生物化学：基因表达调控.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,生物化学,护理学专业本科教材,*,Regulation of Gene Expression,第七章,基因表达调控,生物化学,DNA,RNA,protein,复制,转录,翻译,逆转录,RNA,复制,DNA,是大多数生物的遗传物质的载体,遗传分子生物学中心法则,生物化学,1961,年,F.Jacob,和,J.L.Monod,在研究大肠埃希菌（,E.coli,）乳糖代谢的调节机制时发现有些基因不是作为蛋白质合成的模板发挥作用，而是起了调节或操纵作用，因而提出了操纵子学说。,从此根据基因功能把基因分为,结构基因,、调节基因,和,操纵基因,。,染色体贮存着决定生物性状的全部基因,染色体,染色纤维,核小体,组蛋白,DNA,生物化学,生物体内基因表达的开启、关闭以及表达的强度受特定机制的调控，基因表达的调控是生物在长期进化过程中逐渐形成的精确而灵敏的生存能力和应变能力，在机体适应环境、维持自身的生长和增殖、维持个体发育与分化等方面均具有重要的生物学意义。,生物化学,第一节基因表达调控的基本原理,生物化学,*,基因（,gene,）,负责编码,RNA,或一条多肽链的,DNA,片段，包括编码序列、编码序列外的侧翼序列及插入序列。,（一）基因表达的概念,一、概 述,生物化学,某些病毒或类病毒，,RNA,也可以作为遗传信息的携带者。,艾滋病病毒,*,基因组（,genome,）,一个细胞或病毒所,携带的全部遗传信息或整套基因。,原核细胞,-,单个的环状染色质所含的全部基因；,真核生物,-,一个生物体的染色体所包含的全部,DNA,。,核外遗传物质：线粒体,DNA-,线粒体基因组,生物化学,基因经过转录、翻译，产生具有特异生物学功能的蛋白质分子的过程。,*,基因表达,（,geneexpresion,）,生物化学,并非所有基因表达的过程都产生蛋白质，,rRNA,、,tRNA,编码基因转录产生,RNA,的过程也属于基因表达。,生物化学,人类基因组约有,3,万,-4,万个基因，某个特定时期，只有一小部分基因处于表达状态。,肝细胞,-,不超过,20%,的基因处于表达状态。,基因表达调控：细胞或生物体在接受环境信号刺激时或适应环境变化的过程中在基因表达水平上作出应答的分子机制。,基因表达调控是生物体适应环境、维持生长、发育、增殖和分化的需要。,基因表达是受调控的,（二）基因表达的特性,严格的规律性,时间特异性,按功能需要，某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生。,生物化学,生物化学,噬菌体、病毒、细菌侵入宿主后,-,感染阶段,-,随着感染阶段的发展和生长环境的变化,-,基因开启，基因关闭；,多细胞生物：受精卵到组织、器官形成的不同发育阶段,多细胞生物基因表达的时间特异性又称,阶段特异性,。,空间特异性,基因表达伴随时间顺序所表现出的这种分布差异，实际上是由细胞在器官的分布决定的，所以空间特异性又称,细胞或组织特异性,。,在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现。,生物化学,生物化学,肝细胞编码鸟氨酸循环酶类的基因表达水平高于其他组织细胞，合成的某些酶为肝脏所特有；,细胞特定的基因表达决定了这个组织细胞特有的形态和功能。