真核生物基因表达调节的特点
真核生物基因表达的调控
4、DNA甲基化与基因组印迹 （1）基因组印迹：来源于父母本的一对等位基因
表达不同（如X染色体失活） （2）基因组印迹的机制--DNA高度甲基化
5、DNA甲基化与X染色体的失活 X染色体DNA序列高度甲基化，基因被关闭
（1）与X染色体的失活有关的序列：
AP2
??
结合蛋白 (protein binding)
AP2 AP1
? SP1
? TF IID +
RNApol
BLE basal level element MRE metal response element AP activator protein
应答元件的特点：
1. 具有与启动子、增强子同样的一般特性. 2. 与起始点的位置不固定（多在-200以内;单个功能充分,
非洲爪蟾的卵母细胞 rDNA的拷贝数目： 500份 2×106份，可装配1012个核糖体 当胚胎期开始，增加的rDNA便失去功能并逐渐消失
二、基因丢失
有的生物在个体发育的早期在体细胞中要丢 失部分染色体，而在生殖细胞中保持全部的 基因组。
小麦瘿蚊（染色丢失了32条，只保留8条）
马蛔虫
三、基因重排(gene rearrangement)
的下游起作用。 4、与它结合的转录因子是GCN4和GAL4，识别位
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。
Constant
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、2、3、4、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、无操纵子和衰减子。
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。
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，在转录后水平、翻译水平以及翻译后水平。
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。
真核生物的基因表达调控
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• 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。
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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。
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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。
第十三章 真核生物基因表达调控
在染色质中的DNA潜在活性区域核小体组装较为
松弛且某些位点用DNaseⅠ处理时DNA极易断裂，
为高敏感位点（HS）
染色质上对DNaseⅠ的敏感区域有一定的界限 即使在一个基因内，各个区段对DNaseⅠ敏感
程度也不同，基因编码转录大范围表现一般 的敏感性，而在基因调控区的少数区域则显 示高度敏感性
真 核 生 物 基 因 表 达 调 控 七 个 层 次
染色质 DNA 染色质水平调控
DNA
转录调控
细胞核 细胞质
转录初产物 （RNA） 转录后加工调控
转运调控
mRNA
翻译调控
蛋白质前体
翻译后加工调控
mRNA降 解物
mRNA降解调 控
活性蛋白质
三、染色体水平上的调控
主要有：
染色质结构
DNA在染色体上的位臵
人的β-珠蛋白基因簇上、下游两个远侧区域就是 超敏感位点 LCR是一种远距离顺式调控元件（基因座调控区）， 具有增强子和稳定活化染色质的功能，也是特异 性反式调控因子的结合位点
组蛋白的乙酰化能使染色质对DNaseⅠ和微球
菌核酸酶的敏感性显著增强
非组蛋白
与染色质松散结合，或者在某些条件下才能
被阻遏状态
有活性状态
被激活状态
异染色质化
— DNA结构高度致密，处于阻
遏状态，无转录活性
组成型异染色质：染色质在整个细胞周期一直
保持压缩状态，不具转录活性
兼性异染色质：只在一定的发育阶段或者生理
条件下由常染色质凝聚而成，无持久活性
组蛋白对基因活性的影响
是基因活性的重要调控因子，当与裸露DNA混
论述真核生物基因表达调控的方式及特点考研真题答案
论述真核生物基因表达调控的方式及特点考研
