真核基因表达调控-(4).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,.,*,真核基因表达调控的最显著特征是能在特定时间和特定的细胞中激活特定的基因，从而实现“预定”的、有序的、不可逆转的分化、发育过程，并使生物的组织和器官在一定的环境条件范围内保持正常功能。,原核生物的调控系统就是要在一个特定的环境中为细胞创造高速生长的条件，或使细胞在受到损伤时，尽快得到修复，所以，原核生物基因表达的开关经常是通过控制转录的起始来调节的。,1,.,真核生物基因调控，根据其性质可分为两大类：,第一类是瞬时调控或称可逆性调控，它相当于原核细胞对环境条件变化所做出的反应，包括某种底物或激素水平升降及细胞周期不同阶段中酶活性和浓度的调节。第二类是发育调控或称不可逆调控，是真核基因调控的精髓部分，它决定了真核细胞生长、分化、发育的全部进程。,研究基因调控主要应回答3个问题：什么是诱发基因转录的信号？基因调控主要是在哪一步（模板DNA的转录、mRNA的成熟或蛋白质合成）实现的？不同水平基因调控的分子机制是什么？,2,.,真核基因组结构特点,在真核细胞中，一条成熟的mRNA链只能翻译出一条多肽链，不存在原核生物中常见的多基因操纵子形式。真核细胞DNA都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。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。,3,.,不同层次真核生物基因表达的调控,DNA水平的调控,转录水平的调控(transcriptional regulation),转录后水平的调控(post transcriptional regulation),RNA加工成熟过程的调控(RNA processing),翻译水平的调控(translational regulation),蛋白质加工和成熟过程的调控(protein maturation and processing),4,.,8.1 DNA水平的调控,通过改变DNA序列和染色质结构从而影响基因表达的过程都属于DNA水平的调控。,核的全能性,（totipotency）：细胞核内携带了为早期胚胎发育所需的全部DNA，并且细胞质中存在决定分化状态的某些控制因子。,非洲爪蟾成体的表皮细胞分离出细胞核，注射到去核的受精卵中，少数存活的细胞可发育成正常的蝌蚪；,克隆羊、克隆牛,5,.,8.1.1 遗传物质的丢失,：不可逆,某些低等真核生物，在其发育早期卵裂阶段，所有分裂细胞除一个之外，均将异染色质部分删除掉，从而使染色质减少约一半。而保持完整基因组的细胞则成为下一代的生殖细胞。,哺乳类的红细胞，在整个成熟过程中整个核都丢失了。,6,.,8.1.2 基因扩增,(gene amplification)：某些基因拷贝数转移性大量增加的现象.在卵裂期，非洲爪蟾卵母细胞中rRNA基因(rDNA)的拷贝数扩增近4000倍，可用于合成10,12,个核糖体。,药物：诱导抗药性基因的扩增；肿瘤细胞：原癌基因拷贝数异常增加,7,.,8.1.3 基因重排,(gene rearrangement),将一个基因从远离启动子的地方移到距它,很近的位点启动转录，这种方式被称为基因重排。,通过基因重排调节基因活性的例子是免疫球蛋白结构基因和T-细胞受体基因的表达。,8,.,8.1.3 基因重排,(gene rearrangement)：如免疫球蛋白基因重排，多样性,抗体的结构,9,.,10,.,11,.,12,.,8.1.4 DNA甲基化,(DNA methylation)：,m,CpG,，即“CpG岛(CpG-rich islands)”,甲基化(methylated)程度高，基因表达降低；,去甲基化(undermethylated)：基因表达增加,13,.,14,.,DNA甲基化抑制基因转录的机制,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。