,（三）基因表达的方式,按对刺激的反应性，基因表达的方式分为：,基本表达,有些基因产物对生命全过程都是必需的或必不可少的，这类基因在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达，通常被称为,管家基因,（,housekeeping gene),生物化学,生物化学,无论表达水平高低，管家基因,较少受环境因素影响,，而是在个体各个生长阶段的大多数或几乎全部组织中持续表达，或变化很小。区别于其他基因，这类基因表达被视为,组成性表达,。,其表达只受启动序列或启动子与,RNA,聚合酶相互作用的影响，而不受其他机制调节。事实上，组成性基因表达虽然持续进行，但其表达水平强弱也受一定机制的调控而变化。,诱导和阻遏表达,在特定环境信号刺激下，相应的基因被激活，基因表达产物增加，这种基因称为,可诱导基因,。,可诱导基因在特定环境中表达增强的过程，称为,诱导,（,induction,）,。,如果基因,表达,对环境信号应答是被抑制，这种基因是,可阻遏基因,。可阻遏基因表达产物降低的过程称为,阻遏（,repression,）,。,生物化学,生物化学,DNA,损伤时，编码,DNA,修复酶的基因就会被诱导激活，表达增加；,培养基中色氨酸含量充足时，细菌中催化色氨酸合成代谢的酶类基因表达就会被阻遏；,可诱导或可阻遏基因除受启动序列或启动子与,RNA,聚合酶相互作用的影响外，还受其他机制调节。此类基因的调控序列通常含有针对特异刺激的反应元件。,在一定机制控制下，功能上相关的一组基因，无论其为何种表达方式，均需协调一致、共同表达，即为,协调表达,（,coordinate expression,）。,这种调节称为协调调节,（,coordinate regulation,）,生物化学,协调表达,（四）基因表达调控的生物学意义,1.,适应环境、维持生长和增殖,2.,维持个体发育与分化,生物化学,二、基因表达调控的多层次和复杂性,生物化学,改变遗传信息传递过程中的任何环节都会导致基因表达的变化；,某一特定类型的细胞可以选择性扩增基因组,DNA,的部分基因使某些蛋白质分子高表达；,为适应某种特定需要而进行的,DNA,重排，以及,DNA,甲基化等均可在遗传信息水平上影响基因表达。,二、基因表达调控的多层次和复杂性,基因表达的多级调控,基因激活,转录起始,转录后加工,mRNA,降解,蛋白质降解等,蛋白质翻译,翻译后加工修饰,转录起始,生物化学,生物化学,生物化学,在遗传信息传递的各个水平上均可进行基因表达调控。而发生在转录水平，尤其是,转录起始水平的调节,，对基因表达起着至关重要的作用，即转录起始是基因表达的基本控制点。,基因表达的调节与,基因,的结构、性质，生物个体或细胞所处的内、外,环境,，以及细胞内所存在的转录,调节蛋白,有关。,转录起始是基因表达的最主要的控制点。,转录起始调节主要作用于,RNA,聚合酶与,DNA,的特异序列相结合形成转录起始复合物的过程。,生物化学,三、基因转录起始调节的因素,原核生物,-,操纵子,(operon),机制,生物化学,（一）,特异,DNA,序列,原核生物和真核生物基因均存在对转录的激活起着调节作用的特异,DNA,序列,原核生物,-,操纵子,(operon),机制,编码序列,启动序列,操纵序列,其他调节序列,(,promoter,),(,operator,),生物化学,（一）,特异,DNA,序列,转录起始点,-35,区,-10,区,TTGACA,TTAACT,TTTACA,TATGAT,TTTACA,TATGTT,TTGATA,TATAAT,CTGACG,TACTGT,N,17,N,16,N,17,N,16,N,16,N,7,N,7,N,6,N,7,N,6,A,A,A,A,A,trp,tRNA,Tyr,lac,recA,araBAD,TTGACA,TATAAT,共有序列,：,RNA,聚合酶结合并启动转录的特异,DNA,序列,启动序列,生物化学,共有序列（,DNA,）：,-10,及,-35,区域内存在一些高度保守型序列，,启动序列的转录活性大小。