真题答案
一、真核生物基因表达调控的方式
1.山染色体和染色质水平上的结构变化与基因活化。
2.转录水平上的调控，包括基因的开与关，转录效率的高与低。
3.RNA加工水平的调控，包括对出事转录产物的特异性剪接、修饰、编辑等。
4.转录后加工产物在从细胞核向细胞质转运过程中所受到的调控。
5.在翻译水平上的控制，即对哪一种mRNA 结合核糖体进行翻译的选择以及蛋白质成量的控制。
6.对蛋白质合成后选择性地被激活的控制，蛋白质和酶分子水平上的剪接等的控制。
7.对mRNA选择性降解的调控。
二、真核生物基因表达调控的特点
1.真核基因的转录是以染色体结构的一系列重要变化为前提的，即真核生物基因转录前在染色体水平上具有独特的调控机制。
转录活化的染色质对核酸酶极为敏感，其组蛋白的乙酰化、甲基化或磷酸化修饰改变，DNA碱基的甲基化程度下降。
2.转录起始的调控仍是真核基因表达调控的最关键环节，但比原核基因表达调控要复杂得多。
3.真核生物的基因表达调控在转录后层次不同于原核生物。
4.真核基因表达在翻译及翻译后仍可受到调控。
真核生物基因表达调控的特点
真核生物基因表达调控的特点一、真核生物基因表达调控的特征•基因组和染色体结构复杂：更多的调控信息，更复杂的转录起始机制；•细胞结构复杂：转录和翻译在时空上分开；•多细胞，多组织生物：细胞内外环境，细胞发育的不同阶段、细胞分化•真核基因表达的多层次调控:染色质水平、转录水平、转录后水平、翻译水平和翻译后水平。
二、真核生物染色质结构与基因活性1.真核生物染色质结构•组蛋白：富含Arg、Lys的碱性蛋白质；在中性pH条件下带正电荷、高度保守的蛋白质；重复基因、连续基因、不加polyA；可以被修饰（乙酰化，甲基化）•核小体：有组蛋白和DNA组成，直径11nm。
•真核生物染色质经过不同层次的折叠形成高度压缩的规则结构；真核生物RNApol与启动子的结合收染色质结构的限制；真核生物基因转录的活化依赖于染色质重塑（remodeling）2.组蛋白对基因转录活性的影响•组蛋白和转录因子竞争基因的转录调控区。
•非乙酰化组蛋白可以抑制转录，乙酰化组蛋白可以抑制转录。
形成新的组蛋白共价键修饰(去甲基化)可以抑制基因转录活性。
3.DNA甲基化对基因转录活性的影响4.常染色质和异染色质•异染色质比常染色质压缩得更紧，因此异染色质区域的基因转录受到抑制。
二、转录激活因子对转录的影响1.转录激活因子的结构•真核生物的基因转录不仅需要激活染色质，还需要激活基因。
•顺式作用元件：启动子和增强子。
反式作用因子：基础转录因子（basal transcription factors),通用转录因子（general transcription factors）转录激活因子（transactivators）辅激活因子（coactivators）•转录激活因子的结构：DNA结合构域；转录激活结构域；二聚化结构域；效应分子结合位点。
每一个DNA结合结构域都含有一个DNA结合模体（motif）•增强器没有位置限制(从近到远都能看到)；无方向性(反转后依然有效)。
真核生物基因表达调控
含有大量重复序列
二、真核生物基因表达调控的特点 1、多层次 2、个体发育复杂 3、正性调节占主导 4、转录与翻译间隔进行
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 物或激素水平升降时，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。 根据基因调控在同一事件中发生的先后次序又可分为： DNA水平调控－－转录水平调控－－转录后水平调 控－－翻译水平调控－－蛋白质加工水平的调控
三． 活泼转录区染色质的结构变化：
1. 染色质的两种状态：
① 非活性状态【inactive (silent) state 】:如异染色质 ② 活化状态【active state 】：
活泼转录区对核酸酶的敏感性提高 正在转录的DNA甲基化程度降低； 活泼转录的染色质常常缺乏组蛋白H1，其他核心组蛋白 则被乙酰化或与泛素相结合而修饰 非常活泼的转录区，如许多真核生物的rRNA基因处，没 有核小体结构
cAMP的作用机理
PKA的激活 R 调节亚基 C 催化亚基
目录
蛋白激酶A
（cAMP-dependent protein kinase，PKA）
cAMP
R R
Ｃ Ｃ
R： 调节亚基 C： 催化亚基
PKA的作用
1） 对物质代谢的调节作用 通过对效应蛋白的磷酸化作用，实现其调 节功能。
肾上腺素 ＋受体
二 、转录因子：
（一）、转录因子的类型： 1. 转录基础因子：basal factor