,15,.,8.1.5,染色质(chromatin)或染色体(chromosome)结构,对基因表达的调控,16,.,常染色质,:,结构松散，基因表达,异染色质,:,结构紧密，基因不表达,有基因表达活性的染色质,DNA,对,DNase,更敏感，即,Dnase,的,敏感性,可作为该基因的转录活性的标志。,17,.,Chromatin remodeling and Histone modification,18,.,8.2 转录水平的调控,最重要,顺式作用元件(cis-acting element),反式作用因子(trans-acting factor),转录起始的调控,19,.,8.2.1 顺式作用元件,(cis-acting element),影响,自身基因,表达活性的,DNA,序列,非编码序列,包括启动子、增强子、沉默子等,20,.,真核基因启动子,真核生物有3类RNA聚合酶，负责转录3类不同的启动子。,21,.,由RNA聚合酶I负责转录的rRNA基因，启动子（I类）比较单一，由转录起始位点附近的两部分序列构成。第一部分是核心启动子（core promoter），由-45+20位核苷酸组成，单独存在时就足以起始转录。另一部分由-170-107位序列组成，称为上游调控元件，能有效地增强转录效率。,22,.,由RNA聚合酶负责转录的是5SrRNA、tRNA和某些核内小分子RNA（snRNA），其启动子（类）组成较复杂，又可被分为三个亚类。两类5S rRNA和tRNA基因的启动子是内部启动子（internal promoter），位于转录起始位点的下游，都由两部分组成。第三类启动子由三个部分组成，位于转录起始位点上游。,23,.,由RNA聚合酶II负责转录的II类基因包括所有蛋白质编码基因和部分snRNA基因，后者的启动子结构与III类基因启动子中的第三种类型相似，编码蛋白质的II类基因启动子在结构上有共同的保守序列。转录起始位点没有广泛的序列同源性，但第一个碱基为腺嘌呤，而两侧是嘧啶碱基。这个区域被称为起始子（initiator，Inr），序列可表示为Py2CAPy5。Inr元件位于-3+5。仅由Inr元件组成的启动子是具有可被RNA聚合酶II识别的最简单启动子形式。,多数II类启动子有一个被称为TATA盒的共有序列，通常处于-30区，相对于转录起始位点的位置比较固定。TATA盒存在于所有真核生物中，TATA盒是一个保守的七碱基对，其序列为：,24,.,1.启动子：,核心启动子与上游启动子,核心启动子元件,：,指RNA聚合酶起始转录所必需的最小的DNA序列，包括转录起始点及其上游-25 -30 bp处的TATA盒。,核心元件单独起作用时只能确定转录起始位点和产生基础水平的转录,。,25,.,2.上游启动子元件：,包括通常位于-70 bp附近的CAAT盒和GC盒。,这些元件与相应的蛋白因子结合能提高或改变转录效率。,26,.,27,.,顺式作用元件,增强子(enhancer)：增强启动子转录活性DNA序列，与方向、距离无关。,沉默子(silencer)：A silencer is a short sequence of DNA that can inactivate expression of a gene in its vicinity.,负性调节元件，起阻遏作用,28,.,增强子及其对转录的影响,增强子是指能使和它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列。作为基因表达的重要调节元件，增强子通常具有下列性质：,1、增强效应十分明显，一般能使基因转录频率增加10-200倍。经人巨大细胞病毒增强子增强后的珠蛋白基因表达频率比该基因正常转录高600-1000倍!2、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），甚至和基因相距3 kp，或在基因下游，均表现出增强效应；,29,.,3、大多为重复序列，一般长约50bp，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），是产生增强效应时所必需的；4、增强效应有严密的组织和细胞特异性，说明只有特定的蛋白质（转录因子）参与才能发挥其功能；5、没有基因专一性，可以在不同的基因组合上表现增强效应；6、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。