,某些特异因子（蛋白质）,决定,RNA,聚合酶,对一个或一套启动序列的特异性识别和结合能力。例如,RNA,聚合酶,全酶中的,因子识别并结合在,-35,区和,-10,区。,RNA,聚合酶与启动序列的结合及转录起始的功能依赖于共有序列中核苷酸顺序的保守性。,生物化学,真核生物,顺式作用元件,(,cis-acting element,),生物化学,大多数真核编码基因两侧的,某些,DNA,序列,参与基因表达的调控，这些具有,调节功能,的,DNA,序列,。,即在同一,DNA,分子中，作用于自身分子并影响其基因表达活性的一段特异,DNA,序列，它们属于基因的非编码序列。,真核生物,B,A,DNA,编码序列,转录起始点,不同真核生物的顺式作用元件中也会发现一些共有序列，如,TATA,盒、,CCAAT,盒等，这些共有序列是,RNA,聚合酶或特异转录因子的结合位点。,根据在基因中的位置、转录激活作用的性质及发挥作用的方式顺式作用元件：启动子、增强子、沉默子,生物化学,生物化学,（二）,转录调节蛋白,某些蛋白质可通过与,DNA,中调节序列的特异作用参与基因表达的调控；,原核生物转录调节蛋白都属于,DNA,结合蛋白，分为特异因子、阻遏蛋白及激活蛋白；,特异因子：,因子,-,决定,RNA,聚合酶对一个或一套启动序列的特异性识别和结合的能力，介导,RNA,聚合酶全酶与特异的启动序列的结合。,操纵序列,阻遏蛋白,的结合位点,当操纵序列结合有,阻遏蛋白,时，会阻碍,RNA,聚合酶与启动序列的结合，或是,RNA,聚合酶不能沿,DNA,向前移动，阻碍转录。,启动序列,编码序列,操纵序列,pol,阻遏蛋白,生物化学,其他调节序列、调节蛋白,激活蛋白（,activator,）,可结合启动序列邻近的,DNA,序列，促进,RNA,聚合酶与启动序列的结合，增强,RNA,聚合酶活性。,有些基因在没有激活蛋白存在时,RNA,聚合酶很少或完全不能结合启动序列。,生物化学,生物化学,真核基因的调节蛋白又称转录调节因子或转录因子；,绝大多数转录因子由其编码基因表达后，通过,DNA-,蛋白质或蛋白质,-,蛋白质相互作用控制另一基因的转录，,DNA-,蛋白质相互作用是指反式作用因子与顺式作用元件之间的特异识别及结合；,还有些蛋白质因子可特异识别、结合自身基因的调节序列,调节自身基因的表达，称,顺式作用,。,由某一基因表达产生的蛋白质因子，通过与另一基因的顺式作用元件相互作用，调节其表达。,(,trans-acting element,),反式作用因子,这种作用称为,反式作用,生物化学,C,DNA,A,DNA,反式调节,c,顺式调节,mRNA,c,蛋白质,B,B,a,mRNA,蛋白质,A,a,生物化学,被识别的,DNA,结合位点通常呈对称、或不完全对称结构。,绝大多数调节蛋白质结合,DNA,前，需通过蛋白质,-,蛋白质相互作用，形成二聚体或多聚体。,DNA,-,蛋白质,蛋白质,-,蛋白质,的相互作用,生物化学,生物化学,（三）,RNA,聚合酶活性,DNA,上的特定调节序列以及调节蛋白对转录激活的调节作用，最终是通过改变,RNA,聚合酶的活性而体现的。,启动序列或启动子的结构、调节蛋白的性质对,RNA,聚合酶活性影响很大。,1.,原核启动序列,/,真核启动子,功能部位包括转录起始点、,RNA,聚合酶结合位点及控制转录的调节组件。