真核基因表达调控的特点
真核基因表达调控的特点
真核基因表达调控有以下几个特点：
1. 基因组的复杂性：真核生物的基因组通常比原核生物更大且更复杂。
真核基因组包含多个非编码区域和大量的调控元件，这些元件可以影响基因的表达水平和模式。
2. 转录的调控：真核生物中的基因表达主要通过转录调控来实现。
转录调控包括转录因子的结合和调节，以及染色质状态的改变。
转录因子是一类能够结合到特定DNA序列上并调控相关基因转录的蛋白质。
它们可以增强或抑制基因的转录，从而影响基因表达。
3. 多级调控网络：真核生物中的基因表达调控是一个多级的网络系统。
这个网络包括许多调控元件、转录因子和其他调控蛋白质之间的相互作用。
这些元件和因子可以形成复杂的调控回路和信号传递路径，从而调控基因的表达。
4. 组蛋白修饰：染色质状态的改变在真核基因表达调控中起着重要作用。
染色质是DNA与蛋白质的复合物，通过不同的化学修饰可以改变染色质的结构和可及性，从而影响基因的转录。
常见的染色质修饰包括DNA甲基化、组蛋白乙酰化和甲基化等。
5. RNA后转录调控：除了转录调控外，真核生物中还存在着RNA 后转录调控机制。
这些调控机制包括RNA剪接、RNA编辑和非编码RNA 的功能等。
它们可以影响基因的转录后处理和调控基因表达的多样性。
综上所述，真核基因表达调控具有基因组的复杂性、转录的调控、多级调控网络、组蛋白修饰和RNA后转录调控等特点，这些特点共同
作用来调控基因的表达水平和模式。
生物化学试题及答案-基因表达调控
基因表达调控一、单项选择题1.基因表达产物是A.RNAB.DNAC.蛋白质D.DNA和蛋白质E.RNA和蛋白质2. 基因表达调控可在多级水平上进行，但其基本控制点是：A．基因活化， B．转录起始 C．转录后加工D．翻译 E．翻译后加工3. 关于管家基因叙述错误的是A. 在生物个体的几乎各生长阶段持续表达B. 在生物个体的几乎所有细胞中持续表达C. 在生物个体全生命过程的几乎所有细胞中表达D. 在生物个体的某一生长阶段持续表达E. 在一个物种的几乎所有个体中持续表达4. 下列情况不属于基因表达阶段特异性的是，一个基因在A. 胚胎发育过程不表达，出生后表达B. 胚胎发育过程表达，在出生后不表达C.分化的骨骼肌细胞表达，在未分化的心肌细胞不表达D. 分化的心肌细胞表达，在未分化的心肌细胞不表达E. 分化的心肌细胞不表达，在未分化的心肌细胞表达5. 一个操纵子通常含有A. 数个启动序列和一个编码基因B. 一个启动序列和数个编码基因C. 一个启动序列和一个编码基因D. 两个启动序列和数个编码基因E. 数个启动序列和数个编码基因6. 操纵子的基因表达调节系统属于：A. 复制水平调节B. 转录水平调节C. 逆转录水平调节D. 翻译水平调节E. 翻译后水平调节7.在乳糖操纵子的基因表达中，乳糖的作用是：A.作为阻遏物结合于操纵基因B.作为辅阻遏物结合于阻遏物C.使阻遏物变构而失去结合DNA的能力D.抑制阻遏基因的转录E.使RNA聚合酶变构而活性增加8. Lac操纵子的阻遏蛋白由A. Z基因编码B. Y基因编码C. A基因编码D. I基因编码E. 以上都不是9. 阻遏蛋白识别操纵子的A 启动基因B 结构基因C 操纵基因D 内含子E 外显子10. 分解代谢物基因激活蛋白（CAP）对乳糖操纵子表达的影响是：A 正性调控B 负性调控C 正/负调控D 无控制作用E 可有可无11.cAMP与CAP结合、CAP介导正性调节发生在A 葡萄糖及cAMP浓度极高时B 没有葡萄糖及cAMP较低时C 没有葡萄糖及cAMP较高时D 有葡萄糖及cAMP较低时E 有葡萄糖及CAMP较高时12.与DNA结合并阻止转录进行的蛋白质是A.正调控蛋白B.反式作用因子C.诱导物D.分解代谢基因活化蛋白E.阻遏物13. 色氨酸操纵子调节过程涉及A. 转录水平调节B. 转录延长调节C. 转录激活调节D. 翻译水平调节E. 阻遏蛋白和“衰减子”调节14.当培养基中色氨酸浓度较大时，色氨酸操纵子处于：A.诱导表达B.阻遏表达C.基本表达D.组成表达E.协调表达15.顺式作用元件是指A. 非编码序列B. TATA盒C. GC盒D.具有调节功能的特异DNA序列E. 具有调节功能的蛋白质16. 反式作用因子是指A. 对自身基因具有激活功能的调节蛋白B. 对另一基因具有激活功能的调节蛋白C. 具有激活功能的调节蛋白D. 具有抑制功能的调节蛋白E. 对特异基因转录具有调控作用的一类调节蛋白17.关于启动子的叙述下列哪一项是正确的？A.开始被翻译的DNA序列B.开始转录成mRNA的DNA序列C.