基因表达PPT课件
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• PcG作用机制：染色质重塑，直接抑制， 募集抑制蛋白；
• 特点：抑制与否是表达活跃程度；可遗 传的。
DNA的修饰可以调控基因功能 状态，并且是可以遗传的
• 从头甲基化： 胚胎期，对称，
Dnmt3a、b完成；
• 维持甲基化： 成熟体细胞，
Dnmt1完成。
去甲基化
• 基因组DNA都要经过甲基化和去甲基化过程； • 主动：
（poised state）；激活状态（ activated state） ； • 两种重塑机制：组蛋白修饰与依赖ATP 的染色质重塑
组蛋白的乙酰化和去乙酰化
• 组蛋白乙酰转移酶： histone acetyltransferases，HATs ，辅激活物 （coactivator） ；
• 组蛋白去乙酰化酶： histone deacetylases，HDACs，辅阻抑物 （corepressor）
基因组百度文库定性：
• 抑制转座：基因组防御。
甲基化显著抑制基因转录
• 甲基化DNA序列构型发生改变，影响相应转录 因子对这段序列的识别和结合。；
• 识别、结合甲基化序列的蛋白质包括包括 MeCP1、2；MBD1、2等与甲基化序列结合后， 募集转录阻遏蛋白质到局部，使局部组蛋白去 乙酰化、染色质重构、异染色质化等；
• 识别、结合甲基化序列的蛋白质结合甲基化的 启动子、增强子序列，干扰转录因子的活性 ；
• 甲基转移酶自身就可以与一些转录抑制蛋白相 互作用，抑制基因转录 。
甲基化与发育
• DNA序列的甲基化是保证哺乳动物胚胎正常 发育的关键性因素之一 ；
• 甲基化模式的重新安排（reprogrammed） ； • 个体和组织特异的基因组甲基化模式以及组
织与细胞特异的基因表达谱；
• 细胞核全能化去除、后生遗传标记的去除和 重新建立以及干细胞的分化。
基因组印记：
• 由于亲本来源不同而导致基因功能不同 的遗传现象称为基因组印记（genomic impriting）
• 机制：亲本来源特异的方式甲基化－差 异甲基化区
染色质结构状态可以调控基因 表达，并且可以遗传
基因表达调控
• 组成性与诱导性
组成性基因（constitutive genes）－始终表达的 基因，如能量代谢； 诱导性基因（inducible genes）－诱导表达的基 因，如细胞因子
• 正调控和负调控
阻遏（repression）：基因表达受到抑制的过程 和状态； 脱阻遏（derepression）被阻遏的基因重新表达。 静息（silenceing）： 基因长期不表达的状态。
• 种类： 细胞特异和诱导特异。
RNAi
• 孟德尔，摩根，比德尔，埃夫鲁西，艾弗里，沃森，克里克，奥巧阿，尼伦 伯格
基因是编码一段多肽的核酸
• 雅各布，莫诺
调控基因和结构基因，基因的功能状态
• 表观遗传
基因的功能状态可以遗传
• 有一个基因： 没有相应的表型？ 表型时有时无？ 有的状态和无的状态可以传递吗？
5’甲基胞嘧啶去甲基酶：甲基嘧啶去甲基； 5’甲基胞嘧啶DNA糖基化酶：切除甲基嘧啶； • 被动： 抑制Dnmt1活性。
甲基化对复制的影响：
• 原核细胞：甲基化影响显著，只有复制起点对称 甲基化才能有效复制。
• 真核细胞： 延迟从同一个复制起始位点开始的DNA复制再起 始（reinitiatiing）； 促进复制起始相关蛋白与相应DNA序列的结合； 通过影响起始相关蛋白的表达，间接地影响复制 的起始 。
• 调控的水平
转录前，转录水平，转录后
接合（Conjunction）
• 细胞记忆： 分化细胞在增殖过程中维持自身特性不 变；
• 基因组印记： 基因随亲本来源而功能不同。
细胞记忆：
• 分化体细胞保持自身特点的能力称为细 胞记忆 ；
• PcG（Polycomb group）和trxG （trithorax group） ；
基因功能的表现——基因表达
增强子与沉默子
• 增强子：结合激活因子的DNA序列 ；
