第7章真核基因表达调控-下

1.激素对基因表达的调控
甾醇类激素作用模式 糖皮质激素应答元件GRE 雌激素应答元件ERE 甲状腺素应答元件TRE
激素受体蛋白分子有3种功能区：激素结合区， DNA结合区和转录调控区（作用于顺式作用元件）， 三者缺一不可。
激素及其胞内受体介导的基因表达调控模式
1.激素对基因表达的调控
甾醇类激素作用模式
4．翻译水平的调控
4.1真核生物mRNA的扫描模式与蛋白 质合成的起始
真核生物起始蛋白质合成时，40S核糖 体亚基及有关合成起始因子首先与mRNA模 板靠近5’端处结合，然后向3’方向滑行，发 现AUG起始密码子时，与60S大亚基结合形 成80S起始复合物。这就是Kozak提出的真 核生物蛋白质合成起始的“扫描模式”。这 符合其mRNA单顺反子性质。一些病毒的 mRNA中，它含有一个以上的编码区，当其 mRNA水解后，内部的起始密码子才会被活 化，即中部的起始位点不能被直接识别。
激素与激素受体的作用机理 受体流动假说 中介物假说 邻位互调假说
2.热激蛋白诱导的基因表达
DNA结合区
第七节 真核基因转录后表达调控的多样性
成熟mRNA与DNA杂交后的电镜照片
1．简单转录单位
2. 复杂转录单位
心脏细胞
嗉囊细胞
2. 复杂转录单位
甲状腺 神经元
降血钙素
降钙素
降钙素相关蛋白
1.组蛋白的乙酰化及去乙酰化
1.1组蛋白的基本组成
第五节 蛋白质乙酰化对基因表达的影响
1.组蛋白的乙酰化及去乙酰化
1.2核心组蛋白的乙酰化和去乙酰化
第五节 蛋白质乙酰化对基因表达的影响
1.组蛋白的乙酰化及去乙酰化
1.3组蛋白乙酰基转移酶
第五节 蛋白质乙酰化对基因表达的影响
1.组蛋白的乙酰化及去乙酰化
第六节 真核基因表达调控举例
现代分子生物学上把能与某个（类）专一蛋白因子 结合，从而控制基因特异表达的DNA上游序列称为应答 元件(response element)。它们与细胞内高度专一的转录 因子相互作用，协调相关基因的转录。 激素应答元件(hormone response element,GRE) 热激应答元件(heatshock response element,HSE) 金属应答元件(metal response element,MRE)
第七章 真核基因表达调控
• 绪论 • 第一节 真核基因组的一般构造特点 • 第二节 DNA水平上的基因表达调控 • 第三节 真核基因的转录 • 第四节 反式作用因子对转录的影响 • 第五节 蛋白质乙酰化对基因表达的影响 • 第六节 真核基因表达调控举例 • 第七节 真核基因转录后加工的多样性
第五节 蛋白质乙酰化对基因表达的影响
1.4组蛋白去乙酰化酶
第五节 蛋白质乙酰化对基因表达的影响
2.组蛋白乙酰化及去乙酰化对基因表达的影响
组蛋白N端“尾巴”上Lys的乙酰化中和了组蛋白尾巴 的正电荷，降低了它与DNA的亲和性，导致核小体构象发生 有利于转录调节蛋白与染色质相结合的变化，从而提高了基 因转录的活性。由于乙酰化的组蛋白抑制了核小体的浓缩， 使转录因子更容易与基因组的这一部分接触，有利于提高基 因的转录活性。
4 104
而使大量的另一
（无活性）
种酶发生化学修 饰，从而获得放
磷酸化酶激酶（活性）
ATP ADP
5、磷酸化酶 b
5
106
大效应。这种调 节方式快速、效பைடு நூலகம்
（无活性） 磷酸化酶 a（活性）
级联系统
6
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率极高。
调控示意图
6、糖原
1-磷酸葡萄糖
葡萄糖
血液
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
1.激素对基因表达的调控
mRNA前体不同剪接方式引起的组织特异性降钙素样蛋白
原肌球蛋白
3．mRNA有效性控制
高等真核生物迅速生长的细胞中mRNA的半衰期平均为3h。在 高度分化的终端细胞中许多mRNA极其稳定，有的寿命长达几天或 十几天。 3.1 5’-UTR结构 RNA5’端m7G帽有增强翻译水平的作用． “上游AUG密码子”(位于起始AUG上游的其他AUG密码子)的存 在往往抑制下游开放读框的翻译效率． 起始AUG旁侧序列对翻译效率的影响．Kozak序列：GCCAUGG 3.2 3’-UTR结构 poly(A)尾增加翻译效率——mRNA稳定性 富含UA序列抑制翻译——导致mRNA不稳定
肾上腺素或胰 高血糖素
肾上腺素或胰 高血糖素
1、腺苷酸环化酶
意义：由于酶 （无活性）
腺苷酸环化酶（活性）
1
的共价修饰反应 是酶促反应，只 要有少量信号分 子（如激素）存 在，即可通过加
2、ATP
cAMP
2
102
3、蛋白激酶
R、cAMP
3
（无活性） 蛋白激酶（活性）
速这种酶促反应，
ATP ADP
4、磷酸化酶激酶
4.3 mRNA稳定性与基因表达调控
高铁水平时
缺铁时
铁应答元件的基因表达调控
4.3 mRNA稳定性与基因表达调控
4．翻译水平的调控
4.2mRNA 5’末端帽子结构的识别与蛋 白质合成的起始
真核细胞质中的核糖体首先识别5′端帽 结构。若除去帽结构这个信息，在体外便 不能有效地合成。40S亚基和mRNA的结合 需要各种因子，包括那些识别帽结构的蛋 白质。
5′端的二级结构可能妨碍mRNA与核 糖体的结合效率，减少了对翻译起始的识 别能力。帽结合蛋白（CBP）的功能之一 就是使前导序列解链，来帮助核糖体结合 位点以单链的状态存在，以保证有效识别。 起始因子中eIF4A和eIF4B都具有使mRNA 的前导序列二能结构解链的作用。