开始结合RNA聚合酶的DNA序列D.产生阻遏物的基因E.阻遏蛋白结合的DNA序列18. 大多数处于活化状态的真核基因对Dnase IA. 高度敏感B. 低度敏感C. 中度敏感D. 不敏感E. 不一定19. 构成最简单的启动子的常见功能组件是A. TATA盒B. GC盒C. CAAT盒D. 上游调控序列（UAS）E. 以上都不是20. 基本转录因子中直接识别、结合TATA盒的是A. TFII AB. TFII BC. TFII CD. TFII DE. TFII E二、多项选择题1.基因表达调控可以发生在A.转录水平B.复制水平C.转录起始D.翻译水平E.翻译后水平2.参与原核基因表达调控的有A.阻遏蛋白B.激活蛋白C.基本转录因子D.σ特异因子E.某些小分子化合物3.真核基因表达调控特点是：A.正性调控占主导B.负性调控占主导C.转录与翻译分隔进行D. 转录与翻译偶联进行E.伴有染色体结构变化4.下述蛋白质基因表达具有组织特异性的是A.磷酸甘油醛脱氢酶B.胰岛素C.血红蛋白D.HMG CoA裂解酶E.丙酮酸脱氢酶5.顺式作用元件必须与下列因子特异结合才能发挥转录调节活性A.启动子B.增强子C.沉默子D.蛋白因子E.反式作用因子6.一个操纵子必含有A.一个编码基因B.数个编码基因C.一个启动序列D.一个操纵序列E.数个启动序列7.在lac操纵子中起调控作用的是A.I基因B.P序列C.Y基因D.O序列E.Z基因8.通常组成启动子的元件有A.TATA盒B.UAS序列C.CAAT盒D.转录起始点E.GC盒9.在乳糖操纵子机制中起正性调节的因素是A.阻遏蛋白去阻遏B.cAMP水平升高C.葡萄糖水平升高D.cAMP水平降低E.葡萄糖水平降低10.基因表达产物可以是A.tRNAB.mRNAC.rRNAD.多肽链E.蛋白质11.乳糖操纵子的诱导剂是A.葡萄糖B. IPTGC.β-半乳糖苷酶D.透酶E.乳糖12.下面关于启动子的描述正确的是：A 作为模板转录成RNAB 属于顺式作用元件部分的特异碱基序列C 具有多聚U尾巴和回文结构D 作为RNA聚合酶结合并启动转录的碱基序列E. 是RNA上的特异碱基序列三、填空题1 ．基因表达的终产物可以是 _________ ，也可以是 _________ 。
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。
真核生物基因表达调控的特点及主要调控环节
真核生物基因表达调控的特点及主要调控环节真核生物基因表达调控是一个复杂而精密的系统，涉及到多种调控机制和调控环节。
通过这些调控机制和环节，真核生物能够在不同的细胞类型和不同的发育阶段中表达特定的基因，从而实现细胞功能的多样化和分化。
下面我们将详细介绍真核生物基因表达调控的特点以及主要调控环节。
首先，真核生物基因表达调控具有高度的精细性和特异性。
在真核生物细胞中，每个细胞都包含着相同的基因组，但不同细胞类型和组织会表达不同的基因。
这种差异性主要是通过转录调控来实现的，即通过对特定基因的转录进行调控，使得只有需要的基因在特定的时间和空间表达。
这种精细性和特异性的调控是真核生物细胞功能多样化和分化的重要基础。
其次，真核生物基因表达调控涉及多种调控机制和调控因子。
在真核生物细胞中，基因表达的调控是一个复杂的过程，需要多种调控机制和调控因子的参与。
其中，转录因子是最为重要的调控因子之一，它们可以结合到基因的启动子区域，促进或抑制该基因的转录。
此外，还有一些非编码RNA、表观遗传学修饰等调控机制也在基因表达调控中扮演着重要角色。
这些调控机制和调控因子相互作用，共同调控着基因的表达。
另外，真核生物基因表达调控还存在着复杂的信号传导网络。
在细胞内部，存在着多种信号通路和信号分子，它们可以感知外界环境的变化，并将这些信息传递给细胞核，从而影响基因的表达。
这些信号传导网络可以通过激活或抑制转录因子的活性，改变基因的表达水平。
通过这种方式，细胞可以根据外界环境的变化做出相应的调整，保持内部稳态。
综上所述，真核生物基因表达调控具有高度的精细性和特异性，涉及多种调控机制和调控因子，以及复杂的信号传导网络。
这些特点和调控环节共同构成了真核生物基因表达调控系统的核心。
通过深入研究这些调控机制和调控环节，可以更好地理解细胞功能的多样化和分化过程，为疾病的治疗和生命科学研究提供重要的理论基础。
第六章 真核生物基因表达
（一）真核生物基因组DNA甲基化
1.真核生物DNA甲基化位点 真核生物DNA的mCpG是DNA甲基化的主要形式
CpG岛: 由于CpG通常成串在DNA双链对称出现，被称为~， mCpG占全部CpG的70%
76,000 ?