,可通过影响,RNA,聚合酶与其的亲和力,影响转录。,原核RNA,聚合酶转录活性与启动子中共有序列密切相关。原核生物启动子保守序列与典型共有序列越一致，两个共有序列间距离越接近,17bp,，,RNA,聚合酶转录活性越强；相反，基因转录水平则降低。,生物化学,（三）,RNA,聚合酶活性,1.,原核启动序列,/,真核启动子,真核,RNA,聚合酶单独存在时与启动子的亲和力极低或无亲和力，某些基因的转录因子可与,RNA,聚合酶形成复合物促使其与启动子结合而启动转录。,真核,RNA,聚合酶活性除了与启动子序列有关，还与转录调节因子作用有关。,生物化学,（三）,RNA,聚合酶活性,2.,调节蛋白,一些特异调节蛋白在适当环境信号刺激下表达,然后通过,DNA-,蛋白质、蛋白质,-,蛋白质相互作用影响,RNA,聚合酶活性。,原核特异性因子,亚基识别特异启动序列而促进,RNA,聚合酶对不同基因转录；,诱导剂、阻遏剂使调节蛋白构象改变,生物化学,（三）,RNA,聚合酶活性,第二节,原核基因转录的调节系统,生物化学,原核生物是单细胞生物，基因组是由一条环状双链,DNA,组成，没有完整的核膜和核结构，其转录和翻译是偶联进行的。,原核特异基因的表达也受多级调控，如转录起始、转录终止、翻译水平的调控及,RNA,、蛋白质的稳定性等,生物化学,-,调节的主要环节在,转录起始,原核基因转录调节特点,因子决定,RNA,聚合酶识别特异性：不同的,因子决定特异基因的转录激活，决定,mRNA,、,rRNA,和,tRNA,基因的转录,操纵子模型的普遍性：几个功能相关蛋白质的编码基因串联在一起，受上游调控序列共同调节，构成一个转录单位,-,操纵子,阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性,-,负性调控,生物化学,特点：,生物化学,1961年，法国科学家莫诺（JLMonod）与雅可布（FJacob）发表“蛋白质合成中的遗传调节机制”一文，提出操纵子学说，开创了基因调控的研究。,四年后的1965年，莫诺与雅可布即荣获诺贝尔生理学与医学奖。莫诺与雅可布最初发现的是大肠杆菌的乳糖操纵子。这是一个十分巧妙的自动控制系统，这个自动控制系统负责调控大肠杆菌的乳糖代谢。,操纵子是原核生物基因表达调控的基本方式,一、乳糖操纵子（,E.coli,）,(,一,),乳糖操纵子的结构,调控区,CAP,结合位点,启动序列,操纵序列,结构基因,Z,：,-,半乳糖苷酶,-,水解乳糖生成半乳糖、葡萄糖,Y,：半乳糖苷通透酶,A,：乙酰基转移酶,Z,Y,A,O,P,DNA,生物化学,CAP,：代谢物基因激活蛋白,控制细胞对乳糖的摄取和代谢,mRNA,阻遏蛋白,I,DNA,Z,Y,A,O,P,pol,没有乳糖存在时,(,二,),阻遏蛋白的负性调节,阻遏基因,生物化学,偶有阻遏蛋白与,O,序列解聚，使细胞中还有极低水平的,-,半乳糖苷酶及半乳糖苷通透酶生成,mRNA,阻遏蛋白,有乳糖存在时,I,DNA,Z,Y,AO,P,pol,启动转录,mRNA,乳糖,半乳糖,-,半乳糖苷酶,生物化学,生物化学,化学合成的半乳糖类似物：别乳糖、,IPTG,与阻遏蛋白特异性结合，诱导,lac,操纵子的开放；,X-gal,：人工合成的半乳糖苷，被,-,半乳糖苷酶催化水解产生深蓝色不溶性产物，被用作,-,半乳糖苷酶活性的指示剂。,+,转录,无葡萄糖，,cAMP,浓度高时,有葡萄糖，,cAMP,浓度低时,(,三,),CAP,的正性调节,Z,Y,A,O,P,DNA,CAP,CAP,CAP,CAP,CAP,CAP,生物化学,CAP,是同二聚体，其分子内有,DNA,结合区及,cAMP,结合位点,生物化学,对,lac,操纵子来说,CAP,是,正性调节因素,，,lac,阻遏蛋白是,负性调节因素,。