1、第十八章第十八章 基因表达调控基因表达调控 Regulation of Gene Expression1ppt课件神经元神经元淋巴细胞淋巴细胞2ppt课件第一节第一节 基因表达调控基本概念与特点基因表达调控基本概念与特点p 基因基因(gene)基因（基因（gene）：编码蛋白质或）：编码蛋白质或RNA等等具有特定功能产物的、负载遗传信息的基本单位。具有特定功能产物的、负载遗传信息的基本单位。一、基因表达是基因转录和翻译的过程一、基因表达是基因转录和翻译的过程l 除了某些以除了某些以RNA为基因组的为基因组的RNA病毒外，基病毒外，基因通常是指染色体或基因组的一段因通常是指染色体或基因组的一段D
2、NA序列。序列。l 基因包括基因包括编码序列（外显子）编码序列（外显子）、调控序列调控序列和和间间隔序列（内含子）隔序列（内含子）。3ppt课件p基因组（基因组（genome）指细胞或生物体的一套单倍指细胞或生物体的一套单倍体遗传物质基础的总和。人类基因组包含了细胞体遗传物质基础的总和。人类基因组包含了细胞核核染色体染色体DNA（常染色体和性染色体常染色体和性染色体）及线及线粒体粒体DNA所携带的所有遗传物质。所携带的所有遗传物质。4ppt课件p 基因表达（基因表达（gene expression）是基因转录及翻译的过是基因转录及翻译的过程程 rRNA、tRNA编码基因转录过程也属基因表达。编
3、码基因转录过程也属基因表达。生物基因组中只有部分基因表达，其表达水平会随生物基因组中只有部分基因表达，其表达水平会随时间、环境而变化。时间、环境而变化。转录转录翻译翻译逆转录逆转录复制复制5ppt课件（一）时间特异性（一）时间特异性 按功能需要，某一特定基因的表达严格按特按功能需要，某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生。多细胞生物基因表达的时间定的时间顺序发生。多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性。特异性又称阶段特异性。（二）空间特异性（二）空间特异性 基因表达的时间、空间特异性由特异的基因启动子基因表达的时间、空间特异性由特异的基因启动子和（或）增强子与调节蛋白相互作用决定。和
4、（或）增强子与调节蛋白相互作用决定。二、基因表达的特异性二、基因表达的特异性 在个体生长全过程，某种基因产物在个体按在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现。又称细胞特异性或组织不同组织空间顺序出现。又称细胞特异性或组织特异性。特异性。6ppt课件（一）基本表达（一）基本表达(constitutive gene expresstion)指在个体发育的任一阶段都能在大多数细胞中指在个体发育的任一阶段都能在大多数细胞中持续进行的基因表达。持续进行的基因表达。区别于其它基因区别于其它基因,这类表达称这类表达称为为基本表达基本表达(或组成性或组成性)基因表达基因表达，这些基因通常被称
5、，这些基因通常被称为为管家基因管家基因(housekeeping gene)。其基因表达产物通。其基因表达产物通常是对生命过程必需的或必不可少的，且较少受环常是对生命过程必需的或必不可少的，且较少受环境因素的影响。境因素的影响。这类基因表达只受启动序列或启动子与这类基因表达只受启动序列或启动子与RNA聚聚合酶相互作用的影响，不受其它机制调节。合酶相互作用的影响，不受其它机制调节。三、基因表达的方式三、基因表达的方式7ppt课件（二）适应性表达（二）适应性表达(adaptive expression)l诱导诱导(induction)：指在特定环境信号刺激下，指在特定环境信号刺激下，相应的基因相应
