第8章-真核基因表达调控(下).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,真核生物基因表达调控的特点,真核生物,DNA,水平上的基因表达调控,真核生物转录水平上的基因表达调控,蛋白质磷酸化对基因转录的调控,其他水平上的表达调控,本章内容,1,原核生物,环境,+,养料 生长繁殖,通过转录调控，开启或关闭基因表达。,2,真核生物（除酵母、藻类和原生动物等单细胞类之外）主要由多细胞组成，每个细胞基因组中蕴藏的遗传信息量及基因数量都大大高于原核生物。,e.g.,人类细胞单倍体基因组有,310,9,bp,，,为大肠杆菌总,DNA,的,800,倍，,噬菌体的,10,万倍左右！,3,根据其性质可分为两大类：,一,.,瞬时调控或称为可逆性调控,相当于原核细胞对环境条件变化所做出的反应。瞬时调控包括某种底物或激素水平升降时，及细胞周期不同阶段中酶活性和浓度的调节。,二,.,发育调控或称不可逆调控,真核基因调控的精髓部分，决定了真核细胞生长、分化、发育的全部进程。,真核生物基因表达调控的种类：,6,根据基因调控在同一事件中发生的先后次序可分为,转录水平调控,:,基因结构的活化和转录的启动；,转录后水平调控,，,主要包括：,RNA,加工成熟过程的调控；,mRNA,转运到胞质及其稳定性；,翻译水平调控；,蛋白质加工水平的调控。,7,真核基因表达调控主要步骤,*,*,*,*,*,*,*,调控位点,*,蛋白质加工成熟,蛋白质折叠,蛋白质降解,翻译起始和调控,转录复合物的组装,RNA,加工和成熟,8,研究基因调控主要回答的问题,1.,什么是诱发基因转录的信号？,2.,基因调控主要是在哪一步实现的（转录或蛋白质合成）？,3.,不同水平基因调控的分子机制是什么,?,9,真核细胞与原核细胞在基因转录、翻译及,DNA,的空间结构方面存在以下几个方面的差异,:,在真核细胞中，一条成熟的,mRNA,链只能翻译出一条多肽链，很少存在原核生物中常见的多基因操纵子形式。,真核细胞,DNA,与组蛋白和大量非组蛋白相结合，只有一小部分,DNA,是裸露的。,8.1,真核生物的基因结构与转录活性,10,高等真核细胞,DNA,中很大部分是不转录的，大部分真核细胞的基因中间还存在不被翻译的内含子。,真核生物能够有序地根据生长发育阶段的需要进行,DNA,片段重排，还能在需要时增加细胞内某些基因的拷贝数。,11,在真核生物中，基因转录的调节区相对较大，它们可能远离启动子达几百个甚至上千个碱基对，这些调节区一般通过改变整个所控制基因5上游区,DNA,构型来影响它与,RNA,聚合酶的结合能力。,在原核生物中，转录的调节区都很小，大都位于启动子上游不远处，调控蛋白结合到调节位点上可直接促进或抑制,RNA,聚合酶与它的结合。,12,真核生物的,RNA,在细胞核中合成，只有经转运穿过核膜，到达细胞质后，才能被翻译成蛋白质，原核生物中不存在这样严格的空间间隔。,许多真核生物的基因只有经过复杂的成熟和剪接过程,，,才能顺利地翻译成蛋白质。,13,8.1.1,基因家族,真核细胞中许多相关的基因常按功能成套组合，被称为基因家族。,同一家族中的成员有时紧密地排列在一起，成为一个基因簇。,如：编码组蛋白、免疫球蛋白和血红蛋白的基因都属于基因家族。,14,简单多基因家族,中的基因一般以串联方式前后相连。如,rDNA,，,tRNA,等，细菌中所有,rRNA,和部分,tRNA,都来自这个分子量为,30S,的前,rRNA,。,在真核生物中，前,rRNA,转录产物的分子量为,45S,包括,18S,，,28S,和,5.8S,三个主要,rRNA,分子。,5S rRNA,作为一个独立的转录单位，由,RNA,聚合酶,III,完成转录。,1,、简单多基因家族,15,基因之间结构相似，基因与基因之间有中间重复序列，在基因组内分散成若干个基因簇。各个基因含有单一的转录单元和非转录区。,16,细菌中,rRNA,基因家族各成员的分布与成熟过程分析,成熟,rRNAs,中间产物,甲基化,17,脊椎动物中,rRNA,基因家族主要成员的分布与成熟过程分析,成熟,rRNAs,前,rRNA,转录物,甲基化,18,真核生物的,rRNA,基因家族是一种中度串联重复、有转录活性的基因，是简单多基因家族。