两种调节机制根据存在的碳源性质及水平协调调节,lac,操纵子的表达。,(,四,),协调调节,当阻遏蛋白封闭转录时，,CAP,对该系统不能发挥作用；如无,CAP,存在，即使没有阻遏蛋白与操纵序列结合，操纵子仍无转录活性。,CAP,结合是,lac,操纵子表达的必需条件。,单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源；,若有葡萄糖或葡萄糖,/,乳糖共同存在时,细菌首先利用葡萄糖。,葡萄糖对,lac,操纵子的阻遏作用称,分解代谢阻遏（,catabolic repression,）,。,生物化学,mRNA,低半乳糖时,高半乳糖时,葡萄糖低,cAMP浓度高,葡萄糖高,cAMP,浓度低,RNA-pol,O,O,O,O,生物化学,二、色氨酸操纵子,(,一,),色氨酸操纵子：,细菌经多步酶促反应自身合成色氨酸；但一旦环境能够提供色氨酸，细菌就会充分利用外源的色氨酸，而减少或停止合成色氨酸酶系的表达。,生物化学,二、色氨酸操纵子,(,一,),色氨酸操纵子的结构,生物化学,(,二,),转录衰减,trp,trp,高时,trp,低时,mRNA,O,P,I,调节区,结构基因,前导肽,衰减子,色氨酸操纵子,生物化学,衰减子结构,(,attenuator,),核糖体,新生肽链,mRNA,DNA,1,2,3,4,UUUU 3,1.,当色氨酸浓度高时,trp,密码子,转录衰减机制,:,5,生物化学,1,2,3,4,5,核糖体,2.,当色氨酸浓度低时,生物化学,SOS,反应,SOS,基因,紫外线,激活,Rec A,Lex A,阻遏蛋白,与,DNA,损伤修复有关的酶和蛋白质,基因表达,Lex A,阻遏蛋白,操纵序列,DNA,三 其他转录调控方式,生物化学,第三节,真核基因转录的调节系统,生物化学,真核基因表达调控机制发生在染色质活化、基因转录激活、转录后加工、翻译及翻译后加工等水平。,生物化学,一、真核生物基因组结构的特点,(,一,),真核基因组结构庞大,9,哺乳类动物基因组,DNA,约,3 10,碱基对,生物化学,含,2,万,2.5,万个基因，其中,60%,的基因存在可变剪接，约,80%,的可变剪接能够导致蛋白质序列的变化。,人类基因组中,1%,序列编码蛋白质，,5%,10%,的重复基因，其余,80%,90%,的基因组为非编码序列,内含子、调控序列等。,(,二,),单顺反子,（,monocistron,）,即一个编码基因转录生成一个,mRNA,分子，经翻译生成一条多肽链。,(,三,),重复序列,-,真核基因组普遍存在,单拷贝序列,（,一次或数次,）,高度重复序列,（,10,次,）,6,中度重复序列,（,10,10,次,）,4,3,多拷贝序列,生物化学,多顺反子,：细菌由操纵子机制控制转录生成的,mRNA,可表达功能相关的数种蛋白,在基因调控区存在的重复序列可能参与,DNA,复制、转录的调控。,生物化学,(,四,),基因不连续性,非编码序列,-,不被转录,-,基因表达的调控区,内含子：编码基因内部不为蛋白质编码的间隔序列,外显子：编码基因内部编码序列,前体,mRNA,：内含子,+,外显子一起转录的,mRNA,：剪切去除内含子，使外显子相连,二、真核基因表达调控特点,(,一,),RNA,聚合酶,生物化学,RNA pol,、,、,分别负责转录；,各类基因启动序列有不同特点，各种,RNA,聚合酶有共同亚基也有特有亚基；,真核细胞转录和翻译在不同亚细胞结构中进行，各种真核基因转录的,RNA,产物都需要经过剪接修饰等加工过程。