,30,.,增强子的作用原理是什么呢？一种观点认为，增强子为转录因子提供进入启动子区的位点。第二种认为，增强子能改变染色质的构象。因为增强子区域容易发生从B-DNA到Z-DNA的构象变化。,31,.,增强子的功能是可以累加的。SV40增强子序列可以被分为两半，每一半序列本身作为增强子功能很弱，但合在一起，即使其中间插入一些别的序列，仍然是一个有效的增强子。因此，要使一个增强子失活必须在多个位点上造成突变。对SV40增强子而言，没有任何单个的突变可以使其活力降低10倍。,32,.,顺式作用元件,33,.,34,.,8.2.2 反式作用因子(trans-acting factor),概念：,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，参与调控靶基因转录效率的蛋白质。为DNA结合蛋白，,核内蛋白,，可使邻近基因开放（正调控）或关闭（负调控）,通用或基本转录因子,(general transcription factors)RNA聚合酶亚基或RNA聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白因子。,TFA、TFB、TFD、TFE等,特异转录因子,(special transcription factors)个别基因转录所必需的转录因子.,OCT-2：在淋巴细胞中特异性表达，识别Ig基因的启动子和增强子。,35,.,与已知DNA序列相结合的反式作用因子,a.CAAT盒激活因子,CTF（CAAT box transcription factor）家族是能识别CAAT盒的一组转录因子。这一组因子是由单个基因通过可变换的剪接而形成的一组mRNA产生的。CTF家族成员对各种CAAT盒有相同的亲和力。另一组CAAT区结合蛋白被称为CP，它们是从人的HeLa细胞中得到的。CP1具有对-球蛋白和腺病毒晚期基因启动子CAAT区的高亲和力，CP2具有对-血纤蛋白原基因启动子CAAT区的高亲和力，而CP3能与腺病毒DNA相结合。CP族蛋白主要以异源多聚体的形式存在。,36,.,除了CTF和CP族蛋白能与CAAT区结合外，科学家还从小鼠肝细胞里发现两个CAAT区结合蛋白。CBP对序列GCAAT有较强的亲和力，而ACF则对卵清蛋白基因启动子区的CCAAT有高亲和力。因此，在启动区发现某个保守序列，并不等于同一个蛋白因子参与了该基因的调控。,对9个哺乳动物类-球蛋白基因和1个人-球蛋白基因5调控区的研究发现，几乎每个基因都具有CCAAT（-80位左右）区和TATA（-30左右）区。,37,.,38,.,b.TATA区结合蛋白,RNA聚合酶II需要与其他转录因子结合，才能顺利起始转录。通常把辅助因子需要量最小的启动子称为一般性启动子（generic promoter），具有组成型表达特性，这些启动子上游调控区及所需转录因子在绝大多数甚至全部基因中都是高度保守的。,39,.,TBP结合于DNA的小沟。TBP与DNA的结合在体外实验中保护,了大约一圈双螺旋DNA免受核酸酶的降解，其覆盖的位置处于,-37-25。TAFs的加入延伸了对DNA的覆盖，整个TFIID复合,物可覆盖-45-10区域。,40,.,C.GC区结合因子,GC区结合蛋白SP1是1.0 x10,5,的单体，能与DNA链上包括GGGCGG在内约20bp的序列特异结合。在SV40启动子区，从-70-110的6个GC区全部与SP1结合，所以这个区域的DNA不会被降解。在胸腺嘧啶激酶启动子区，SP1既与上游的CTF（CAAT区结合蛋白）相互作用，又与下游的TFIID紧密相关。,GC区对SP1的结合是必需的，但该序列对于SP1亲和力却很不相同，证明GC区两翼序列同样在SP1的识别及结合过程中发挥作用。人们推测GC区、尤其是多次重复的GC区，与基因的永久型表达有关。,41,.,d.八碱基对元件激活蛋白,八碱基对元件也能被多个激活蛋白识别。