,基因组含有大量的,rRNA,基因，细胞内,RNA,的,80%-90%,是,rRNA,。高等真核生物中，有,4,种,rRNA,，,即,28S,、,18S,、,5.8S,和,5S rRNA,。,19,2,、复杂多基因家族,一般由几个相关基因家族构成，基因家族之间由间隔序列隔开，并作为独立的转录单位。,20,组蛋白基因作为一个单位重复上千次。每个基因单独地按一定方向转录。各重复单位含有多个不同的转录单元和非转录区。,21,3,、发育调控的复杂多基因家族,在不同组织、细胞类型、时间表达的复杂的多基因家族中，如珠蛋白和免疫球蛋白基因等属于不同时态表达的复杂的多基因家族。,22,血红蛋白是所有动物体内输送分子氧的主要载体，由,22,组成的四聚体加上一个血红素。,23,所有动物血红蛋白基因的基本结构相同，但在个体发育不同时期却出现不同形式的亚基。人类发育阶段中血红蛋白组成的变化。,发育阶段,血红蛋白组成,胚胎期（,8,周前）,2,2,2,2,2,2,胎儿期,2,2,成年期,2,2,2,2,24,人类,11,号染色体上的,族基因,胚胎,胎儿,出生到成人,胚胎,胎儿和成人,人类,16,号染色体上的,族基因,25,人,-,珠蛋白基因的基本结构,26,27,人细胞中,和,-,珠蛋白基因簇结构示意图,28,8.1.2,真核基因的断裂结构,1.,外显子与内含子,内含子：指存在于原始转录物或基因组,DNA,中的非编码核苷酸序列。,大多数真核基因都是由蛋白质编码序列和非蛋白质编码序列两部分组成的。,29,原始转录体需要剪接去掉内含子，然后切点两侧的,RNA,重新连接，才具有连续编码的成熟,mRNA,。大多数真核基因的编码区是不连续的，由外显子和内含子交替排列是断裂的。,30,不同真核生物基因的长度及单个基因平均含有外显子数量比较,物 种,外显子数,/,基因,核基因平均长度,(kb),mRNA,平均长度,酵 母,1,1.6,1.6,真 菌,3,1.5,1.5,线 虫,4,4.0,3.0,果 蝇,4,11.3,2.7,鸡,9,13.9,2.4,哺乳类,7,16.6,2.2,31,哺乳动物二氢叶酸还原酶的基因结构,32,指外显子和内含子的交界或称边界序列，它有两个重要特征：,内含子的两端序列之间没有广泛的同源性,连接区序列很短，高度保守，是,RNA,剪接的信号序列,5GT AG 3,外显子与内含子的连接区,内含子,外显子,外显子,33,2,、外显子与内含子的可变调控,组成型剪接,：一个基因的转录产物通过剪接只能产生一种成熟的,mRNA,。,选择性剪接,：同一基因的转录产物由于不同的剪接方式形成不同,mRNA,。,34,肝中转录,唾腺中转录,35,8.1.3,真核生物,DNA,水平上的基因表达调控,基因丢失,基因扩增,基因重排,DNA,甲基化状态与调控,染色体结构与调控,抗体分子的形成,Ti,质粒,转座子,36,一、基因丢失：,在细胞分化过程中，可以通过丢失掉某些基因而去除这些基因的活性。某些原生动物、线虫、昆虫和甲壳类动物在个体发育中，许多体细胞常常丢失掉整条或部分的染色体，只有将来分化产生生殖细胞的那些细胞一直保留着整套的染色体。,37,38,二、基因扩增：,基因扩增是指某些基因的拷贝数专一性增大的现象，它使得细胞在短期内产生大量的基因产物以满足生长发育的需要，是基因活性调控的一种方式。,如非洲爪蟾体细胞中,rDNA,的基因扩增是因发育需要而出现的基因扩增现象。,39,基因组拷贝数增加，即,多倍性，,在植物中是非常普遍的现象。基因组拷贝数增加使可供遗传重组的物质增多，这可能构成了加速基因进化、基因组重组和最终物种形成的一种方式。,发育或系统发生中的倍性增加在植物中普遍存在,40,DNA,含量的发育控制,利用流式细胞仪对从拟南芥不同发育阶段的组织中分离到的间期细胞核进行分析，发现,多倍体的,DNA,含量与组织的成熟程度成正比。,对于一给定的物种，,C,是单倍体基因组中的,DNA,质量。