Regulation of Gene Expression基因表达调节.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 同源异型结构域（homeodomain or homeobox） 在同源异型基因（homeogene）中发现，具有高度保守性。 由约60AA组成，通常为helix-turn-helix结构。 hemeodomain 亮氨酸拉链（leucine zipper） 由双亲性α螺旋组成。这些双亲性α螺旋的特征是每7个AA Leu重复出现一次，沿疏水面排列。 2个双亲性α螺旋疏水面相对组成二聚体。Leu相对呈拉链状。 leucine zipper 碱性螺旋-环-螺旋结构（basic helix-loop-helix） 约50AA。由2个短双亲性α螺旋和1个环组成。通常以二聚体形式存在。 basic helix-loop-helix 复 习 名词解释： 基因组 管家基因 协调表达 衰减子 SOS反应 顺式作用元件 反式作用因子 锌指结构 亮氨酸拉链 乳糖操纵子的调节机理。 色氨酸操纵子的衰减机理。 真核基因表达调节的特点。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 分解代谢阻遏：当只有乳糖存在时，细菌可以利用乳糖作为碳源；而只要有葡萄糖存在（只有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在）时，细菌首先利用葡萄糖。葡萄糖表现为对lac operon起阻遏作用。这种作用称为分解代谢阻遏（catabolic repression）。 代谢物基因激活蛋白（Catabolite gene Activation Protein，CAP），又称cAMP受体蛋白（cAMP Receptor Protein，CRP）属于激活蛋白的一种，对乳糖操纵子进行正调节。 CAP分子内分别有DNA结合区和cAMP结合区。当CAP与cAMP结合后，就可结合到CAP结合位点上，促进转录。 CAP and positive regulation 阻遏蛋白负调节与CAP正调节的协调 当阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用；而没有CAP存在时，即使没有阻遏蛋白与操纵序列结合，操纵子仍无转录活性。只有在CAP存在且没有阻遏蛋白与操纵序列结合时，或者说只有高乳糖低葡萄糖时，操纵子发挥最大转录活性。 这种协调与细菌对碳源的优先利用相一致。 低乳糖时 高乳糖时 在协调调节下，lac operon的强诱导作用发生在高乳糖、低葡萄糖的状态。 2.3 转录衰减（transcription attenuation）调节机理 许多氨基酸生物合成的基因以转录衰减机理调节。如Trp operon。 Trp operon编码合成Trp所需的5种酶。它既受到阻遏蛋白的调节，又受到转录衰减的调节。 衰减作用是转录开始后的调节机理。指的是由衰减子终止转录的作用，是一种更为精确的调节方式。 衰减子是… The structure of Trp operon 色氨酸操纵子导肽序列 色氨酸操纵子衰减机理 2.4 基因重组调节机理 沙门菌鞭毛素基因表达调节属于基因重组调节。 沙门菌通过基因重组实现两种鞭毛素蛋白表达的转换，达到逃避宿主免疫的目的。这种机理在很多病原体中都存在。这个过程称为相变（phase variation）。 沙门菌 2.5 SOS反应调节机理 大肠杆菌经紫外线照射会发生染色体DNA大幅度损伤或DNA复制抑制，诱发一系列表型变化，这一过程称为SOS反应。 SOS反应调节是分散在染色体上的基因协调表达的典型例子。大多数诱导的基因与DNA修复和变异发生相关。其中，最关键的是RecA蛋白和LexA阻遏蛋白。 SOS反应 3. 真核生物基因表达调节 3.1 真核基因组结构特点 3.2 真核基因表达调节特点 3.3 真核基因转录激活调节的因素 3.1 真核基因组结构特点 真核基因组结构庞大 单顺反子 重复序列 基因不连续性 3.2 真核基因表达调节特点 具有三种RNA聚合酶，转录起始复杂； 基因激活和转录引起染色体结构和性质变化。如核酸酶敏感、DNA拓扑结构变化、 DNA碱基修饰变化、组蛋白变化等； 正调节占主导，存在许多分子大、结构复杂的调节蛋白； 转录与翻译分隔进行； 转录后修饰、翻译后加工。 3.3 真核基因转录激活调节的因素 （一）顺式作用元件 （二）反式作用因子 （一）顺式作用元件（ cis-acting element） 指的是可影响自身基因表达活性的DNA序