6、的基因被激活，被激活，基因表达产物增加。这种基因基因表达产物增加。这种基因称为称为。如：如：DNA损伤损伤修复酶基因激活修复酶基因激活l阻遏阻遏(repression)：指在特定环境信号刺激下，指在特定环境信号刺激下，相应的基因相应的基因被抑制，被抑制，基因表达产物减少。这种基因基因表达产物减少。这种基因称为称为。如：如：大肠杆菌的大肠杆菌的色氨酸合成酶系色氨酸合成酶系有些基因的表达受到环境变化的诱导和阻遏。有些基因的表达受到环境变化的诱导和阻遏。三、基因表达的方式三、基因表达的方式8ppt课件在一定机制控制下，功能上相关的一组基在一定机制控制下，功能上相关的一组基因，无论其为何种表达方式，均
7、需协调一致、因，无论其为何种表达方式，均需协调一致、共 同 表 达，即 为共 同 表 达，即 为 协 调 表 达协 调 表 达(c o o r d i n a t e e x p re s s i o n)。这 种 调 节 称 为这 种 调 节 称 为 协 调 调 节协 调 调 节(coordinate regulation)。（三）生物体内不同基因的表达受到协调调节（三）生物体内不同基因的表达受到协调调节三、基因表达的调节三、基因表达的调节9ppt课件四、基因表达调控的意义四、基因表达调控的意义（一）生物体调节基因表达以（一）生物体调节基因表达以适应环境、适应环境、维持生长和增殖维持生长和增
8、殖（二）生物体调节基因表达以（二）生物体调节基因表达以维持细胞分维持细胞分化化个体发育个体发育突变突变10ppt课件第二节第二节 基因表达调控的基本原理基因表达调控的基本原理一、基因表达调控呈现多层次性和复杂性一、基因表达调控呈现多层次性和复杂性l 基因表达调控是在基因表达调控是在多级水平上进行多级水平上进行的复杂的复杂事件，事件，转录起始是转录起始是基因表达的基因表达的基本控制点基本控制点。细胞核细胞核核孔核孔DNA 初级初级RNA转录物转录物mRNAmRNA蛋白质蛋白质失活失活蛋白质蛋白质1转录控制转录控制2RNA加工加工控制控制翻译控制翻译控制34蛋白质活性蛋白质活性控制控制细胞质细胞质
9、11ppt课件二、基因转录激活的基本要素二、基因转录激活的基本要素（一）（一）特异特异DNA序列决定基因的转录活性序列决定基因的转录活性原核生物原核生物 操纵子操纵子(operon)机制机制编码序列编码序列 启动序列启动序列 操纵序列操纵序列 其他调节序列其他调节序列(promoter)(operator)RNA-pol(2)操纵子操纵子通常由通常由2个以上的编码序列与启动序列、个以上的编码序列与启动序列、操纵序列以及其他调节序列在基因组中成簇串联组操纵序列以及其他调节序列在基因组中成簇串联组成。成。l 基因转录激活受到转录调节蛋白与启动子基因转录激活受到转录调节蛋白与启动子相互作用的调节。相
10、互作用的调节。12ppt课件RNA转录起始转录起始-35区区-10区区TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N16N7N7N6N7N6AAAAAtrp tRNATyrlacrecAAra BAD TTGACA TATAAT是是RNA聚合酶结合并启动转录聚合酶结合并启动转录的特异的特异DNA序列。序列。启启 动动 序序 列列共有序列共有序列图图13-1 五种五种E.coli启动序列的共有序列启动序列的共有序列13ppt课件 操操 纵纵 序序 列列 当操纵序列结合有当操纵序列结合有阻遏蛋白阻遏
11、蛋白时，会阻碍时，会阻碍RNA聚聚合酶与启动序列的结合，或是合酶与启动序列的结合，或是RNA聚合酶不能沿聚合酶不能沿DNA向前移动向前移动，阻遏转录阻遏转录。阻遏蛋白阻遏蛋白(repressor)的结合位点的结合位点编码序列编码序列 启动序列启动序列 操纵序列操纵序列 其他调节序列其他调节序列(promoter)(operator)RNA-pol阻遏蛋白阻遏蛋白负性调节负性调节14ppt课件原核操纵子调节序列是还有一种特异原核操纵子调节序列是还有一种特异DNA序列序列可结合可结合激活蛋白激活蛋白(activator)，促进，促进RNA聚合酶与启动聚合酶与启动序列的结合，增强序列的结合，增强RN
