性由快 速周转决定子决定的