,41,定义：将一个基因从远离启动子的地方移到距它很近的位点从而启动转录的方式。,e.g.,通过基因重排调节基因活性的典型例子是免疫球蛋白结构基因的表达。,三、基因重排：,42,V,、,C,、,J,区在胚胎期细胞中相距较远，细胞发育分化时，免疫球蛋白重链基因,DNA,重排,。,43,免疫球蛋白重链基因片段重排,V,V,44,45,8.1.4 DNA,的甲基化与基因调控,1,、,DNA,的甲基化,CH,3,CH,3,作用：,关闭基因活性，引起染色质结构、构象稳定性及蛋白质作用方式的改变。,H,3,C,胞嘧啶,腺嘌呤,鸟嘌呤,46,在真核生物中，,5-,甲基胞嘧啶主要出现在,CpG,序列、,CpXpG,、,CCA/TGG,和,GATC,中,CpG,二核苷酸通常成串出现在,DNA,上，,CpG,岛,47,真核生物细胞内存在两种甲基化酶活性：,日常型甲基转移酶,从头合成型甲基转移酶,48,CH,3,CH,3,CH,3,CH,3,49,DNA,甲基化抑制基因转录,启动子强度 甲基化 低密度 高密度,强,强,弱,弱,50,2,、,DNA,甲基化抑制基因转录的机理,DNA,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。,51,不同的内切酶识别不同的甲基化位点,52,按功能状态的不同可将染色质分为活性染色质和非活性染色质。,活性染色质是指具有转录活性的染色质；,非活性染色质是指没有转录活性的染色质。,8.1.5,染色质结构与基因表达调控,53,真核细胞中基因转录的模板是染色质而不是裸露的,DNA，,因此染色质呈疏松或紧密结构，即,是否处于活化状态,是决定,RNA,聚合酶能否有效行使转录功能的关键。,54,活性染色质由于核小体构型发生构象的改变，具有疏松的染色质结构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。,55,转录后组蛋白改变结合部位,56,组蛋白八聚体移位,57,活性染色质的主要特点,活性染色质上具有,DNaseI,超敏感位点，易受核酸酶降解。,58,A,B,A“,灯刷型”染色体,B,存在于“活性”染色质区的,DNA,环状结构,59,8.2,真核基因转录机器的主要组成,8.2.1,真核基因的转录,60,“基因”的分子生物学定义：产生一条多肽链或功能,RNA,所必需的全部核苷酸序列。,61,顺式作用元件：影响自身基因表达活性的非编码,DNA,序列。,例：启动子、增强子、沉默子等,62,核心启动子和上游启动子,（,1,）,启动子：在,DNA,分子中，,RNA,聚合酶能够识别、,结合并导致转录起始的序列。,63,8.2.2,增强子：,能使与它连锁的基因转录频率明显增加的,DNA,序列。,SV40,的转录单元上发现，转录起始位点上游约,200 bp,处有两段长,72 bp,的正向重复序列。,64,增强子特点：,增强效应十分明显，一般能使基因转录频率,增加10-200倍；,增强效应与其位置和取向无关，不论增强子,以什么方向排列（53或35），甚至和,靶基因相距3,kb，,或在靶基因下游，均表现,出增强效应；,65,大多为重复序列，一般长约50,bp，,适合与某些蛋白因子结合。其内部常含有一个核心序列：（,G）TGGA/TA/TA/T（G），,该序列是产生增强效应时所必需的；,增强效应有严密的组织和细胞特异性，说明,增强子只有与特定的蛋白质（转录因子）相,互作用才能发挥其功能；,66,没有基因专一性，可以在不同的基因组合上表现增强效应；,许多增强子还受外部信号的调控，如金属硫蛋白的基因启动区上游所带的增强子，就可以对环境中的锌、镉浓度做出反应。,67,增强子作用机理：,68,沉默子：,某些基因含有负性调节元件,沉默子，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。,69,8.2.3,反式作用因子,定义：,能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上，参与调控靶基因转录效率的蛋白质。