• 沉默子：结合阻遏因子、抑制基因转录的DNA序列。
• 特点： * 主要见于真核细胞和一些真核细胞病毒； * 序列较长，可长达数百个bp； * 与转录起始位点的距离可近可远，近的可以在基因 内部的内含子中，远的可以距起始位点几十个kb发挥 作用； * 按距离远近发挥作用； * 没有明显的方向性，既可以在基因的上游发挥作用， 也可以在基因的下游发挥作用； * 一般没有种属和基因的特异性，部分有细胞和组织 特异性；
HAT
• HATs可以分为A和B两型；A在核内，B 在胞浆内 ；
• GNAT、MYST和Hat1样（B型）等三个 超家族 ；
• 蛋白和DNA序列特异性由复合物中其它 成员决定；
• 转录激活三部曲：激活物结合；HAT被 募集；基本转录因子被募集。
组蛋白磷酸化
• 促有丝分裂 H3激酶，启动核小体反应和 IEG的表达。
为兼性和组成性； • DNaseI高敏感区（HS）：5’端。
位置效应
• 位置效应（position effect）和位置效应花斑 （position-effect variegation，PEV）。
• 抑制花斑效应[Su(var)]：HDACs、蛋白质磷酸 酶（PPTases）、甲基转移酶、异染色质结合蛋 白1（HP1）。
染色质是一种动态的（dynamic） 的结构，其结构的状态与细胞和基因的 功能密切相关；染色质结构的状态对基 因组中遗传信息的表达有显著影响，这 种影响遗传信息表达的结构状态 （structural state）是可以遗传的 （inherited，hereditary）
染色质结构
• 常染色质：仅中期可见，结构疏松； • 异染色质：全周期可见，结构致密，分
• 增强花斑效应[E(var)]：SWI/SNF和brahma复合 物。
• 含有结构域bromo-, chromo-, 和SET。 • PcG（Polycomb group）和trxG（trithorax group）
染色质结构的状态
• 染色质结构的基础状态 ； • 染色质结构状态的变化称为重塑 ； • 沉默状态（silent state）；平衡状态
• 特点：抑制与否是表达活跃程度；可遗 传的。
DNA的修饰可以调控基因功能 状态，并且是可以遗传的
• 从头甲基化： 胚胎期，对称，
Dnmt3a、b完成；
• 维持甲基化： 成熟体细胞，
Dnmt1完成。
去甲基化
• 基因组DNA都要经过甲基化和去甲基化过程； • 主动：
（poised state）；激活状态（ activated state） ； • 两种重塑机制：组蛋白修饰与依赖ATP 的染色质重塑
组蛋白的乙酰化和去乙酰化
• 组蛋白乙酰转移酶： histone acetyltransferases，HATs ，辅激活物 （coactivator） ；
• 组蛋白去乙酰化酶： histone deacetylases，HDACs，辅阻抑物 （corepressor）
基因组百度文库定性：
• 抑制转座：基因组防御。
甲基化显著抑制基因转录
• 甲基化DNA序列构型发生改变，影响相应转录 因子对这段序列的识别和结合。；
• 识别、结合甲基化序列的蛋白质包括包括 MeCP1、2；MBD1、2等与甲基化序列结合后， 募集转录阻遏蛋白质到局部，使局部组蛋白去 乙酰化、染色质重构、异染色质化等；
• 识别、结合甲基化序列的蛋白质结合甲基化的 启动子、增强子序列，干扰转录因子的活性 ；
• 甲基转移酶自身就可以与一些转录抑制蛋白相 互作用，抑制基因转录 。
甲基化与发育
• DNA序列的甲基化是保证哺乳动物胚胎正常 发育的关键性因素之一 ；
• 甲基化模式的重新安排（reprogrammed） ； • 个体和组织特异的基因组甲基化模式以及组
织与细胞特异的基因表达谱；
• 细胞核全能化去除、后生遗传标记的去除和 重新建立以及干细胞的分化。
基因组印记：
• 由于亲本来源不同而导致基因功能不同 的遗传现象称为基因组印记（genomic impriting）
• 机制：亲本来源特异的方式甲基化－差 异甲基化区