Oct-1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。Oct-2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。,42,.,反式作用因子特点,三个功能结构域：识别结合DNA的结构域(DNA-binding domain)；转录活化结构域(transcriptional activation domain)；结合其他蛋白的结构域,能识别并结合顺式作用元件(cis-acting element),正调控与负调控,43,.,44,.,反式作用因子结构域的模式,DNA结合域(DNA-banding domain),锌指结构,(zinc finger motif),螺旋-转折-螺旋,(helix-turn-helix),亮氨酸拉链,(leucine zipper),螺旋-环-螺旋,(helix-loop-helix,HLH),45,.,螺旋-转折-螺旋,(helix-turn-helix),46,.,HTH,结构,螺旋-转折-螺旋(helix-turn-helix,HTH)这类结构至少有两个螺旋，其间由短肽段形成的转角或环连接，两个这样的结构以二聚体形式相连，有螺旋嵌入DNA的深沟。,47,.,48,.,锌指结构,(zinc finger motif),49,.,锌指结构,锌指（zinc finger）由一小组保守的氨基酸和锌离子结合，在蛋白质中形成相对独立的功能域，像一根根手指伸向DNA的大沟。,50,.,典型的锌指蛋白有一组锌指，单个的锌指的保守序列是：Cys-X2-4-Cys-X3-Phe-X5-Leu-X2-His-X2-His。结构“指”的本身由23 AA组成，“指”与“指”之间通常由7-8 AA连接。,锌指的两种类型：,型：2Cys/2His；,型：2Cys/2Cys；,51,.,有一个,螺旋和一个反向平行的片层,52,.,53,.,54,.,亮氨酸拉链,碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper,bZIP):结构特点是蛋白质分子的肽链上每隔6个氨基酸就有一个亮氨酸残基，结果就导致这些亮氨酸残基都在螺旋的同一个方向出现。,55,.,两个相同结构的两排亮氨酸残基以疏水键结合成二聚体，二聚体另一端的肽段富含碱性氨基酸残基，借其正电荷与DNA双螺旋链上带负电荷的磷酸基团结合。若不形成二聚体则对DNA的亲和结合力明显降低。,56,.,57,.,亮氨酸拉链,(leucine zipper),碱性-亮氨酸拉链 basic-leucine zipper,bZIP,58,.,（亮氨酸拉链）是亲脂性（amphipathic）的螺旋，包含有许多集中在螺旋一边的疏水氨基酸，两条多肽链以此形成二聚体。每隔6个残基出现一个亮氨酸。由赖氨酸（Lys）和精氨酸（Arg）组成DNA结合区。,59,.,碱性-螺旋-环-螺旋（basic helix-loop-helix）该调控区长约50个aa残基，同时具有DNA结合和形成蛋白质二聚体的功能，其主要特点是可形成两个亲脂性-螺旋，两个螺旋之间由环状结构相连，其DNA结合功能是由一个较短的富碱性氨基酸区所决定的。,60,.,碱性螺旋-环-螺旋（base-helix/loop/helix,bHLH）,两个-螺旋由很长的,连接区（环）相连,形成二聚体,有利于其与DNA结合,二聚体,61,.,螺旋-环-螺旋,(helix-loop-helix,HLH),62,.,63,.,同源域蛋白(HD),同源域（homeobox）是一种编码60 aa的DNA序列，长180 bp，几乎存在于所有真核生物中，它的名字是来源于最初在果蝇中鉴别出的同源异形座位。它存在于很多控制果蝇早期发育基因中，在高等生物中也发现了相关基序。,许多含有同源转换区的基因具有转录调控功能，同源转换区氨基酸序列可能参与形成DNA结合区。,64,.,同,源,框,的,螺旋,3,结,合,到,DNA,的大,沟,上，,螺旋,1,、,2 露,在,双,螺旋,之外,。