分子生物学-武汉大学
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三个编码沉默调控蛋白的基因：SIR2, 3, 4 (SIR：沉默信息调控子) SIR2-SIR3-SIR4：复合物 SIR2：去乙酰化酶
酵母端粒的沉默
识别端粒重复序列的DNA 结合蛋白Rap1 招募SIR 复合物至端粒 SIR2使临近的核小体去乙酰化 去乙酰化的尾巴与SIR3 及SIR4 结合招募更多SIR 复合物 SIR2 作用于更多核小体 沉默的特异性是被Rap1 蛋白质决定的 这个端粒DNA 结合蛋白确定了SIR 复合物形成的位置
哺乳动物细胞中 约50%的基因组以异染色质形式存在
转录沉默常与核小体修饰有关 改变基因对转录机器和其他调控蛋白的可接近性 DNA 甲基化也可沉默转录 （DNA 甲基化酶） 沉默相关的修饰酶包括 去乙酰化酶和DNA 甲基化酶
酵母基因沉默 由组蛋白去乙酰化和甲基化介导
在酿酒酵母中的“沉默” 区域 端粒、沉默的交配型基因座和rDNA 以端粒为例： 染色体末端1-5 kb，紧密结构，乙酰化程度低 插入此区域的基因常被沉默
分子生物学
刘青珍 武汉大学生命科学学院
第17章
真核生物的基因调控
Fra Baidu bibliotek 本章内容
1. 本章概要 2. 从酵母到哺乳动物转录调控的保守机制 3. 真核生物活化子募集蛋白复合物到基因上 4. 信号整合与组合调控 5. 转录抑制子 6. 信号转导与转录调控蛋白的控制 7. 组蛋白与DNA 修饰导致的基因“沉默” 8. 基因的表观遗传调控
a. ICR 结合CTCF：阻断增强子对Igf2 的作用 b. ICR 和H19 启动子甲基化：CTCF 不能结合ICR，转 录机器不结合 H19 启动子，增强子激活Igf2。 H19 的进一步抑制：DNA 甲基化 - MeCP2 结合甲基 化ICR - 招募去乙酰化酶 - 抑制H19 启动子
通过DNA 甲基化和随后的组蛋白修饰关闭基因
DNA 甲基化与印记 印记
在二倍体细胞中 来自父亲或母亲的等位基因中 一方的基因表达 另一方的基因沉默的现象
例子:
人类H19 基因和胰岛素样生长因子2 （Igf2）基因
增强子 可激活其中任何一个基因
ICR 印记控制区 位于基因Igf2 和H19之间 绝缘子 调控关键：ICR 和它的甲基化状态
7. 组蛋白与DNA修饰导致的 基因“沉默”
调控蛋白调控 靶基因、特异性效应、局部的
基因“沉默”- 一种位置效应
基因由于它所处的位置而沉默 不是对特定环境信号的反应 沉默效应可在大段DNA 序列上扩散 “沉默”多个基因 包括离起始事件距离较远的基因
最常见的沉默与异染色质有关 异染色质通常与染色体的特殊区域相关 如端粒和着丝粒
绝缘子阻止沉默的扩散 其他类型组蛋白修饰抑制SIR2结合终止扩散
组蛋白H3 尾巴的甲基化被相信起了这个作用
DNA 甲基化与哺乳动物基因沉默相关
有些哺乳动物基因由于 其邻近DNA序列的甲基化而处于沉默状态
哺乳动物基因组上大段区域被甲基化DNA 标记 DNA 甲基化通常出现在异染色质区 甲基化DNA序列常被 招募组蛋白去乙酰化酶和组蛋白甲基化酶的 DNA 结合蛋白（如MeCP2）识别 进而修饰邻近的染色质 因此，DNA 甲基化标记异染色质将要形成的位置
酵母端粒的沉默
识别端粒重复序列的DNA 结合蛋白Rap1 招募SIR 复合物至端粒 SIR2使临近的核小体去乙酰化 去乙酰化的尾巴与SIR3 及SIR4 结合招募更多SIR 复合物 SIR2 作用于更多核小体 沉默的特异性是被Rap1 蛋白质决定的 这个端粒DNA 结合蛋白确定了SIR 复合物形成的位置
哺乳动物细胞中 约50%的基因组以异染色质形式存在
转录沉默常与核小体修饰有关 改变基因对转录机器和其他调控蛋白的可接近性 DNA 甲基化也可沉默转录 （DNA 甲基化酶） 沉默相关的修饰酶包括 去乙酰化酶和DNA 甲基化酶
酵母基因沉默 由组蛋白去乙酰化和甲基化介导
在酿酒酵母中的“沉默” 区域 端粒、沉默的交配型基因座和rDNA 以端粒为例： 染色体末端1-5 kb，紧密结构，乙酰化程度低 插入此区域的基因常被沉默
分子生物学
刘青珍 武汉大学生命科学学院
第17章
真核生物的基因调控
Fra Baidu bibliotek 本章内容
1. 本章概要 2. 从酵母到哺乳动物转录调控的保守机制 3. 真核生物活化子募集蛋白复合物到基因上 4. 信号整合与组合调控 5. 转录抑制子 6. 信号转导与转录调控蛋白的控制 7. 组蛋白与DNA 修饰导致的基因“沉默” 8. 基因的表观遗传调控
a. ICR 结合CTCF：阻断增强子对Igf2 的作用 b. ICR 和H19 启动子甲基化：CTCF 不能结合ICR，转 录机器不结合 H19 启动子，增强子激活Igf2。 H19 的进一步抑制：DNA 甲基化 - MeCP2 结合甲基 化ICR - 招募去乙酰化酶 - 抑制H19 启动子
通过DNA 甲基化和随后的组蛋白修饰关闭基因
DNA 甲基化与印记 印记
在二倍体细胞中 来自父亲或母亲的等位基因中 一方的基因表达 另一方的基因沉默的现象
例子:
人类H19 基因和胰岛素样生长因子2 （Igf2）基因
增强子 可激活其中任何一个基因
ICR 印记控制区 位于基因Igf2 和H19之间 绝缘子 调控关键：ICR 和它的甲基化状态
7. 组蛋白与DNA修饰导致的 基因“沉默”
调控蛋白调控 靶基因、特异性效应、局部的
基因“沉默”- 一种位置效应
基因由于它所处的位置而沉默 不是对特定环境信号的反应 沉默效应可在大段DNA 序列上扩散 “沉默”多个基因 包括离起始事件距离较远的基因
最常见的沉默与异染色质有关 异染色质通常与染色体的特殊区域相关 如端粒和着丝粒
绝缘子阻止沉默的扩散 其他类型组蛋白修饰抑制SIR2结合终止扩散
组蛋白H3 尾巴的甲基化被相信起了这个作用
DNA 甲基化与哺乳动物基因沉默相关
有些哺乳动物基因由于 其邻近DNA序列的甲基化而处于沉默状态
哺乳动物基因组上大段区域被甲基化DNA 标记 DNA 甲基化通常出现在异染色质区 甲基化DNA序列常被 招募组蛋白去乙酰化酶和组蛋白甲基化酶的 DNA 结合蛋白（如MeCP2）识别 进而修饰邻近的染色质 因此，DNA 甲基化标记异染色质将要形成的位置