52,000 ?
44,000 ?
?
?
?
?
普遍 淋巴细胞 淋巴细胞 普遍 普遍
▪ 了解启动子及各个元件的特点、信息有 什么作用？
▪ 启动子有没有改造的空间呢?
▪ 双向启动子
▪ 组织特异性启动子
▪ 诱导性启动子
（二）增强子
增强子（enhancer）：又称为远上游序列，位于转录起始位点
人类基因组中免疫球蛋白基因主要片段的数量比较
V、C和J基因片段在胚胎细胞中相隔较远。编码产生免疫球蛋白的细胞，发育 分化时，通过染色体内DNA重排把4个相隔较远的基因片段连接在一起，产生 具有表达活性的免疫球蛋白基因。
▪ 酿酒酵母接合型：
▪酵母细胞通 过交换型转 换过程改变 自己的性别。 MATa或 MATα基因 座位两侧分 别存在两个 MAT样基因 HMLα和 HMRa沉默 交配型盒。
(3)DNA去甲基化位点的特点
① DNA去甲基化位点范围和DNA酶I优先敏感区域十分 吻合
②只有一小部分CG二核苷酸对的去甲基化与基因激活有关， 它们位于对基因表达关系十分密切的序列中
▪ (4) DNA甲基化/去甲基化对基因活性调控的相对性 ① DNA甲基化程度因物种而异
DNA甲基化随进化程度的提高而增强
的上游，它们不是启动子的一部分，但能增强或促进转录的
真核生物基因表达的特点
真核生物基因表达的特点以下是 9 条关于真核生物基因表达特点的内容：1. 真核生物基因表达那可是相当复杂的呀！就像一场精心编排的大戏。
你看，一个小小的细胞里，基因要经过转录、加工等一系列过程，才能最终表达出蛋白质。
就如同建造一座大厦，得先有设计图，然后各种材料到位，再精确施工，最后才能矗立起来，神奇吧！比如血红蛋白基因的表达，就是这样复杂而有序。
2. 嘿，真核生物基因表达还有个特点呢，它具有时空特异性哦！这就好像不同的场景要搭配不同的服装。
比如在胚胎发育的不同阶段，基因的表达是不一样的，像个神奇的指挥家在不同时刻奏响不同的乐章。
像眼睛的发育过程中，特定的基因就在特定时候发挥作用，来塑造我们美丽的眼睛呢。
3. 哇塞，真核生物基因表达还会受到多种调控呢！这就像是一辆汽车有多个控制系统在协同工作呀。
转录因子、表观遗传修饰等等，都能对基因表达施加影响。
就拿细胞应对外界刺激时来说，基因表达的调控就像是迅速调整战术一样重要。
比如细菌入侵时，免疫相关基因马上被激活进行表达，厉害吧！4. 你知道吗，真核生物基因表达的过程中还有很多“小助手”呢！就像一场比赛有很多工作人员在帮忙。
比如那些参与转录和翻译的各种酶和蛋白质，它们齐心协力，确保基因表达顺利进行。
好比一个团队合作完成一个大项目一样。
像 RNA 聚合酶，那可真是关键的“小助手”呀。
5. 真核生物基因表达可不像我们想象的那么简单直接哦！它有时候就像走迷宫一样。
基因会被剪切成不同的片段，再重新组合，才能最终表达出正确的产物。
这是不是让人惊叹不已？就像玩拼图，要找对每一块才能拼出完整的画面呢，比如某些基因的可变剪接，太有意思啦！6. 哎呀呀，真核生物基因表达还有一个让人惊讶的特点呢，它的稳定性很重要哦！就像建房子根基要稳一样。
基因的序列和结构要保持相对稳定，才能保证表达的准确。
不然稍有差错可就麻烦啦。
想想如果基因随便就变了，那我们身体不就乱套了吗？像细胞的正常代谢就依赖基因表达的稳定呢。
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Helix-Turn-Helix
• 三个螺旋被两个转角分开 • C端Helix为DNA结合必需，其它两个 Helix参与形成二聚体 • 作用于DNA链的大沟 • LacO的R蛋白，λ的CI和Cro蛋白，涉及 酵母交配型的a1和a2蛋白，真核生物中 的Oct-1和Oct-2
Sample of Helix-Turn-Helix
Transacting factor
反式作用因子
• 通用反式作用因子，主要识别启动子的核心启 动成分，如TBP； • 特殊组织与细胞中的反式作用因子，如淋巴细 胞中的Oct-2； • 反应性元件（response elenents）相结合的反式 作用因子。
–如 HSE （ 热 休 克 反 应 元 件 ， heat shock response element）， – GRE （ 糖 皮 质 激 素 反 应 元 件 glucocorticoidresponse element）； – MRE（金属反应元件，metal response element）； – TRE （ 肿 瘤 诱 导 剂 反 应 元 件 ， tumorgenic agent response element);
• C4 zinc finger: Its consensus sequence is CX2CX13CX2CX1415CX5CX9CX2C. The first four cysteine residues bind to a zinc ion and the last four cysteine residues bind to another zinc ion (. •C6 zinc finger. It has the consensus sequence CX2CX6CX56CX2CX6C. The yeast's Gal4 contains such a motif where six cysteine residues interact with two zinc ions .