染色质结构状态可以调控基因 表达，并且可以遗传
基因表达调控
• 组成性与诱导性
组成性基因（constitutive genes）－始终表达的 基因，如能量代谢； 诱导性基因（inducible genes）－诱导表达的基 因，如细胞因子
• 正调控和负调控
阻遏（repression）：基因表达受到抑制的过程 和状态； 脱阻遏（derepression）被阻遏的基因重新表达。 静息（silenceing）： 基因长期不表达的状态。
• 种类： 细胞特异和诱导特异。
RNAi
• 孟德尔，摩根，比德尔，埃夫鲁西，艾弗里，沃森，克里克，奥巧阿，尼伦 伯格
基因是编码一段多肽的核酸
• 雅各布，莫诺
调控基因和结构基因，基因的功能状态
• 表观遗传
基因的功能状态可以遗传
• 有一个基因： 没有相应的表型？ 表型时有时无？ 有的状态和无的状态可以传递吗？
5’甲基胞嘧啶去甲基酶：甲基嘧啶去甲基； 5’甲基胞嘧啶DNA糖基化酶：切除甲基嘧啶； • 被动： 抑制Dnmt1活性。
甲基化对复制的影响：
• 原核细胞：甲基化影响显著，只有复制起点对称 甲基化才能有效复制。
• 真核细胞： 延迟从同一个复制起始位点开始的DNA复制再起 始（reinitiatiing）； 促进复制起始相关蛋白与相应DNA序列的结合； 通过影响起始相关蛋白的表达，间接地影响复制 的起始 。
• 调控的水平
转录前，转录水平，转录后
接合（Conjunction）
• 细胞记忆： 分化细胞在增殖过程中维持自身特性不 变；
• 基因组印记： 基因随亲本来源而功能不同。
细胞记忆：
• 分化体细胞保持自身特点的能力称为细 胞记忆 ；
• PcG（Polycomb group）和trxG （trithorax group） ；
基因功能的表现——基因表达
增强子与沉默子
• 增强子：结合激活因子的DNA序列 ；
• 沉默子：结合阻遏因子、抑制基因转录的DNA序列。
• 特点： * 主要见于真核细胞和一些真核细胞病毒； * 序列较长，可长达数百个bp； * 与转录起始位点的距离可近可远，近的可以在基因 内部的内含子中，远的可以距起始位点几十个kb发挥 作用； * 按距离远近发挥作用； * 没有明显的方向性，既可以在基因的上游发挥作用， 也可以在基因的下游发挥作用； * 一般没有种属和基因的特异性，部分有细胞和组织 特异性；
HAT
• HATs可以分为A和B两型；A在核内，B 在胞浆内 ；
• GNAT、MYST和Hat1样（B型）等三个 超家族 ；
• 蛋白和DNA序列特异性由复合物中其它 成员决定；
• 转录激活三部曲：激活物结合；HAT被 募集；基本转录因子被募集。
组蛋白磷酸化
• 促有丝分裂 H3激酶，启动核小体反应和 IEG的表达。
为兼性和组成性； • DNaseI高敏感区（HS）：5’端。
位置效应
• 位置效应（position effect）和位置效应花斑 （position-effect variegation，PEV）。
• 抑制花斑效应[Su(var)]：HDACs、蛋白质磷酸 酶（PPTases）、甲基转移酶、异染色质结合蛋 白1（HP1）。
染色质是一种动态的（dynamic） 的结构，其结构的状态与细胞和基因的 功能密切相关；染色质结构的状态对基 因组中遗传信息的表达有显著影响，这 种影响遗传信息表达的结构状态 （structural state）是可以遗传的 （inherited，hereditary）
染色质结构
• 常染色质：仅中期可见，结构疏松； • 异染色质：全周期可见，结构致密，分
• 增强花斑效应[E(var)]：SWI/SNF和brahma复合 物。
• 含有结构域bromo-, chromo-, 和SET。 • PcG（Polycomb group）和trxG（trithorax group）
染色质结构的状态
• 染色质结构的基础状态 ； • 染色质结构状态的变化称为重塑 ； • 沉默状态（silent state）；平衡状态