12、A聚合酶活性。聚合酶活性。有些基因在没有激活蛋白存在时，有些基因在没有激活蛋白存在时，RNA聚合酶很聚合酶很少或完全不能结合启动序列。少或完全不能结合启动序列。特异特异DNA序列序列 正性调节正性调节编码序列编码序列 启动序列启动序列 操纵序列操纵序列 其他调节序列其他调节序列(promoter)(operator)CAPRNA-pol(2)CAP：分解（代谢）物基因激活蛋白：分解（代谢）物基因激活蛋白 转录转录15ppt课件编码序列编码序列ABDNA转录起始点转录起始点RNA-pol真核生物的特异真核生物的特异DNA序列序列l 顺式作用元件顺式作用元件(cis-acting element)
13、可影响自身基因表达活性的可影响自身基因表达活性的DNA序列序列不同真核生物的顺式作用元件中也会发现一些不同真核生物的顺式作用元件中也会发现一些共共有序列有序列，如，如TATA盒、盒、CAAT盒等，这些共有序列是盒等，这些共有序列是RNA聚合酶或特异转录因子的结合位点。顺式作用元聚合酶或特异转录因子的结合位点。顺式作用元件分为件分为启动子、增强子和沉默子启动子、增强子和沉默子等。等。编码序列编码序列BADNA转录起始点转录起始点RNA-pol16ppt课件（二）（二）转录调节蛋白可以增强或抑制转录活性转录调节蛋白可以增强或抑制转录活性 原核生物基因转录调节蛋白分为三类：原核生物基因转录调节蛋白分
14、为三类：特特异因子、阻遏蛋白和激活蛋白。异因子、阻遏蛋白和激活蛋白。编码序列编码序列 启动序列启动序列 操纵序列操纵序列 其他调节序列其他调节序列(promoter)(operator)特异因子特异因子CAP阻遏蛋白阻遏蛋白二、基因转录激活的基本要素二、基因转录激活的基本要素l DNA调节序列本身并不行使功能，这些序列必须调节序列本身并不行使功能，这些序列必须被基因转录调节蛋白识别和结合才能发挥作用。被基因转录调节蛋白识别和结合才能发挥作用。17ppt课件可可特异识别、结合自身基因的调节序列特异识别、结合自身基因的调节序列，调节自身基因的表达调节自身基因的表达的蛋白质因子。这种调的蛋白质因子。
15、这种调节作用称为节作用称为。由由某一基因表达产生的蛋白质因子某一基因表达产生的蛋白质因子，通，通过与另一基因的特异的顺式作用元件的识过与另一基因的特异的顺式作用元件的识别、结合别、结合反式激活另一基因的转录。反式激活另一基因的转录。这种这种调节作用称为调节作用称为。真核基因转录调节蛋白真核基因转录调节蛋白(转录调节因子或转录因子转录调节因子或转录因子)l 反式作用蛋白或反式作用因子反式作用蛋白或反式作用因子l 顺式作用蛋白顺式作用蛋白18ppt课件。通常是非共价结合，被识别的。通常是非共价结合，被识别的DNA结合位点通常呈对称、或不完全对称结构。有些结合位点通常呈对称、或不完全对称结构。有些调
16、节蛋白在结合调节蛋白在结合DNA前，需要通过蛋白质前，需要通过蛋白质-蛋白质蛋白质相互作用形成二聚体或多聚体。相互作用形成二聚体或多聚体。（三）转录调节蛋白通过（三）转录调节蛋白通过与与DNA或与蛋白质相或与蛋白质相互作用互作用对转录起始进行调节对转录起始进行调节 l DNA-蛋白质相互作用蛋白质相互作用 l 蛋白质蛋白质-蛋白质相互作用蛋白质相互作用 最常见的是二聚体（有同二聚体和异二聚体之分）最常见的是二聚体（有同二聚体和异二聚体之分）对称、或不完全对称结构。对称、或不完全对称结构。19ppt课件（四）（四）RNA聚合酶聚合酶1.启动序列启动序列/启动子与启动子与RNA聚合酶活性聚合酶活性