Zinc finger motif 锌指
•
• C2H2 zinc finger: It is characterized by the sequence CX24C....HX2-4H, where C = cysteine, H = histidine, X = any amino acid. In the 3D structure, two cysteine residues and two histidine residues interact with a zinc ion.
Interaction between the l repressor dimer and DNA. Each l repressor contains a helix-turn-helix motif. One of helices fits into the major groove of DNA. PDB ID = 1LMB
转录水平的调控
顺式作用元件 cis-acting element
• 核心启动子成分，如TATA框； • 上游启动子成分，如CAAT框 ,GC框; • 远上游顺序:增强子,减弱子 、静息子, 酵母的UAS upstream activator sequences） 等。 • 特殊细胞中的启动子成分：如淋巴细胞 中的 Oct(octamer）和 κ B。
真核生物基因表达调节的特点
•个体发育复杂 •多层次 •无衰减子 •受环境影响较小
真核生物基因表达调节的两种方式
• 短期调节(short- term regulation，瞬时调 控或可逆性调控)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 物或激素水平升降时，或细胞周期不同 阶段中酶活性的调节 • 长期调节(long-term regulatiion，发育调 控或不可逆调控)，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
真核生物基因表达多层次的调控
• 染色体水平的调控
–染色体丢失 –染色体的扩增 –染色体的重排
• 染色质水平调控
–异染色质化 – 组蛋白的影响
• DNA水平的调控
–DNA的甲基化与去甲基化
• 转录水平的调控
–转录起始和加工的调节
• 翻译的调控 • 细胞周期的调控
转录水平的调控
真核基因调控主要也是在转录水平上进行的,受大量 特定的顺式作用元件(cis-acting element) 和反式作 用因子(transacting factor,又称跨域作用因子)的调控， 真核生物的转录调控大多数是通过顺式作用元件和 反式作用因子复杂的相互作用来实现的 真核生物启动子和增强子是由若干DNA序列元件组成 的，由于它们常与特定的功能基因连锁在一起，因此 被称为顺式作用元件。这些序列组成基因转录的调控 区，影响基因的表达。在转录调控过程中，除了需要 调控区外，还需要反式作用因子
Interaction of transacting factor and cis-acting element
• 蛋白质直接和DNA结合
–激活结构域 – DNA结合结构域
• 蛋白质和配基的结合
–配体结合结构域
DNA binding domain
• • • • Helix-Turn-Helix HTH 螺旋转角螺旋 Leucine Zipper锌指结构 Zinc Finger motif亮氨酸拉链 Helix-Loop-Helix HLH 螺旋环螺旋
Zinc finger moFra bibliotekif 锌指• C2H2 zinc finger: It is characterized by the sequence CX2-4C....HX2-4H. In the 3D structure, two cysteine residues and two histidine residues interact with a zinc ion • C4 zinc finger: Its consensus sequence is CX2CX13CX2CX14-15CX5CX9CX2C. The first four cysteine residues bind to a zinc ion and the last four cysteine residues bind to another zinc ion • C6 zinc finger. It has the consensus sequence CX2CX6CX5-6CX2CX6C. The yeast's Gal4 contains such a motif where six cysteine residues interact with two zinc ions