,TFIID,（,TATA,）、,CTF,（,CAAT,）、,SP1,（,GGGCGG,）、,HSF,（热激蛋白启动区）,70,结 构,DNA,结合结构域,转录活化结构域,结构域,连接区,71,（,1,）,DNA,结合结构域：,螺旋,-,转折,-,螺旋（,Helix-turn-helix,，,H-T-H）,锌指结构（,zinc finger）,碱性,-,亮氨酸拉链（,basic-leucine zipper,）,碱性,-,螺旋,-,环,-,螺旋（,basic helix/loop/helix,，,bHLH）,72,1,、螺旋,-,转折,-,螺旋,73,74,75,2,、锌指结构,配位键,2-9,个,一种常出现在,DNA,结合蛋白中的结构基元。由一个含有大约,30,个氨基酸的环和一个与环上的,4,个,Cys,或,2,个,Cys,和,2,个,His,配位的,Zn,构成，形成的结构像手指状。,76,Cys,2,/Cys,2,锌指,Cys,2,/His,2,锌指,见于甾体激素受体,见于,SP1,，,TF A,等,77,转录因子,SP1,（,GC,盒）、连续的,3,个锌指重复结构。,78,3,、碱性,-,亮氨酸拉链,二聚体,亮氨酸之间相互作用形成二聚体，形成“拉链”。,肽链氨基端2030个富含碱性氨基酸结构域与,DNA,结合。,79,蛋白质的,DNA,结合结构域实际是以碱性区和亮氨酸拉链结构域整体作为基础的。,80,定义：,出现在,DNA,结合蛋白质和其它蛋白质中的一种结构基元（,motif,）。当来自同一个或不同多肽链的两个,-,螺旋的疏水面（常常含有亮氨酸残基）相互作用形成一个圈对圈的二聚体结构时就形成了亮氨酸拉链。,81,4,、碱性,-,螺旋,-,环,-,螺旋,bHLH,82,bHLH,蛋白的,DNA,结合能力分析,不含有碱性区时，,缺乏对靶,DNA,的亲和力。,83,（,2,）,转录活化结构域,真核生物中，反式作用因子的功能由于受蛋白质,-,蛋白质之间相互作用的调节变得精密、复杂，完整的转录调控功能通常以,复合物,的方式来完成,.,因此，是否具有转录活化域就成为反式作用因子中唯一的结构基础。,84,几种常见的转录活化结构域,85,8.3,蛋白质磷酸化对基因转录的调控,单细胞生物,直接作出反应。,多细胞生物,通过细胞间复杂的信号传递系统来传递信息，从而调控机体活动。,外界环境变化时,86,特定的细胞释放信息物质,信息物质经扩散或血循环到达靶细胞,与靶细胞的受体特异性结合,受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统,靶细胞产生生物学效应,跨膜信号转导的一般步骤,87,细胞间信息,物质,是,由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质的统称，,又称作第一信使。,如生长因子、细胞因子、胰岛素等,在细胞内传递信息的小分子物质，如,：,Ca,2+,、,IP,3,、,DAG,、,cAMP,、,cGMP,等,。,第二信使,88,能与受体呈特异性结合的生物活性分子则称配体。,受体,是细胞膜上或细胞内能特别识别生物活性分子并与之结合的成分。,它能把识别和接受的信号正确无误地放大并传递到细胞内部，进而引起生物学效应的特殊蛋白质，个别是糖脂。,89,存在于,细胞质膜,上的受体，根据其结构和转换信号的方式又分为三大类：,离子通道受体,G,蛋白偶联受体,跨膜蛋白激酶受体,1,、膜受体,90,91,（,1,）,G,蛋白偶联受体,又称七个跨膜,螺旋受体,/,蛇型受体,92,G,蛋白,(guanylate binding protein),是一类和,GTP,或,GDP,相结合、位于细胞膜胞浆面的外周蛋白，由,、,三个亚基组成。,有两种构象：,非活化型；活化型,93,霍乱毒素能催化,ADP,核糖基共价结合到,Gs,的,亚基上，致使,亚基丧失,GTP,酶的活性，结果,GTP,永久结合在,Gs,的,亚基上，使,亚基处于持续活化状态，腺苷酸环化酶永久性活化。导致霍乱病患者细胞内,Na+,和水持续外流，产生严重腹泻而脱水。