17、 启动序列启动序列/启动子与启动子与RNA聚合酶的亲和聚合酶的亲和力直接影响转录起动的频率。力直接影响转录起动的频率。2.调节蛋白与调节蛋白与RNA聚合酶活性聚合酶活性一些特异调节蛋白在适当环境信号刺激一些特异调节蛋白在适当环境信号刺激下表达，然后通过下表达，然后通过DNA-蛋白质、蛋白质蛋白质、蛋白质-蛋蛋白质相互作用影响白质相互作用影响RNA聚合酶活性。如热休聚合酶活性。如热休克反应。克反应。二、基因转录激活的基本要素二、基因转录激活的基本要素20ppt课件第三节第三节 原核基因表达调节原核基因表达调节调节的主要环节在调节的主要环节在转录起始转录起始一、原核基因转录调节特点一、原核基因转录
18、调节特点（一）（一）因子决定因子决定RNA聚合酶识别特异性聚合酶识别特异性（二）操纵子模型的普遍性（二）操纵子模型的普遍性（三）原核操纵子受到阻遏蛋白的负性调节（三）原核操纵子受到阻遏蛋白的负性调节 原核生物绝大多数基因按功能相关性成簇地原核生物绝大多数基因按功能相关性成簇地串联、密集于染色体上，共同组成一转录单位串联、密集于染色体上，共同组成一转录单位-操纵子操纵子，如乳糖操纵子。，如乳糖操纵子。原核基因转录调节存在正性调节和负性调节原核基因转录调节存在正性调节和负性调节,其中其中以负性调节为主以负性调节为主。21ppt课件二、操纵子调控模式二、操纵子调控模式（一）乳糖操纵子（一）乳糖操纵子
19、(lac operon)的结构的结构 结构基因结构基因Z：-半乳糖苷酶半乳糖苷酶Y：透酶透酶A：乙酰基转移酶：乙酰基转移酶调控区调控区CAP结合位点结合位点启动序列启动序列操纵序列操纵序列调节基因调节基因ZYAOPDNAIPIl 操纵子调控模式在原核基因转录起始的调节中具操纵子调控模式在原核基因转录起始的调节中具 有普遍性。有普遍性。22ppt课件（二）乳糖操纵子（二）乳糖操纵子(lac operon)的调节机制的调节机制mRNA阻遏蛋白阻遏蛋白IDNAZYAOPRNA-poll 没有乳糖存在时，没有乳糖存在时，lac操纵子处于阻遏状态操纵子处于阻遏状态1.阻遏蛋白的负性调节阻遏蛋白的负性调节
20、阻遏基因阻遏基因l 乳糖操纵子受到阻遏蛋白和乳糖操纵子受到阻遏蛋白和CAP的双重调节的双重调节 图图13-4 lac操纵子与阻遏蛋白的负性调节操纵子与阻遏蛋白的负性调节抑制转录启动抑制转录启动23ppt课件mRNA阻遏蛋白阻遏蛋白IDNAZYAOPRNA-pol启动转录启动转录乳糖乳糖半乳糖半乳糖-半乳糖苷酶半乳糖苷酶l 有乳糖存在时，有乳糖存在时，lac操纵子即可被诱导。操纵子即可被诱导。作为诱导剂结合作为诱导剂结合阻遏蛋白阻遏蛋白mRNA 图图13-4 lac操纵子与阻遏蛋白的负性调节操纵子与阻遏蛋白的负性调节24ppt课件+转录转录l 无葡萄糖及无葡萄糖及cAMP浓度高时浓度高时2.CA
21、P的正性调节的正性调节ZYAOPDNACAPCAPcAMPl 有葡萄糖及有葡萄糖及cAMP浓度低时浓度低时cAMP与与CAP结合受阻结合受阻lac操纵子表达下降操纵子表达下降RNA-pol25ppt课件3.3.协调调节协调调节l 当阻遏蛋白封闭转录时，当阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发对该系统不能发挥作用；挥作用；ZYAOPDNAIPI(a)有葡萄糖，无乳糖有葡萄糖，无乳糖阻遏蛋白阻遏蛋白CAPRNA-pol抑制转录启动抑制转录启动图图13-5 CAP、阻遏蛋白、阻遏蛋白、cAMP和诱导剂和诱导剂对对lac操纵子的调节操纵子的调节26ppt课件3.3.协调调节协调调节l 当乳糖存在时，