,65,.,转录活化结构域,（,transcription activation domains,）,转录活化结构域功能通常依赖于,DNA,结合结构域以外的,30-100,个氨基酸残基。如,GAL4,分子中有,2,个这种结构域，分别位于多肽链的第,147-196,位和第,768-881,位。,66,.,特征性结构：,a.酸性-螺旋(acidic-helix)该结构域含有由酸性氨基酸残基组成的保守序列，多呈带负电荷的亲脂性-螺旋，如GAL4、糖皮质激素受体的AP-1等。增加激活区的负电荷数能提高激活转录的水平。可能是通过非特异性的相互作用与转录起始复合物上的TFIID等因子结合生成稳定的转录复合物而促进转录。,67,.,b.,富含谷氨酰胺的结构,(glutamine-rich domain)SP1,是启动子,GC,盒的结合蛋白，其,N,末端含有,2,个主要的转录激活区，氨基酸组成中有,25%,的谷氨酰胺，很少有带电荷的氨基酸残基。哺乳动物的,OCT-1,、,OCT-2,和,AP2,等含有这种结构域。,68,.,c.富含脯氨酸的结构(proline-rich domain)CTF家族（CAAT box transcription factor）家族是能识别CAAT盒的一组转录因子，其C末端与其转录激活功能有关，含有20%-30%的脯氨酸残基，难形成,-螺旋,。Oct2、AP2和SRF含有这种结构。,69,.,转录活化结构域(transcriptional activation domain),酸性-螺旋结构域(acidic helix domain),富含谷氨酰胺结构域(glutamine-rich domain),富含脯氨酸结构域(proline-rich domain),70,.,8.2.3 转 录 起 始 的 调 控,原核RNA pol（,2,，识别P）识别单纯DNA。,真核RNA pol II只能识别转录起始复合物：“TFIID+TATA盒”。,RNA pol II转录起始复合物形成过程：,TATA因子+TATAboxPr.-DNA复合物供pol II 识别。,pol II识别并结合Pr.-DNA闭合复合物,转录起始因子结合pol II 形成开放复合物（转录起始复合物）转录开始。,真核生物转录起始调控涉及到反式作用因子激活及其作用。,反式作用因子促进或抑制上述，参入调控主要因素有顺式作用元件，反式作用因子和RNA pol。,71,.,TBP:TATA-binding protein,TAFs:TBP associated factors,RNA,聚合酶II所需的转录因子用TFIIX（X代表各个因子）,72,.,1.反式作用因子的活性调节,方式,特点或举例,（1）表达式,转录因子表达就有活性，完成功能就降解，不累积。,（2）共价修饰,磷酸化/去磷酸化,半寿期长。磷酸化/去磷酸化有活性,受cAMP-Pr.激酶/磷酸酶系统调节。,是哺乳动物信息传导的普遍方式。,糖基化,糖基化成糖Pr.有活性。,可与磷酸化竞争修饰Ser和Thr修饰位点。,麦胚凝集处理SP1抑制转录活性，不抑制DNA结合活性。,73,.,配体结合,反式作用因子本身是激素受体,（激素响应信号）,与激素结合才能结合DNA发挥调控作用,典例是甾体激素对基因调控，如：,给公鸡注射雌激素肝生卵黄Pr.元（Vitelinegen）,注射孕酮输卵管产生卵白Pr.催乳素产生酪Pr.,基本过程：,激素受体结合复合物使DNA解链促进RNA pol转录生成卵白Pr.（基因产物）,甾体激素不同结构区可以产生正或负调控，负控分与DNA结合或转录Pr.结合2大类。,Pr.-Pr相互作用,反式作用因子（Pr.）受另-Pr.作用才有调控作用。,如C-myc Pr.含Leu拉链和螺旋环结构与,max Pr.构成异二聚体才有调,控活性。,74,.,2.反式作用因子（Pr.）与顺式作用元件的结合,（1）被结合的顺式元件及其性质：启动子（上游）和增强子（上、下游）可结合相同的Pr.,（2）不同基因存在同样顺式元件提示数量有限调控基因调控真核基因表达。,3.反式作用因子的作用方式,反式作用因子与启动子，增强子，RNA pol有一定距离，如何trans-acting有下述模式。