,二、真核基因表达调控特点,(,二,),活性染色体结构变化,1.,组蛋白变化,转录活跃的染色质缺乏组蛋白,H1,，其他核心组蛋白亦可被乙酰化修饰。每一种核心组蛋白（,H2A,、,H2B,、,H3,、,H4,）都有两个结构域：一是中心结构域，参与组蛋白和组蛋白的相互作用并帮助,DNA,缠绕形成核小体；二是富含赖氨酸的氨基端结构域，赖氨酸残基在组蛋白转乙酰基酶的作用下被乙酰化。,生物化学,生物化学,乙酰化能降低组蛋白对,DNA,的亲和力，还可使,DNA,对核酸酶的敏感性增高，有利于转录调控因子的结合。当某一个基因不再转录时，在组蛋白脱乙酰基酶的催化下使核小体的乙酰化降低，基因转录趋于静止。,2.DNA,拓扑结构变化,生物化学,SSB,3,5,3,5,Dna B,DNA,拓扑异构酶,Dna A,Dna C,帮助,Dna B,结合到复制起始点上,解螺旋酶,防止单链重新形成双螺旋,和被核酸酶水解,DNA,开放的松散结构使参与转录起始的,RNA,聚合酶和蛋白质因子能够接近该区域。,70,DNA,酶,I,高敏感区：大多位于被转录基因的,5,旁侧,1000bp,范围内，长约,100-200bp,；有些距离,5,端较远；有些则位于基因的,3,端或位于基因中间。,在转录活跃的区域，缺乏或完全没有核小体结构。,3.DNA,碱基修饰变化,真核,DNA,约有,5%,的胞嘧啶被甲基化，,甲基化范围与基因表达程度呈反比。,转录活跃区,-,很少甲基化；,不表达的基因,-,高度甲基化；,管家基因富含,CpG,岛，胞嘧啶残基均不发生甲基化。,生物化学,(,三,),正性调节占主导,生物化学,真核,RNA,聚合酶对启动子的亲和力很低，仅靠,RNA,聚合酶与启动子序列结合不能启动基因转录，需要依赖,多种激活蛋白的协同作用,。,真核基因转录表达的调控蛋白主要是以激活蛋白作用为主，表达时就需要有激活的蛋白质存在促进转录，因此真核基因表达,以正性调节为主导,。,由于调节蛋白与,DNA,特异序列作用,特异性强,，而多种激活蛋白与,DNA,间同时特异相互作用，使非特异作用更加降低，可使数目巨大的真核基因的调控更特异更精确。,(,四,),转录与翻译分隔进行,(,五,),转录或修饰、加工,生物化学,三、真核基因转录起始调节,(,一,),顺式作用元件：,位于基因前后，参与基因表达调控、可影响转录速率的,DNA,特异序列,1.,启动子,真核基因启动子是,RNA,聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件，至少包括一个,转录起始点,以及一个以上的,功能组件,TATA,盒,GC,盒,CAAT,盒,生物化学,生物化学,TATA,盒,，其共有序列是,TATAAAA,。,TATA,盒通常位于转录起始点上游,-25,-30bp,，控制转录起始的准确性及频率。,GC,盒,（,GGGCGG,）和,CAAT,盒,（,GCCAAT,）通常位于转录起始点上游,-30,110bp,区域。,典型的启动子由,TATA,盒及上游的,CAAT,盒和（或）,GC,盒组成，这类启动子通常具有一个一个转录起始点及较高的转录活性；由,TATA,盒及转录起始点即可构成最简单的启动子。,管家基因启动子有长为,1,2kb,富含,GC,的,CpG,岛，称富含,GC,的启动子，这类启动子一般含数个分离的转录起始点。有的启动子既不含,TATA,盒，也没有,GC,富含区，这类启动子可有一个或多个转录起始点，大多转录活性很低或根本没有转录活性，而是在胚胎发育、组织分化或再生过程中受调节。