22、去阻遏；但因有葡萄糖存在，当乳糖存在时，去阻遏；但因有葡萄糖存在，CAP不能发挥作用，仍几无转录活性。不能发挥作用，仍几无转录活性。(b)有葡萄糖，有乳糖有葡萄糖，有乳糖ZYAOPDNAIPICAP阻遏蛋白阻遏蛋白诱导剂诱导剂很少的很少的mRNA转录转录图图13-5 CAP、阻遏蛋白、阻遏蛋白、cAMP和诱导剂和诱导剂对对lac操纵子的调节操纵子的调节27ppt课件3.3.协调调节协调调节l 当葡萄糖不存在，乳糖存在时，既去阻遏；当葡萄糖不存在，乳糖存在时，既去阻遏；CAP又能发挥作用，对又能发挥作用，对lac有强的诱导调节。有强的诱导调节。(c)无葡萄糖，有乳糖无葡萄糖，有乳糖ZYAOPDN
23、AIPICAP阻遏蛋白阻遏蛋白诱导剂诱导剂大量的大量的mRNA转录转录RNA-pol图图13-5 CAP、阻遏蛋白、阻遏蛋白、cAMP和诱导剂和诱导剂对对lac操纵子的调节操纵子的调节28ppt课件三、原核生物具有不同的转录终止调节机制三、原核生物具有不同的转录终止调节机制四、原核生物翻译水平的调节四、原核生物翻译水平的调节l 两种终止调节方式：两种终止调节方式：衰减和抗终止衰减和抗终止依赖依赖Rho()因子的转录终止因子的转录终止非依赖非依赖Rho因子的转录终止因子的转录终止l 主要转录终止机制主要转录终止机制（一）蛋白质分子结合于启动序列或启动序列周（一）蛋白质分子结合于启动序列或启动序列
24、周围进行自我调节围进行自我调节（自我控制）（自我控制）（二）反义（二）反义RNA结合于翻译起始部位互补序列对结合于翻译起始部位互补序列对翻译进行调节翻译进行调节（反义控制）（反义控制）29ppt课件第四节第四节 真核基因表达调节真核基因表达调节一、真核基因组的结构特点一、真核基因组的结构特点（一）真核基因组（一）真核基因组（二）真核基因转录产物为（二）真核基因转录产物为l 单顺反子单顺反子-一个编码基因转录生成一个一个编码基因转录生成一个mRNA分分子，经翻译生成一条多肽链。子，经翻译生成一条多肽链。（三）真核基因组含有（三）真核基因组含有（四）真核基因具有（四）真核基因具有l 根据重复频率分
25、为根据重复频率分为高度重复序列、中度重复序列高度重复序列、中度重复序列和单拷贝序列。和单拷贝序列。30ppt课件二、真核基因表达调控特点二、真核基因表达调控特点（一）真核细胞内含有多种（一）真核细胞内含有多种RNA聚合酶聚合酶l 真核真核RNA聚合酶有三种，即聚合酶有三种，即RNA-pol、，分别负责三种分别负责三种RNA转录。转录。l 真核真核RNA-pol 不直接结合模板，而需依靠转录因子不直接结合模板，而需依靠转录因子(transcriptional factors,TF)协助起始转录。协助起始转录。（二）处于转录激活状态的染色体结构变化（二）处于转录激活状态的染色体结构变化 真核真核D
26、NA被包装成核小体和更浓缩的染色质结被包装成核小体和更浓缩的染色质结构。构。启动子启动子DNA包装成核小体会影响转录起始包装成核小体会影响转录起始。基。基因激活时，可观察到染色体相应区域发生某些结构因激活时，可观察到染色体相应区域发生某些结构和性质变化。和性质变化。31ppt课件（三）正性调节占主导（三）正性调节占主导（四）在真核细胞中转录与翻译分隔进行（四）在真核细胞中转录与翻译分隔进行（五）转录后修饰、加工更为复杂（五）转录后修饰、加工更为复杂 真核基因是真核基因是由蛋白质组合来调控由蛋白质组合来调控，并，并以正性调节以正性调节为主为主，原因有二：，原因有二：（1）采用正性调节机制更精确；
27、）采用正性调节机制更精确；（2）采用负性调节不经济。）采用负性调节不经济。二、真核基因表达调控特点二、真核基因表达调控特点32ppt课件三、三、RNA pol和和pol 转录体系的调节相对简单转录体系的调节相对简单l tRNA和和5SrRNA基因启动子位于转录起基因启动子位于转录起始点下游即转录区内，称为始点下游即转录区内，称为内部控制区内部控制区（internal control regions,ICR）（一）（一）RNA pol转录体系的控制转录体系的控制l 人人rRNA前体基因的启动子有前体基因的启动子有两个元件两个元件：核心元件与上游控制元件。核心元件与上游控制元件。l RNA pol
