真核基因表达调控.pptx

真核生物细胞内绝大部分DNA是用于储存调控信息的，用于合成蛋白质的信息仅占很小一部分。
真核生物能在特定时间和特定的细胞中激活特定的基因，从而实现“预定”的、有序的、不可逆转的分化发育过程，并使组织器官在一定环境条件下保持正常功能。
真核生物基因表达的调控更加复杂、多层次、涉及更多的蛋白质因子参与。第一节真核生物基因调控的特点真核生物的染色质由DNA与组蛋白结合形成为核小体，活跃转录区与非转录区的核小体结构明显不同，活跃转录区的DNA对核酸酶的敏感性提高。

例如，当用DNA酶Ⅰ消化未发生转录的染色质时，通常得到的是约200bp长的片段，而在活跃转录区消化后形成更小的片段，且长短不一。真核生物染色质由DNA与5种组蛋白结合组成，它们折叠和缠绕形成核小体，进一步折叠缠绕形成细胞分裂中期染色体。染色质的结构对基因的表达起总体控制作用。原核生物存在正调控和负调控两个同等重要的方面。而在真核生物中主要是正调控，且一个基因需有多个激活物诱导。4.具有细胞特异性或组织特异性真核生物基因表达的调控可发生在不同水平上第二节DNA水平的调控基因封闭异染色质化
染色体DNA的修饰
染色体组蛋白的修饰
基因丢失
基因扩增
基因重排（1）异染色质化
紧密的染色质结构阻止基因表达，因此异染色质区的基因很少表达。可能原因：组蛋白是带正电荷的碱性蛋白质，可与DNA链上带负电荷的磷酸基相结合，封闭了DNA分子，从而妨碍基因转录。（2）染色体DNA的修饰
DNA的甲基化修饰也可引起基因失活。真核DNA中的胞嘧啶约有5%被甲基化为5-甲基胞嘧啶（m5C），甲基化最常发生在某些基因5’侧区的CpG序列中，甲基化可能影响了DNA的构象或DNA的稳定性，阻碍了转录因子与DNA特定部位的结合从而影响转录。
脊椎动物的基因组大部分CpG被甲基化，未被甲基化的CpG大多存在于经常被转录的基因，主要包括管家基因。（3）染色体组蛋白的修饰

组蛋白磷酸化、乙酰化、泛素化以及H3组蛋白巯基化等现象，会改变染色质的结构状态，调控基因转录的开关。
组蛋白的N端含有数个赖氨酸，它们的侧链基团在细胞正常的pH范围内带正电荷，DNA的磷酸根带负电荷，能与之紧密结合，使转录因子或RNA聚合酶很难与DNA结合进行转录。组蛋白的赖氨酸残基被乙酰化后就不带电荷，与DNA的结合力降低，有利于转录调控因子的结合。
组蛋白乙酰转移酶、组蛋白去乙酰酶基因丢失是在某些低等真核生物的个体发育过程中，细胞分化时一些不需要的基因被消除的现象。某些原生动物、昆虫及甲壳纲动物通过这种方式可以消除某些基因的活性，控制细胞的分化。
例如，马蛔虫体细胞核中失去一部分基因，这些基因的丢失决定了细胞的分化方向，而生殖细胞却没有染色体破碎和丢失现象，生殖细胞核内仍保存基因组的完整性。
四膜虫生殖细胞小核DNA——降解后剩余片段复制建成大核——具有转录活性基因组中的特定基因在某些情况下复制产生大量拷贝的现象，可使细胞在短期内产生大量的基因产物以满足生长发育的需要，是基因活性调控的一种方式。原癌基因是一些与调节和控制细胞生长、分裂和细胞周期相关的基因。
原癌基因的结构变化或者失控就会演变成癌基因。某些基因片段改变原来存在的顺序而重新排布的现象。重排可以仅仅是空间位置或方向的不同，也可同时伴有某些基因片段的添加或丢失。重排可使一种基因转换为另一种基因，也可能产生一种新的基因。第三节转录水平的调控原核生物基因表达是以操纵子为单位，调控区很小，调控蛋白结合在调节位点上可直接促进或抑制RNA聚合酶的结合而调控转录。
真核生物基因组中无操纵子结构。基因转录的调节区较大，转录激活与起始需要多种元件和蛋白因子的参与，包括启动子、增强子、通用转录因子、上游因子、诱导型转录因子和RNA聚合酶等。转录调控是通过顺式作用元件和反式作用因子的相互作用实现的。调控基因表达的一段DNA序列，一般自身没有转录功能,它们与特定的功能基因连锁在一起，可与许多同起始转录有关的蛋白因子相互作用而调控转录。转录起始位点附近启动转录所必需的一段DNA序列。通常转录因子和RNA聚合酶在启动子部位可装配成转录起始复合物，从而启动转录。能显著提高基因转录效率的顺式调控元件。由若干短的元件组成的，增强子一般都在－100bp以上，因此又称远上游序列。与增强子的功能相反结构相似，对基因表达进行负调控即抑制基因的表达。与沉默子作用的蛋白因子称为阻遏物，二者结合后能抑制基因的转录。
沉默子是最早在酵母中发现的，以后在T淋巴细胞的T抗原受体基因的转录和重排中证实这种负顺式作用元件的存在。真核RNA聚合酶不包含类似于原核生物因子的亚基，不能识别DNA上的启动子，需借助于其他反式作用因子来辨认启动子并解开DNA的双螺旋，这些与顺式作用元件结合而影响转录的可扩散蛋白称为反式作用因子。分为三类：转