,两种,G,蛋白的活性型和非活性型的互变,94,2,、胞内受体,高度可变区,位于,N,端，具有转录活性,DNA,结合区,含有锌指结构,激素结合区,位于,C,端，结合激素、热休克蛋白，使受体二聚化，激活转录,95,配体,：类固醇激素、甲状腺素等,功 能,：多为反式作用因子，当与相应配体结合后，能与,DNA,的顺式作用元件结合，调节基因转录。,96,真核细胞跨膜信号传导途径,97,蛋白质的磷酸化反应是指通过酶促反应把磷酸基团从一个化合物转移到另一个化合物上的过程,是生物体内存在的一种普遍的调节方式，在细胞信号的传递过程中占有极其重要的地位。,1,、蛋白质磷酸化与基因表达,98,蛋白质磷酸化在细胞信号转导中的作用,糖代谢,光合作用,细胞的生长发育,神经递质的合成与释放,癌变,蛋白质的磷酸化与去磷酸化过程是生物体内普遍存在的信息传导调节方式，几乎涉及所有的生理及病理过程。,99,人体内有多达,2000,个左右的蛋白激酶和,1000,个左右的蛋白质磷酸酶基因。,蛋白磷酸化逆转过程是由蛋白质磷酸酶催化的，称为蛋白质脱磷酸化。,100,蛋白质磷酸化和,GTP,结合蛋白参与的信号转导过程,101,蛋白激酶（,PK,）分类：,根据底物蛋白质被磷酸化的氨基酸残基种类分：,（,1,）丝氨酸,/,苏氨酸型,（,2,）酪氨酸型,（,3,）组氨酸型,根据是否有调节物参与蛋白激酶活性分：,（,1,）信使依赖型,（,2,）非信使依赖型,102,（,1,）受,cAMP,调控的,A,激酶活性,103,不同细胞对,cAMP,信号途径的反应速度不同；,在肌肉细胞,1,秒钟之内可启动糖原降解为葡萄糖,1-,磷酸,而抑制糖原的合成。,104,cAMP,活化糖原磷酸化酶示意图,PKA,无活性,PKA,有活性,105,该信号途径涉及的反应链可表示为：,激素,G,蛋白耦联受体,G,蛋白,腺苷酸环化酶,cAMP,依赖,cAMP,的蛋白激酶,A,基因调控蛋白,基因转录,106,4,，,5-,二磷酸磷脂酰肌醇,磷脂酶,C,（,PLC-,）,1,，,4,，,5-,三磷酸肌醇（,IP3,）,（,2,）激酶信号传递与基因表达,蛋白磷酸化,有活性的激酶,释放,Ca2+,信号分子,磷酸肌醇 级联放大,107,108,（,3,）酪氨酸蛋白激酶途径（,PTK/TPK,）,分类：,跨膜受体型,TPK,胞质非受体型,TPK,109,细胞外信号,EGF,、,PDGF,等,具,PTK,活性的受体,GRB,2,P,SOS,P,Ras-GTP,P,Raf,调节其他蛋白活性,MAPKK,MAPK,P,P,P,细胞核,反式作用因子,调控基因表达,细胞膜,二聚化,跨膜受体型,PTK,110,胞质非受体型,TPK,：,受体分子缺乏酪氨酸蛋白激酶活性，但它们能借助细胞内的一类具有激酶结构的连接蛋白,JAK,完成信息转导。,111,8.3.5,蛋白质磷酸化与细胞分裂调控,细胞通过,p53,和,p21,蛋白控制,CDK,（,cyclin dependent protein kinase,）活性，调控细胞分裂。,pRb,E2F,P,细胞分裂,CDK,p21,112,8.4,蛋白质乙酰化对基因表达的影响,凋亡功能异常导致细胞过度增生是肿瘤形成和发展的主要原因之一。,113,肿瘤抑制因子,p53,蛋白是人体内一个关键的细胞凋亡调节因子，在机体组织细胞的生长发育分化等过程中发挥重要作用。,乙酰化使,p53,蛋白,DNA,结合区暴露，增强了,DNA,的结合能力，促进靶基因的转录。,114,115,8.5,激素与热激蛋白对基因表达的影响,1.,激素对靶基因的影响,细胞质受体与,激素形成复合物,三维结构和化,学性质变化,复合物进入细胞核与,染色体特定区域结合,转录起始,转录关闭,116,小分子激素激活其受体分子的机制,胞内受体的基本结构分析,细胞内受体的本质是激素激活的基因调控蛋白,117,类固醇激素与甲状腺素通过胞内受体调节生理过程,118,2.,热休克蛋白的基因表达,热休克蛋白：,又称热激蛋白（,heat shock protein,HSP,），,生物在最适温度范围以上，受热诱导合成一系列蛋白质。