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1、基因表达基因表达调控控 黄黄黄黄 辰辰辰辰生物医学根底研生物医学根底研生物医学根底研生物医学根底研讨讨中心中心中心中心 遗传遗传学与分子生物学系学与分子生物学系学与分子生物学系学与分子生物学系 029-82657723 029-82657723 029-82657723 029-82657723细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控分子程度分子程度细胞程度细胞程度个体程度个体程度细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控转录前程度的前程度的调控控 一、染色体一、染色体丧失失 马蛔虫蛔虫 受精卵受精卵体体细胞胞染色体断裂染色体断裂小染色体小染色体丧失失 生殖生殖细胞：保管完好染色体胞：保管完好染
2、色体 哺乳哺乳动物的物的红细胞胞 原生原生动物四膜虫物四膜虫 大核大核营养核、小核生殖核养核、小核生殖核 二、基因二、基因扩增增 卵母卵母细胞非洲爪蟾胞非洲爪蟾 rDNA rDNA200200拷拷贝在减数分裂期在减数分裂期大量复制大量复制200200万万rDNArDNA拷拷贝 细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控三、基因重排三、基因重排细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控轻链：2p 2p 、22q22q细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控重链重链 14 14号染色体号染色体细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控转录程度上的基因调控转录程度上的基因调控一、基因调控的顺式作用元件一、
3、基因调控的顺式作用元件(cis acting elements)(cis acting elements) 启动子启动子RNARNA聚合酶结合并起动转录的聚合酶结合并起动转录的DNADNA序列。序列。 元件称号元件称号共同序列共同序列结合的蛋白因子结合的蛋白因子称号称号分子量分子量结合结合DNADNA长度长度TATA boxTATA boxTATAAAATATAAAATBPTBP30,00030,00010bp10bpGC boxGC boxGGGCGGGGGCGGSP-1SP-1105,000105,00020bp20bpCAAT boxCAAT boxGGCCAATCTGGCCAATCTC
4、TF/NF1CTF/NF160,00060,00022bp22bpOctamerOctamerATTTGCATATTTGCATOct-1Oct-176,00076,00010bp10bpkBkBGGGACTTTCCGGGACTTTCCNFkBNFkB44,00044,00010bp10bp细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控 加强子可以使与它连锁的基因转录效率明显添加的加强子可以使与它连锁的基因转录效率明显添加的DNADNA序列。加序列。加强子通常占强子通常占100100200bp200bp长度，也和启动子一样
5、由假设干组件构成，长度，也和启动子一样由假设干组件构成，基基本中心组件常为本中心组件常为8 812bp12bp，可以单拷贝或多拷贝串连方式存在。加强，可以单拷贝或多拷贝串连方式存在。加强效应、位置可远近、方向可正反、必需有启动子、无启动子特异性、效应、位置可远近、方向可正反、必需有启动子、无启动子特异性、需求特定蛋白参与、有组织或细胞特异性。需求特定蛋白参与、有组织或细胞特异性。 沉默子沉默子 在酵母以及在在酵母以及在T T淋巴细胞的淋巴细胞的T T抗原受体基因的转录和重排抗原受体基因的转录和重排中证明这种负调控顺式元件的存在。沉默子的作用可不受序列方向中证明这种负调控顺式元件的存在。沉默子的
6、作用可不受序列方向的影响，也能远间隔发扬作用，并可对异源基因的表达起作用。的影响，也能远间隔发扬作用，并可对异源基因的表达起作用。 细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控二、反式作用因子二、反式作用因子(trans-acting factors) (trans-acting factors) 1. 1.转录因子因子(transcription factors, TF)(transcription factors, TF) 与与RNARNA聚合聚合酶、相相应的的转录因子分因子分别称称为TFTF、TFTF、TFTF。为球状蛋白球状蛋白, ,具有具有DNADNA结合域和合域和转录激活构造域激活构造
7、域. . 细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控 例如酵母细胞的例如酵母细胞的Gal1Gal1基因的表达基因的表达细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控蛋白构造蛋白构造类型：型：螺旋螺旋- -转角角- -螺旋螺旋helix-turn-helixhelix-turn-helix HTH HTH 由两个短由两个短-螺旋片段螺旋片段组成成, ,各各约7-97-9个氨基酸残基个氨基酸残基长, ,中中间由一条由一条-转角分隔开。角分隔开。 细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控锌指构造锌指构造Zn fingerZn finger 锌指由大约锌指由大约3030个氨基酸残基组成个氨基酸残基组成, ,其
8、中的其中的4 4个残基或者是半胱氨酸个残基或者是半胱氨酸(Cys),(Cys),或者是两个半肽氨酸或者是两个半肽氨酸(Cys)(Cys)和两个组氨酸和两个组氨酸(His),(His),与一个锌与一个锌(Zn)(Zn)原原子配位。子配位。 细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控亮氨酸拉亮氨酸拉链构造构造leucine zipperleucine zipper 一种特殊的一种特殊的-螺旋螺旋, ,这些些-螺旋的螺旋的显著特点是亮氨酸的著特点是亮氨酸的频繁出繁出现, ,每每7 7个氨基酸残基出个氨基酸残基出现1 1个亮氨酸个亮氨酸, ,使之沿着使之沿着-螺旋的疏水螺旋的疏水侧陈列成直列成直线。 细
9、胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控 激活方式激活方式细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控 蛋白质与蛋白质与DNADNA、蛋白质与蛋白质相互作用、蛋白质与蛋白质相互作用细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控转录后程度的调理转录后程度的调理 hnRNA hnRNA的修饰加工的修饰加工 戴帽、加尾、剪切戴帽、加尾、剪切细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控mRNAmRNA前体的选择性拼接前体的选择性拼接细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控mRNAmRNA的选择性运输的选择性运输 海胆囊胚细胞中有海胆囊胚细胞中有2000020000种种hnRNAhnRNA，而仅有，而仅有1300013000种种mRNAmRNA；成体肠；成体肠细胞中有细胞中有2500025000种种hnRNAhnRNA，而仅有，而仅有30003000种种mRNAmRNA。细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控翻译和翻译后加工程度的调控翻译和翻译后加工程度的调控 一、一、mRNAmRNA的稳定性的稳定性 二、二、mRNAmRNA翻译起始的调控翻译起始的调控 三、蛋白质的修饰三、蛋白质的修饰细胞生物学胞生物学基因表达基因表达调控控
