染色质结构与基因转录.ppt

优选染色质结构与基因转录
第一页，共十六页。
染色质结构与基因活化
活性染色质及其主要特征
染色质结构与基因转录
一
二
第二页，共十六页。
真核生物内DNA是裸露的吗？
优选染色质结构与基因转录
第一页，共十六页。
染色质结构与基因活化
活性染色质及其主要特征
染色质结构与基因转录
一
二
第二页，共十六页。
真核生物内DNA是裸露的吗？
染色质
核酸
蛋白质
少量RNA
DNA
组蛋白
非组蛋白
核小体
阻断了转录的进行
第三页，共十六页。
一、活性染色质及其主要特征
活性染色质(active chromatin)与
非活性染色质(inactive chromatin)
活性染色质的主要特征
（一）
（二）
第四页，共十六页。
活性染色质：具有转录活性的染色质

非活性染色质：没有转录活性的染色质
活性染色质的核小体发生构象改变，具
有疏松的染色质结构，从而便于转录调
控因子与顺式调控元件结合和RNA 聚合
酶在转录模板上滑动。
（一）活性染色质(active chromatin)与 非活性染色质(inactive chromatin)
第五页，共十六页。
Ⅰ.活性染色质具有DNase I超敏感位点（DNase I hypersensitive site，DHS）：
活性染色质对DNase具有优先敏感性。
超敏感位点是一段长100~200bp的DNA序列特异暴露的染色质区域。
大部分位于5‘-端启动子区。可能是为RNA聚合酶、转录因子或其他蛋白调控因子提供结合位点。
（二）活性染色质的主要特征
第六页，共十六页。
Ⅱ. 活性染色质在生化上具有特殊性
活性染色质很少有组蛋白H1与其结合；
活性染色质的组蛋白乙酰化程度高；
活性染色质的核小体组蛋白H2B很少被磷酸化
活性染色质中核小体组蛋白H2A在许多物种很少有变异形式；

HMG14和HMG17只存在于活性染色质中。
（二）活性染色质的主要特征
第七页，共十六页。
Ⅲ .活性染色质在组蛋白修饰上的特异性
***化、乙酰化（标志）、磷酸化
（二）活性染色质的主要特征
第八页，共十六页。
Questions:
如何形成活性染色质中的超敏感结构？
如何隔离活性区域与非活性区域？
RNA聚合酶如何通过与组蛋白结合的DNA模板进行转录？
第九页，共十六页。
二、染色质结构与基因激活
（一）
（二）
（三）
疏松染色质结构的形成
染色质的区间性
染色质模板的转录
第十页，共十六页。
Ⅰ. DNA局部结构的改变与核小体相位的影响

当调控蛋白与染色质DNA的特定位点结合时， 染色质易被引发二级结构的改变；进而引起其它的一些结合位点与调控蛋白的结合。

核小体变构因子可通过改变核小体的相位协助基因转录
疏松染色质结构的形成
（一）
第十一页，共十六页。
核小体易位使得转录因子能与DNA结合：
有些细胞具有某些“工具”（如人类细胞的SWI/SNF复合物）能撬开被核小体阻断的DNA区域，从而允许转录因子与DNA接触。
第十二页，共十六页。
Ⅱ. 组蛋白的修饰：影响转录活性
——决定了染色质处于活性或非活性状态。
直接影响：改变染色质的结构（如：磷酸化）
间接影响：使核小体变构（易位/解体等），使其他调控蛋白易于和染色质相互接触
例如：组蛋白的赖氨酸残基的乙酰化
Ⅲ. HMG结构域蛋白
HMG结构域可识别某些异型的DNA结构，与DNA弯折和DNA-蛋白质复合体高级结构的形成有关。
（一）
疏松染色质结构的形成
第十三页，共十六页。
（二）染色质的区间性
基因座控制区（locus control region,LCR）
染色体DNA上一种顺式作用元件，具有稳定
染色质疏松结构的功能；
与多种反式因子的结合序列可保证DNA复制
时与启动子结合的因子仍保持在原位。
隔离子（insulator）
概念：处于抑制状态与活化状态的染色质结构域之间、能防止不同状态的染色质结构特征向两侧扩展的染色质 DNA序列。
作用：作为异染色质定向形成的起始位点；
提供拓扑隔离区；涉及追踪机制。