,2.,增强子,（,enhancer,）,指远离转录起始点（,1,30kb,），通过启动子增强转录效率的特异,DNA,序列。,真核生物基因的增强子通常占,100,200bp,长度，每个核心组件常为,8,12bp,，可以单拷贝或多拷贝串联形式存在。,生物化学,生物化学,增强子的作用具有下列特性：,可通过启动子提高同一条,DNA,链上同源或异源基因转录效率，其作用与靶基因的方向及距离无关。,可增强远距离达,1,4kb,的上游或下游基因转录活性，其增强功能与其序列的正反方向无关。,增强子对作用的启动子没有严格选择性，必须与特异的蛋白质因子结合后才能发挥增强转录的作用。,增强子一般具有组织或细胞特异性。,没有增强子存在，启动子通常不能表现活性；没有启动子时，增强子也无法发挥作用,。,3.,沉默子,（,silencer,）,当沉默子结合特异蛋白因子时，使其附近的启动子失去活性，基因不能表达。沉默子的作用可不受序列方向的影响，也能远距离发挥作用，并可对异源基因的表达起作用。,生物化学,(,二,),反式作用因子,由一种基因表达的蛋白质因子，能结合并调节另外基因表达的称反式调节作用。反式作用因子是一类能分别特异识别并结合于,DNA,特定序列，激活或阻遏基因表达的蛋白质因子，通常把以反式作用影响转录的因子统称为转录因子。,生物化学,(,二,),反式作用因子,1.,转录调节因子分类,（,按功能特性,）,*,基本转录因子,是,RNA,聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白质因子，决定三种,RNA,(m,RNA,、,tRNA,及,rRNA,),转录的类别。,生物化学,如,RNA pol,的转录因子包括,TF,D,、,TF,A,、,TF,B,、,TF,E,及,TF,F,等，这些因子对,TATA,盒的识别及转录起始是必需的。,*,特异转录因子,为个别基因转录所必需，决定该基因的时间、空间特异性表达。,转录激活因子,-,通过蛋白质,-DNA,、蛋白质,-,蛋白质相互作用起正性转录调节作用的因子,转录抑制因子,-,生物化学,*,特异转录因子,为个别基因转录所必需，决定该基因的时间、空间特异性表达。,转录激活因子,-,通过蛋白质,-DNA,、蛋白质,-,蛋白质相互作用起正性转录调节作用的因子,转录抑制因子,-,过蛋白质,-DNA,、蛋白质,-,蛋白质相互作用产生负性调节效应的因子,生物化学,2.,转录调节因子结构,DNA,结合域,转录激活域,TF,蛋白质,-,蛋白质结合域,（二聚化结构域）,谷氨酰胺富含域,酸性激活域,脯氨酸富含域,生物化学,最常见的,DNA,结合域：,1.,锌指,（,zinc finger,）,最常见的,DNA,结合域结构形式，通过顺序中,Cys,和,His,残基与,Zn,螯合而形成环状结构。其,N,端形成一对反向,-,折叠，,C,端形成,-,螺旋，后者促进锌指与,DNA,大沟结合。,常结合,GC,盒,生物化学,1,2,3,表示锌离子,生物化学,2.,-,螺旋,常结合,CAAT,盒,生物化学,(,三,),mRNA,转录激活及其调节,pol,TFH,TAF,TFF,TAF,TAF,TFA,TFB,TBP,真核,RNA,聚合酶,在转录因子帮助下，形成的转录起始复合物,TATA,DNA,TBP,相关因子,生物化学,真核基因转录调节是,复杂的、多样的：,*,不同的,DNA,元件组合可产生多种类型的转录调节方式；,*,多种转录因子又可结合相同或不同的,DNA,元件。,*,转录因子与,DNA,元件结合后，对转录激活过程所产生的效果各异，有正性调节或负性调节之分。,生物化学,