28、的的两种转录因子两种转录因子：上游结合因：上游结合因子与选择性因子。子与选择性因子。（二）（二）RNA pol 转录体系的控制转录体系的控制33ppt课件l 真核基因顺式作用元件影响基因转录活性。按功能真核基因顺式作用元件影响基因转录活性。按功能特性，顺式作用元件分为：特性，顺式作用元件分为：启动子、增强子和沉默子。启动子、增强子和沉默子。真核基因启动子是真核基因启动子是RNA聚合酶结合位点周围聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件，至少包括一个的一组转录控制组件，至少包括一个转录起始点转录起始点以及一个以上的以及一个以上的功能组件功能组件。TATA盒盒GC盒盒CAAT盒盒四、四、RNA pol
29、转录起始的调节非常复杂转录起始的调节非常复杂（一）顺式作用元件（一）顺式作用元件 1、启动子、启动子(promoter)34ppt课件2、增强子、增强子(enhancer)指远离转录起始点指远离转录起始点(130kb)、决定基因的时间、决定基因的时间、空间特异性表达、增强启动子转录活性的空间特异性表达、增强启动子转录活性的DNA序列。序列。增强子发挥作用的方式通常与方向、距离无增强子发挥作用的方式通常与方向、距离无关关。从功能上讲，没有增强子存在，启动子通常不从功能上讲，没有增强子存在，启动子通常不能表现活性；没有启动子时，增强子也无法发挥作能表现活性；没有启动子时，增强子也无法发挥作用。用。
30、3、沉默子、沉默子(silencer)指某些基因的指某些基因的负性调节元件负性调节元件，当其结合特异蛋白，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起因子时，对基因转录起阻遏阻遏作用。作用。35ppt课件（二）反式作用因子（二）反式作用因子1.转录调节因子转录调节因子(transcription factors,TF)的分类的分类*基本转录因子基本转录因子是是RNA聚合酶结合启动子所必需的一聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白因子，决定三种组蛋白因子，决定三种RNA(mRNA、tRNA及及rRNA)转录的类别。转录的类别。为个别基因转录所必需，决定该基为个别基因转录所必需，决定该基因的时间、空间特异性表达
31、。因的时间、空间特异性表达。*特异转录因子特异转录因子转录激活因子转录激活因子转录抑制因子转录抑制因子按功能分类按功能分类l 反式作用因子是真核细胞中重要的转录调控蛋白反式作用因子是真核细胞中重要的转录调控蛋白 36ppt课件2.转录调节因子结构转录调节因子结构DNA结合域结合域转录激活域转录激活域TF蛋白质蛋白质-蛋白质结合域蛋白质结合域（二聚化结构域）（二聚化结构域）谷氨酰胺富含域谷氨酰胺富含域酸性激活域酸性激活域脯氨酸富含域脯氨酸富含域（二）反式作用因子（二）反式作用因子l 反式作用因子是真核细胞中重要的转录调控蛋白反式作用因子是真核细胞中重要的转录调控蛋白 37ppt课件（三）（三）m
32、RNA 转录激活需要转录起始复合物转录激活需要转录起始复合物的形成的形成真核真核RNA聚合酶聚合酶不能单独识别、结合启动子，不能单独识别、结合启动子，而是先由而是先由基本转录因子基本转录因子TFD的组成成分的组成成分TBP 识别识别TATA盒或启动元件。盒或启动元件。TBP为基本转录因子为基本转录因子TFD的亚基，折叠为两的亚基，折叠为两个功能非常相似的功能域个功能非常相似的功能域（蓝色和绿色），负责识（蓝色和绿色），负责识别和结合别和结合DNA中的中的TATA框序列（红色）。框序列（红色）。38ppt课件图图13-9 真核转录起始复合物的形成真核转录起始复合物的形成（三）（三）mRNA 转录
