真核基因表达调控(编辑修改稿)

真核基因表达调控(编辑修改稿)内容摘要：

被多个激活蛋白识别。 Oct1是非淋巴样细胞中结合八碱基对元件的转录激活因子，没有组织特异性。 Oct2则是组织特异的激活因子。 一般说来，一个特定的共有序列元件能被相应的转录因子或一个转录因子家族的成员所识别，而相同的元件也能被不同的转录因子所识别。  五、真核基因转录后加工的多样性 1．简单转录单位  2. 复杂转录单位 含有复杂转录单位的主要是一些编码组织和发育特异性蛋白质的基因，它们除了含有数量不等的内含子以外，其初级转录产物能通过多种不同方式加工成两个或两个以上的 mRNA。  利用多个加 poly（ A）位点和不同的剪接方式产生不同的蛋白质。 这类基因 539。 末端虽只有一个转录起始位点，但有两个或多个加poly（ A）位点，因此可通过不同的剪接方式得到不同的蛋白质。 3. mRNA稳定性控制  真核生物能否长时间、及时地利用成熟的 mRNA分子翻译出蛋白质以供生长、发育的需要，是和 mRNA的稳定性以及屏蔽状态的解除相关的。  原核生物 mRNA的半衰期很短，平均大约 3min。 高等真核生物迅速生长的细胞中 mRNA的半衰期平均 3h。 在高度分化的终端细胞中许多 mRNA极其稳定，有的寿命长达数天。  转运铁蛋白受体（ TfR）和铁蛋白负责铁吸收和铁解毒。 这两个 mRNA上存在相似的顺式作用元件，称为铁应答元件（ iron response element， IRE）。 IRE与 IRE结合蛋白（ IREBP）相互作用控制了这两个 mRNA的翻译效率。 当细胞缺铁时，IREBP与 IRE具有高亲和力，两者的结合有效地阻止了铁蛋白mRNA的翻译，与此同时， TfR mRNA上 339。 非翻译区中的 IRE也与 IREBP特异结合，有效地阻止了 TfR mRNA的降解，促进 TfR蛋白的合成。 4. 蛋白质因子的修饰与翻译起始调控  用兔网织红细胞粗抽提液研究蛋白质合成时发现，如果不向这一体系中添加氯高铁血红素，网织红细胞粗抽提液中的蛋白质合成抑制剂就被活化，蛋白质合成活性在几分钟之内急剧下降，很快就彻底消失。 现已查明，网织红细胞蛋白质合成的抑制剂 HCI是受氯高铁血红素调节的 eIF2的激酶，可以使该因子的 α亚基磷酸化并由活性型转变为非活性型。 六、 真核基因表达调控举例  现代分子生物学上把能与某个（类）专一蛋白因子结合，从而控制基因特异表达的 DNA上游序列称为应答元件（ response element）。 它们与细胞内高度专一的转录因子相互作用，协调相关基因的转录。  最常见的应答元件有： 热激应答元件（ heatshock response element，HSE）， 糖皮质应答元件（ glucocorticoid response element， GRE）， 金属应答元件（ metal response element， MRE） 七、真核基因表达研究方法与应用 基因敲除技术 (Gene Knockout) 注意事项： （ 1）、有合适的胚胎干细胞（ embryonic stem cells）； （ 2）、有已知的单拷贝基因位点； （ 3）、用线性载体或不能自我复制的载体 （ Pulldown assay） Science, 289:15501554 (2020)  NFkB基因表达后导致细胞炎症，而 NFkB基因的活化受炎症诱发因子的刺激。 IKKα、IKKβ及 NEMO（ NFkBessential modifier）抑制 NFkB基因的表达。 导弹药物 药物导向治疗  肿瘤或癌细胞表面通常过量表达某些特征性蛋白质（如人乳腺癌细胞表面的 28 kD 蛋白），可作为肿瘤导向治疗的作用靶。 将抗体的某些部分与外毒素相连接，就可以把毒素直接送到病变细胞表面，有效地杀死病变细胞，保护健康细胞。  Cell, 95:657667 (1998)。 Nature, 400:781784(1999)。 Science, 288:859863 (2020)。 PNAS， In Press (2020)。 第八章 DNA或蛋白质的化学修饰与基因表达  一、 DNA甲基化与基因表达  二、 蛋白质磷酸化与基因表达  三、 基因重排的分子机制 一、 DNA甲基化与基因表达 DNA甲基化是最早发现的修饰途径之一，可能存在于所有高等生物中。 DNA甲基化能关闭某些基因的活性，去甲基化则诱导了基因的重新活化和表达。 1． DNA甲基化的主要形式 5甲基胞嘧啶， N6甲基腺嘌呤和 7甲基鸟嘌呤。 在真核生物中， 5甲基胞嘧啶主要出现在 CpG和 CpXpG中，原核生物中CCA/TGG和 GATC也常被甲基化。 真核生物细胞内存在两种甲基化酶活性：一种被称为日常型（ maintenance）甲基转移酶，另一种是 从头合成（ denovo synthesis）甲基转移酶。 前者主要在甲基化母链（模板链）指导下使处于半甲基化的 DNA双链分子上与甲基胞嘧啶相对应的胞嘧啶甲基化。 日常型甲基转移酶常常与 DNA内切酶活性相耦联，有 3种类型。 II类酶活性包括内切酶和甲基化酶两种成分，而 I类和 III类都是双功能酶，既能将半甲基化 DNA甲基化，又能降解外源无甲基化 DNA。 由于甲基化胞嘧啶极易在进化中丢失，所以，高等真核生物中 CG序列远远低于其理论值。 哺乳类基因组中约存在 4万个 CG islands，大多位于转录单元的 5„区。 没有甲基化的胞嘧啶发生脱氨基作用，就可能被氧化成为 U，被 DNA修复系统所识别和切除，恢复成 C。 已经甲基化的胞嘧啶发生脱氨基作用 , 它就变为 T, 无法被区分。 因此 , CpG序列极易丢失。 2．甲基化抑制基因转录的机制 甲基化导致某些区域 DNA构象变化，从而影响了蛋白质与 DNA的相互作用，抑制了转录因子与启动区 DNA的结合效率。 对弱启动子来说，少量甲基化就能使其完全失去转录活性。 当这类启动子被增强时，即使不去甲基化也可以恢复其转录活性。 甲基化密度较高时，即使增强后的启动子仍无转录活性。 因为甲基化对转录的抑制强度与 MeCP1（ methylCpGbinding protein1）结合 DNA的能力成正相关，甲基化 CpG的密度和启动子强度之间的平衡决定了该启动子是否具有转录活性。 DNA甲基化对基因转录的抑制直接参与了发育调控。 随着个体发育，当需要某些基因保持 沉默 时，它们将迅速被甲基化，若需要恢复转录活性，则去甲基化。 I． DNA甲基化抑制基因转录的直接机制 某些转录因子的结合位点内含有 CpG序列，甲基化以后直。