真核基因表达调控模式培训课件.ppt

第七章真核生物基因表达的调控真核生物基因表达的特点◆多级调控简单基因家族复杂基因家族发育相关复杂基因家族假基因(Pseudogene)果蝇的sex－lethal基因转移到小鼠体内，大多数小鼠表现正常，但有一个品系的小鼠在幼年期全部死亡。研究发现，sex－lethal基因插入到makorin1－p1假基因中部，破坏了该假基因的转录。如果将假基因makorin1－p1敲除，makorin1基因将被关闭。一、DNA水平调控◆异染色质化
水蜡虫（Pseudococcusnipae）（2n=10）
雌性:10条都是常染色质
雄性:来自父本的5条染色体依次被异染色质化
哺乳动物的剂量补偿（dosageconpensation）
雌性哺乳动物X染色体的失活◆1961,MaryLyon提出了莱昂假说(Lyonhypothesiis)
◆巴尔小体是一个失活的X染色体；
◆在哺乳动物中，雌性个体细胞中的两个X染色体中有一个X染
色体在受精后的第16天（受精卵增殖到5000-6000，植入子
宫壁时）失活；
◆两条X染色体中哪一条失活是随机的；
◆X染色体失活后,细胞继续分裂形成的克隆中,此条染色体都
是失活的；
◆生殖细胞形成时失活的X染色体可得到恢复。
◆1974年Lyon又提出了新莱昂假说
认为X染色体的失活是部分片段的失活
◆实验证据:
◆无汗性外胚层发育不良(anhidroticectodermaldysplasia)
◆三色猫
◆G-6-PDHanhidroticectodermaldysplasia无汗性外胚层发育不良(二)DNase的敏感性和基因表达
含有转录活性基因的染色质区域对DNaseⅠ降解的敏感性要比
无转录活性区域高得多。这是由于此区域染色质的DNA蛋白质
结构变得松散，DNaseⅠ易于接触到DNA之故
鸡的珠蛋白和卵清蛋白系统:（三）端粒位置效应（telomerepositioneffect，TPE）
端粒处核小体的堆积紧密，导致该处附近的基因不表达
基因在染色体的位置不同，表达的效果也不同(四)DNA的甲基化与去甲基化
◆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,去甲基化诱导了基因的重
新活化和表达
◆DNA甲基化的主要形式：CpG◆用同裂酶（(isoschizomers)）可检测CCGG上C的甲基化状态
MspI可切割CmCGG或CCGG，HapII可切割未甲基化CCGG◆CGislands
高等真核生物中包含未甲基化CpG双核甘酸序列远低于其理论值.通常成串出现在随时准备好转录或转译的脱氧核糖核酸中
◆甲基化酶
日常型（mainteance）：
从头合成型（denovosynthesis）◆在一些不表达的基因中，启动区的甲基化程度很高，
而处于活化状态的基因则甲基化程度较低。5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）含有胸腺嘧啶核苷激酶（TK）编码基因缺陷的受体细胞（tk-）◆DNA甲基化抑制基因转录的机制
甲基化抑制基因转录的直接机制甲基化抑制转录的间接机制
MeCP1（methylCpG-bindingprotein1）
MeCP2（methylCpG-bindingprotein1）◆DNA甲基化的生物学效应◆DNA甲基化与X染色体失活
X染色体失活中心(X-chromosomeinactivationcenter,Xic)
X染色体上存在一个与X染色体失活有密切联系的核心部位,
定位在Xq13区（正好是Barr氏小体浓缩部位）。
Xi-specifictranscript(Xist)基因
只在失活的X染色体上表达
产物是一功能性RNA
没有ORF却含有大量的终止密码子
XistRNA分子能可能与Xic位点相互作用,引起后者构象变化,
易于结合各种蛋白因子,最终导致X染色体失活◆亲本印记(imprinting)
来源于父母本的一对等位基因表达不同。
如源于父本的IGF-Ⅱ(胰岛素样生长因子Ⅱ)基
因可表达，而源于母本的则不能表达。
选择性甲基化印记基因与疾病印记丢失（lossofimprinting）非印记基因失活◆肿瘤发生抑癌基因甲基化不表达(二)染色体(质)丢失(chromosomediminution)
有的生物个体发育早期在体细胞中要丢失部分染色体，而在生殖细胞中保持全部的基因组
马蛔虫（Parascarisequoorum）第一次卵裂是横裂，产生上下两个子细胞
第二次卵裂时下面的子细胞仍进行横裂，保持着原有的基因组，而上面的子细胞却进行纵裂，丢失了部分染色体
长此下去最下面的子细胞总是保持了全套的基因组，将发育成生殖细胞，其余丢失了部分染色体片段的细胞分化为体细胞。
此可能是由于在植物极中有特殊的物质的存在，这种物质具有保护染色体不受削减的功能。小