33、激活需要转录起始复合物转录激活需要转录起始复合物的形成的形成TBP 识别识别TATA盒或启动元件，在盒或启动元件，在TAF、TFAF等等参与下，与参与下，与RNA聚合酶聚合酶一起形成转录起始复合物。一起形成转录起始复合物。PolTAFTFFTAFTAFTFATFBTBP DNATATAEBPTBPTFHTBP辅因子辅因子增强子结合蛋白增强子结合蛋白39ppt课件真核生物真核生物细细 菌菌l 细菌和真核生物基因转录激活机制主要差别的总结。细菌和真核生物基因转录激活机制主要差别的总结。另外，真核另外，真核DNA包装成核小体（未显示）。包装成核小体（未显示）。基因调控序列基因调控序列RNA聚合酶聚合
34、酶转录起始转录起始转录因子转录因子调控蛋白调控蛋白启动子启动子TATA框框RNA聚合酶聚合酶基因调基因调控序列控序列调控蛋白调控蛋白启动序列启动序列转录起始转录起始40ppt课件思思 考考 题题1、试述原核生物和真核生物基因组的特点。、试述原核生物和真核生物基因组的特点。4、试比较原核生物和真核生物基因转录激、试比较原核生物和真核生物基因转录激活机制。活机制。3、以乳糖操纵子为例介绍原核生物的操纵、以乳糖操纵子为例介绍原核生物的操纵子调控模式。子调控模式。2、基因转录激活的基本要素有哪些？、基因转录激活的基本要素有哪些？41ppt课件增增 强强 子子 增强子增强子（激活蛋白结合部位）（激活蛋白
35、结合部位）激活蛋白激活蛋白转录起始转录起始转录起始转录起始TATA框框转录因子和转录因子和RNA聚合酶的结合聚合酶的结合转录因子转录因子RNA聚合酶聚合酶42ppt课件 TATA盒盒 CAAT盒盒 GC盒盒 增强子增强子 顺式作用元件顺式作用元件 结构基因结构基因-GCGC-CAAT-TATA转录起始转录起始 真核生物启动子的典型结构真核生物启动子的典型结构 通常位于转录起始通常位于转录起始点上游点上游-25 -30bp，控控制转录起始的准确性及制转录起始的准确性及频率。频率。是转录因子是转录因子TFII D结合位点。结合位点。43ppt课件最常见的最常见的DNA结合域结合域-常结合常结合GC
36、盒盒l 约有约有30 个个AA残基残基l 其中其中4 个个AA残基残基 (2 个个Cys，2 个个His)配位键配位键 Zn2+稳定锌指结构稳定锌指结构l 与与DNA双螺旋大沟结合。双螺旋大沟结合。l 存在于多种真核转录因子。存在于多种真核转录因子。1.锌指锌指(zinc finger)44ppt课件 2.碱性碱性-螺旋螺旋 -常结合常结合CAAT盒盒最常见的最常见的DNA结合域结合域亮氨酸拉链亮氨酸拉链螺旋螺旋-转角转角-螺旋螺旋45ppt课件阻阻 遏遏色氨酸合成色氨酸合成相关酶编码基因相关酶编码基因阻遏蛋白阻遏蛋白RNA聚合酶聚合酶mRNA基因打开基因打开低浓度低浓度色氨酸色氨酸高浓度高浓
37、度色氨酸色氨酸色氨酸色氨酸基因关闭基因关闭启动子启动子转录起始转录起始-35+146ppt课件DNA-蛋白质相互作用蛋白质相互作用47ppt课件DNA-蛋白质相互作用蛋白质相互作用48ppt课件baDNAcDNA反式调节反式调节C顺式调节顺式调节 mRNA C蛋白质蛋白质CA mRNA蛋白质蛋白质AA图图13-3 反式和顺式作用蛋白反式和顺式作用蛋白49ppt课件NTPRNA pol起始的真核基因转录起始的真核基因转录TATA框框TFETFHTFBTFDATP转录开始转录开始RNA pol TFF50ppt课件基因调控序列基因调控序列间隔间隔DNA基因调控蛋白基因调控蛋白转录因子转录因子RNA聚合酶聚合酶转录起始转录起始启动子启动子典型真核基因的调控序列典型真核基因的调控序列51ppt课件4个月个月6个月个月8个月个月10个月个月2个月个月52ppt课件