,许多生物受热诱导时能合成一系列热休克蛋白。无论细菌还是高等真核生物，热休克基因散布于染色体的各个部位或不同染色体上。,119,受热后，果蝇细胞内,Hsp70 mRNA,水平提高,1000,倍，就是因为热激因子（,HSF,）与,hsp70,基因,TATA,区上游,60bp,处的,HSE,相结合，激发转录起始。,120,8.6,其他水平上的调控,（一）,RNA,的加工成熟,1,、,rRNA,和,tRNA,的加工成熟,rRNA,的加工：分子内的切割和化学修饰,121,45S,的前体,rRNA,，经切割、修饰为成熟的,5.8S,、,18S,、,28S,的,rRNA,。,tRNA,初级转录产物在细胞质后，经核苷的修饰，生成前体,tRNA,，再剪接为成熟,tRNA,。,前体,mRNA,（,hn RNA),经加帽、加尾、剪接、甲基化修饰等成为成熟的,mRNA,。,122,rRNA,化学修饰：甲基化,原核生物：碱基甲基化,真核生物：核糖甲基化,tRNA,基因转录时也可能先生成前体,tRNA，,然后再进行加工成熟。一般认为，,tRNA,基因的初级转录产物在进入细胞质后，首先经过核苷的修饰，生成4.5,S,前体,tRNA，,再行剪接成为成熟,tRNA（4S）。,123,2,、,mRNA,的加工成熟,hnRNA,确定是,mRNA,前体的证据,124,3,、真核生物基因转录后加工的多样性,真核生物的基因可以按其转录方式分为两大类：即简单转录单位和复杂转录单位。,(1),简单转录单位,这类基因只编码产生一个多肽，其原始转录产物有时需要加工，有时则不需要加工。这类基因转录后加工有3种不同形式：,125,真核生物基因转录后加工的,3,种主要形式,126,(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，,其原始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。,127,利用多个5端转录起始位点或剪接位点产生不同的蛋白质。,128,肌球蛋白碱性轻链基因剪接的多样性,129,利用多个加多聚（,A）,位点和不同的剪接方式产生不同的蛋白质。,130,虽无剪接，但有多个转录起始位点或加多聚,（,A）,位点的基因。,131,4,、,mRNA,有效性控制,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。,132,8.6.2,翻译水平的调控,1、,mRNA,的稳定性与基因表达调控,例：,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）。,133,IRE,与,IRE,结合蛋白（,IREBP）,相互作用控制两个,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3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,的合成。,134,铁蛋白,mRNA,转运铁蛋白受体,mRNA,135,催乳素处理能明显延缓酪蛋白,mRNA,的降解,136,2、可溶性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：,如不向体系中添加,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。,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，是,eIF-2,的激酶,，可以使该因子的,-,亚基磷酸化并由活性型转变为非活性型。,137,138,复习思考题,1.,基因表达变化的特点及其调控对生物体的重要性。,2.,比较真核和原核生物的基因表达和基因表达调控相似和不同之处，说明真核基因调控的复杂性表现在哪些方面？,3.,简述操纵子、启动子、转录因子、弱化子、增强子、锌指的概念、结构及功能。,4,、真核生物的顺式作用元件和反式作用因子各包括哪些？它们通过什么方式调控基因表达？,139,