,（1）成环靠拢（looping）反式作用因子结合增强子中顺式作用元件使DNA弯曲成环靠近RNA pol 直接接触起作用。,75,.,（2）扭曲变形（twisting）DNA结合Pr.结合DNA DNA构型改变（如解旋）起作用。,（3）滑动选点（sliding）结合DN特异位点滑动至另一特殊序列起作用。,（4）Oozing 1反式作用因子结合顺式元件促进别的反式因子结合顺式元件直至转录开始。,4.反式作用因子的组合调控几种反式作用因子组合对调节基因发挥特定的作用（正控 促进基因转录，负控 抑制基因转录）称之combinatorial regulation。,反式作用因子结合顺式元件主要影响：TATA因子与TATA box结合 RNA pol与Pr.-DNA复合物的形成 影响转录起始复合物形成，一旦形成open complex 即转录开始。,76,.,成环,77,.,78,.,组合式调控作用,79,.,8.3 转录后水平的调控(P329),5端加帽(cap)和3端多聚腺苷酸化(polyA)的调控意义,使mRNA稳定，在转录过程中不被降解,mRNA的选择剪接,(alternative splicing)对基因表达的调控,外显子选择(optional exon)、内含子选择(optional intron)、互斥外显子、内部剪接位点,mRNA 运输的控制,80,.,RNA转录合成后往往需要一系列变化，包括拼接，末端修饰、内部修饰等过程才能成熟为成熟mRNA，tRNA和tRNA，这个过程称转录后加工（post-transcription processing）。转录后加工修饰是基因表达的必需过程之一，且在基因调控和细胞分化上起着重要作用。转录加工受到基因调控。,（一）转录后加工的调控意义,1.mRNA caping5加上 GpppmNP帽子，tailing 加上AA（50 200bp）尾巴。,意义：（1）保护作用保护mRNA免受核酸酶降解，,（2）标识作用为翻译提供识别位点（CBP）。,但戴帽加尾不是唯一的稳定因素，2个因素至少保证mRNA在转录过程不被降,解，可能还有其他参入因素。,2.rRNA 不易被降解的机理可能是因为其组成核糖体是在核内组装的。,3.tRNA 合成后形成特殊的空间结构（三叶草，倒L），可能抵抗降解，,半寿期长。,81,.,4.剪接（splicing),选择剪接方式,要 点,（1）外显子选择,Option exon或称外显子跳跃（exon skipping）全部保留或至少删除1个或几个外显子。,（2）内含子选择,Option intron 内含子全部删除保留1个（近来也有内含子表达的报道）。,（3）互斥外显子,Mutually exclusiveexon 2个外显互斥在同1个成熟mRNA只出现1个。,（4）内部剪接位点,Internal splice site 通过剪接供点或受点选择决定选择或剪切。,m,7,Gppp,m,7,Gppp,intron,exon,exon,AAA,AAA,82,.,83,.,Bax基因转录产物的选择剪接,Bax基因编码产物是与细胞凋亡有关的分子（Bax/Bcl2调亡）,Bax编码产生的Pr.有几种（、等），结构略有差异，,差异的产生来自mRNA的选择性剪接。,Bax 保留全部（6个）外显子共192个密码子译出192AA多肽,Bax 保留全部外显子和第5个内含子（含终止码）共218个密码子。,Baz 保留1、3、4、5、6外显子，删除第2个外显子译出151AA多肽。,实 例,84,.,85,.,86,.,87,.,88,.,（二）mRNA运输的调控实验证明mRNA运输是受控制的。,1.,3,H-udR显示约20%mRNA 胞浆，核内RNA约在1小时内降解成小片段,2.核孔9nm，但可运输9nm颗粒（如核糖体15nm，在核内组装 入胞作用）,用20nm金颗粒（gold sphere）包装小RNA（如tRNA或5sRNA）注射到蛙卵（frogoocyte）可迅速过核孔到胞浆。但注射入浆则不能入核说明mRNA主动运输入胞，但机制不清楚。,3.RNA从核胞浆是可以调节的（20%RNA入浆）,发现腺病毒编码2种Pr.为可以调节RNA运输的选择性所必需、为研究上述机制带来了希望。