第四十三章 真核生物的基因表达调控ppt课件.ppt

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1、第四十三章真核生物的基因表达调控提纲在染色质水平上的调控在DNA水平上的调控在转录水平上的调控顺式作用元件转录因子转录水平调控的实例在转录后加工及运输水平上的调控可变剪接可变加尾组织特异性RNA编辑在mRNA运输水平上的调控在翻译及翻译后加工水平上的调控真核生物与原核生物在调控机制上的主要差别调控的原因：原核生物基因表达调节的目的是为了更有效和更经济地对环境的变化做出反应，而多细胞真核生物基因表达调节的主要目的是细胞分化，它需要在不同的生长时期和不同的发育阶段具有不同的基因表达样式；调控的层次：原核生物基因表达调控主

2、要集中在转录水平，但真核生物基因表达的转录后水平调节同样重要，而某些调控层次是真核生物特有的，比如染色质水平、RNA后加工水平和mRNA运输等；调控的手段：原核生物绝大多数的基因组织成操纵子，但真核生物一般无操纵子结构。在染色质水平上的基因调控组蛋白的共价修饰染色质重塑因子对染色质的作用组蛋白变体取代标准组蛋白lncRNA的调控修饰方式基团供体基团受体修饰酶去修饰酶对基因表达的影响乙酰化乙酰-CoAKHATHDAC激活甲基化SAMK或RHMTHDMT激活或抑制泛酰化泛素K泛素活化酶、泛素结合酶和泛素连接酶去泛酰化酶激活

3、或抑制小泛素相关修饰物修饰小泛素相关修饰物K类似泛酰化去小泛素相关修饰物修饰酶抑制磷酸化ATPS、T或Y蛋白质激酶蛋白质磷酸酶激活ADP-核糖基化NAD+K或RADP-核糖基转移酶糖水解酶（glycohydrolase）激活瓜氨酸化R肽酰精氨酸脱亚氨基酶不可逆的激活或抑制生物素化生物素K生物素化酶去生物素化酶抑制组蛋白发生的各种化学修饰及其对基因表达的影响组蛋白乙酰化或去乙酰化与染色质转录活性的关系染色质重塑是指在依赖于ATP的核小体重塑复合物的调节下，组蛋白受ATP水解的驱动，沿着DNA发生移位，从而导致核小体之间的

4、间距发生改变，甚至产生无核小体染色质或浓缩染色质的过程。通过重塑，染色质结构可以朝两个相反的方向转变，一种有利于基因的转录，一种则抑制基因的转录。无论向哪一个方向转变，都需要两类蛋白质复合物的参与。如果是向有利于转录的方向进行重塑，就需要HAT复合物和促进染色质采取松散构象的重塑因子。HAT复合物包括p300/CBP复合物和SAGA复合物等，其中p300/CBP可能是最重要的，因为它可以和一系列参与转录的转录因子相互作用，促进染色质构象松散的重塑因子包括Swi/Snf因子和RSC复合物。组蛋白的修饰与染色质构象变化的关

5、系酵母HO基因的转录激活组蛋白变体对基因表达的影响所有真核细胞内的组蛋白都具有五种标准的形式。这五种标准的形式由多拷贝基因编码，在进化上高度保守。但细胞内还存在与这五种标准形式相对应的不同变体。这些变体的氨基酸序列与相应的标准组蛋白在一级结构上差别可能很小，也可能很大，表达的方式可能是组成型，也可能具有组织特异性。编码这些变体的基因与相应的标准组蛋白的基因并不呈等位基因的关系，且通常是单拷贝。如果一种变体代替了相应的标准组蛋白参入到一个或多个核小体结构之中，就等于在染色质上创造了一些“特区”，或者在染色质上打上了特殊的

6、标记。这些特化的区域或者特殊的标记可能具有多种不同的功能，但最重要的功能可能是调节特定的基因表达在DNA水平上的基因表达调控DNA扩增DNA重排DNA甲基化基因丢失DNA印记启动子的选择使用DNA扩增是通过增加基因的拷贝数来提高基因表达效率的一种手段，使用这种手段来进行调控的基因通常是细胞在较短的时间内或在特定的发育阶段大量需要的基因。当其他调控手段已到达极限的时候，DNA扩增就显得尤为重要。实例：果蝇的绒毛膜基因；两栖动物的成熟卵细胞的rRNA基因；哺乳动物细胞的DHFR基因。DNA重排B淋巴细胞在成熟过程Ig基因经

7、历的重排锥体虫主要的表面抗原基因发生的重排酿酒酵母在交配类型转换过程中发生的基因重排抗体基因多样性产生的分子机制VJ和VDJ的重组连接连接的多样性，重排过程中的连接是不精确的，这种“故意”的不精确连接可导致氨基酸的变化或缺失，从而影响到抗原结合位点的结构，实际上它是抗体出现高变区的原因插入的多样性，TdT作用导致DJ连接或V-DJ连接中随机插入若干个核苷酸到V基因、D基因或J基因的末端体细胞超突变，主要发生在V基因选择性剪接和选择性加尾抗体轻链基因的重排机制抗体重链基因重排、转录、后加工和翻译D基因和J基因连接的多样性

8、锥体虫主要表面抗原基因的重排锥体虫是由一种叫采采蝇的吸血蝇传播的血液寄生性原生动物，它是非洲昏睡病的病原体。在应付宿主细胞的免疫系统方面，锥体虫会不断而有序地改变其表面抗原，以逃避免疫系统对它的攻击。锥体虫的表面抗原性质与其可变的表面糖蛋白（VSG），由它形成一种保护性的外被。锥体虫基因组约有1000拷贝的VSG基因，但并不是所有