第九章真核生物基因表达调控.ppt

第九章真核生物基因表达调控
第一页，本课件共有86页
主要内容
第一节 概述
第二节 DNA染色体水平的调控
第三节 DNA水平上的调控
第四节 转录水平上的调控
第二页，本课件共有86页
第一节 概述
☆ 真核松散，DNaseⅠ易于接触到DNA。
超敏感位点（HS）
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基因活性区域对DNAase Ⅰ的敏感性有细胞组织特异性，只有在活跃表达的细胞中，基因才具有这种敏感性。
在染色质中的基因DNA对DNAase Ⅰ敏感性只能说明该基因具有被转录的潜在能力，并非一定就能转录。
染色质上对DNAase Ⅰ敏感的区域有一定界限，
在同一个基因内，各个区段对DNAase Ⅰ敏感程度也不同组蛋白的乙酰化能使染色质对DNAase Ⅰ的敏感性显著增强。
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☆ 组蛋白对基因活性的影响
核小体组蛋白八聚体的N端都暴露在核小体外，某些特殊氨基酸的残基可能发生乙酰基化、***化、磷酸化或核糖基化等修饰，结果一是改变染色质结构，直接影响基因转录；二是核小体表面发生改变，易于调控蛋白与染色质接触。
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核心组蛋白的乙酰化(acetylation)
乙酰化作用由组蛋白乙酰基转移酶催化完成。
组蛋白H3和H4是修饰的主要位点。
组蛋白的乙酰化作用能导致组蛋白正电荷减少，削弱与DNA结合的能力，引起核小体的解聚，从而使转录因子和RNA聚合酶顺利结合到DNA上。
阻止核小体装配，使染色质处于比较松弛状态。
组蛋白乙酰化是活性染色质的标志之一
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表示一段阻遏状态的染色体区域，其DNA与去乙酰基组蛋白结合；
糖皮质激素受体（GR）和糖皮质激素应答元件（GRE）结合，辅激活物CBP同GR结合，处于TATA盒的上游和下游的核心组蛋白被乙酰基化；
被乙酰基化的组蛋白与DNA分离；
TFIID与DNA的开放区结合。TAFII250是TFIID的一个亚基，具有组蛋白乙酰基转移酶活性。同时，CBP和TAFII250又解离相邻的核小体，以便容许转录起始；
在启动子区剩下的核小体也被乙酰基化，RNA聚合酶与启动子结合，转录开始。
辅激活子通过组蛋白乙酰基化在转录调控中作用的模型
转录因子（如糖皮质激素受体，GR）与DNA结合并捕获辅激活子（CBP）；CBP具有组蛋白乙酰基转移酶活性。
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组蛋白H1丝氨酸残基的磷酸化发生在有丝分裂前期，H1的磷酸化导致DNA 的亲和力下降，染色质松解，影响染色质活性。
组蛋白H1的磷酸化
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☆ 非组蛋白
特点：
种类多且数量大
具有种属和组织特异性
大多是磷蛋白
主要功能：
在染色质结构组成和基因调控中发挥着重要作用
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核基质与基因活化
Coffey和Berezney(1974)，高盐、DNase和RNase处理。核骨架纤维粗细不等，直径为3-30nm，形成三维网络结构与核纤层，与核孔复合体相接，将染色质和核仁网络在其中。核骨架-核纤层-中间纤维三者相互联系形成一个贯穿于核、质间的统一网络系统。这一系统较微管、微丝具有更高的稳定性。
广义的核骨架概念：核骨架包括核纤层、核孔复合体、染色体骨架、核基质、核仁骨架等。
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核骨架概念：
核骨架是真核细胞内的真实结构体系；
核骨架与中间纤维和核纤层构成贯穿核和质的网络状结构体系；
核骨架主要是非组蛋白，含少量RNA；
核骨架与DNA复制、基因表达及染色体的构建和包装密切相关；
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核骨架的功能:
为DNA的复制提供支架，DNA是以复制环的形式锚定在核骨架上的，核骨架上有DNA复制所需要的酶，如：DNA聚合酶α、DNA引物酶、DNA拓朴异构酶II等。DNA的自主复制序列（ARS）也是结合在核骨架上。
是基因转录加工的场所，RNA的转录同样需要DNA锚定在核骨架上才能进行，核骨架上有RNA聚合酶的结合位点，使之固定于核骨架上，RNA的合成是在核骨架上进行的。新合成的RNA也结合在核骨架上，并在这里进行加工和修饰。
与染色体构建有关，现在一般认为核骨架与染色体骨架为同一类物质，30nm的染色质纤维就是结合在核骨架上，形成放射环状的结构，在分裂期进一步包装成光学显微镜下可见的染色体。
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染色质环与染色体轴
SARs(nuclear scaffold associated region)
MARs(nuclear