,89,.,8.4 翻译水平的调控,90,.,（一）翻译起始的调控,翻译起始GTP.MET-tRNA40S.MET-tRNAi.GTP 40S.MET-tRNAiGTPmRNA 80s.METtRNA.GTPmRNA。在之前各个阶段都可以发生调控作用。,1.阻遏Pr.的调控作用,进入胞浆并非所有的mRNA分子立即与核糖体结合翻,译成Pr.,一些特定的翻译抑制Pr.可结合到mRNA5,抑制翻译。如：铁Pr.（ferritin）mRNA5端非编码区约30个核苷酸序列称为铁反应元件（iron-response element）可折叠成1个茎环（发夹结构）可结合1个铁结合调节蛋白（regulatoryiron-binding pro）导致：,（1）无铁结合可运铁结合Pr.结合mRNA 抑制翻译。,（2）有铁不抑制，快译运输工具。,91,.,5,翻译,3,AUG,C,蛋白质N,Stop codon,5,3,AUG,Stop codon,帽,帽,无蛋白翻译,阻遏蛋白,92,.,2.翻译起始因子的功能调控,eIF,2,是Pr.合成过程中重要起始因子。有些因素可影响其活性，,如：,eIF,2,去磷酸化 eIF,2,磷酸化(活性),培养Rbc营养不足 肽链合成起始效率,3.5-AuG对翻译的调控作用,5 3 mRNA,（1）按Pr.生物合成模型，90%真核mRNA符合第1AUG规律译出正常Pr.,（2）5AUG可以减少正常AUG翻译起始作用使翻译维持在较低水平。,原癌基因中是控制原癌基因表达的重要因素缺失导致某些原癌基因翻译激活。,CAMP-蛋白激活酶系统,血红素抑制CAMP-Pr.激酶系统,5-AUG(1个或数个),第1-AUG,非编码区非正常开放阅读框,编码区正常开放阅读框,93,.,翻译起始因子,(eIF,2,),的调控,94,.,4.mRNA5端非编码区长度对翻译的影响,（1）5端非编码区的长度在17 80核甘酸时体外翻译效率正比于其长度。,（2）当第1个AUG离5帽结构太近时不易被40S亚基识别约在12个核苷酸内有一半以上核糖体会滑过第1个AUG。如FN5端非编码区长达267个碱基表达量,（二）mRNA稳定性调节,mRNA的稳定性差别很大，调节受自身内在因素和其它因素影响。,95,.,mRNA稳定性调节,3端非编码区结构影响其稳定性：3端非编码区富含A和U的结构，引起mRNA 不稳定；茎环结构及其与蛋白分子的结合，增加mRNA稳定性 。,蚕蛹羽化成蛾后，需大量蛋白水解酶溶解蚕丝蛋白，mRNA半衰期达100小时，其他仅2.5小时,小分子RNA对翻译水平的影响,RNAi,96,.,97,.,8.5 翻译后水平的调控,98,.,（一）新生肽的水解基因表达调控1个重要环节。,影响新生肽（Pr.）寿命长短因素,1.产物类别，如fos、myc原癌基因产物、寿命,2.运输速度，出胞浆到各需要地方（如内质网、线粒体、叶绿体、核内）慢、寿命,3.肽链自身因素,（1）酶切位点多、降解,（2）肽链N-端第1个AA：Met.ser、Thr、Ala、val、cys、Gly、pro是“稳定化AA”。其余12个AA是“去稳定AA”（destabilizing amino acid）。,去稳定AA是由特定的酶加到肽链N-端的。肽链合成的起始总是Met，肽链合成后Met被切除而氨基酰-tRNA蛋白质转移酶会在肽链N端加上1个AA 这种修饰决定了肽链N端是1个稳定化AA还是/1个“去稳定AA”。,99,.,（二）肽链中氨 基酸的共价修饰影响Pr.活性如可逆的甲基化、磷酸化、酰基化使Pr.有、无活性。,（三）通过信号肽分选、运输、定位,信号肽（signal peptide）用来引导Pr.进入亚细胞结构有不同结构特点，信号通常（但并不总是）从合成后的Pr.上被除去。,（四）分泌蛋白、膜蛋白N端信号肽的去除,（五）蛋白质折叠,100,.,多层次调控,失活,真核生物基因表达调控的复杂性：,不仅包括细胞对外界环境刺激的反应，也包括细胞生长、分化和发育过程中基因的表达调控。,101,.,102,.,103,.,104,.,cAMP response element,CRE binding protein,105,.,