真核基因表达调控特点
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真核生物基因表达调控的特点一、真核生物基因表达调控的特征•基因组和染色体结构复杂:更多的调控信息,更复杂的转录起始机制;•细胞结构复杂:转录和翻译在时空上分开;•多细胞,多组织生物:细胞内外环境,细胞发育的不同阶段、细胞分化•真核基因表达的多层次调控:染色质水平、转录水平、转录后水平、翻译水平和翻译后水平。
二、真核生物染色质结构与基因活性1.真核生物染色质结构•组蛋白:富含Arg、Lys的碱性蛋白质;在中性pH条件下带正电荷、高度保守的蛋白质;重复基因、连续基因、不加polyA;可以被修饰(乙酰化,甲基化)•核小体:有组蛋白和DNA组成,直径11nm。
•真核生物染色质经过不同层次的折叠形成高度压缩的规则结构;真核生物RNApol与启动子的结合收染色质结构的限制;真核生物基因转录的活化依赖于染色质重塑(remodeling)2.组蛋白对基因转录活性的影响•组蛋白和转录因子竞争基因的转录调控区。
•非乙酰化组蛋白可以抑制转录,乙酰化组蛋白可以抑制转录。
形成新的组蛋白共价键修饰(去甲基化)可以抑制基因转录活性。
3.DNA甲基化对基因转录活性的影响4.常染色质和异染色质•异染色质比常染色质压缩得更紧,因此异染色质区域的基因转录受到抑制。
二、转录激活因子对转录的影响1.转录激活因子的结构•真核生物的基因转录不仅需要激活染色质,还需要激活基因。
•顺式作用元件:启动子和增强子。
反式作用因子:基础转录因子(basal transcription factors),通用转录因子(general transcription factors)转录激活因子(transactivators)辅激活因子(coactivators)•转录激活因子的结构:DNA结合构域;转录激活结构域;二聚化结构域;效应分子结合位点。
每一个DNA结合结构域都含有一个DNA结合模体(motif)•增强器没有位置限制(从近到远都能看到);无方向性(反转后依然有效)。
真核基因表达调控的特点
真核基因表达调控有以下几个特点:
1. 基因组的复杂性:真核生物的基因组通常比原核生物更大且更复杂。
真核基因组包含多个非编码区域和大量的调控元件,这些元件可以影响基因的表达水平和模式。
2. 转录的调控:真核生物中的基因表达主要通过转录调控来实现。
转录调控包括转录因子的结合和调节,以及染色质状态的改变。
转录因子是一类能够结合到特定DNA序列上并调控相关基因转录的蛋白质。
它们可以增强或抑制基因的转录,从而影响基因表达。
3. 多级调控网络:真核生物中的基因表达调控是一个多级的网络系统。
这个网络包括许多调控元件、转录因子和其他调控蛋白质之间的相互作用。
这些元件和因子可以形成复杂的调控回路和信号传递路径,从而调控基因的表达。
4. 组蛋白修饰:染色质状态的改变在真核基因表达调控中起着重要作用。
染色质是DNA与蛋白质的复合物,通过不同的化学修饰可以改变染色质的结构和可及性,从而影响基因的转录。
常见的染色质修饰包括DNA甲基化、组蛋白乙酰化和甲基化等。
5. RNA后转录调控:除了转录调控外,真核生物中还存在着RNA 后转录调控机制。
这些调控机制包括RNA剪接、RNA编辑和非编码RNA 的功能等。
它们可以影响基因的转录后处理和调控基因表达的多样性。
综上所述,真核基因表达调控具有基因组的复杂性、转录的调控、多级调控网络、组蛋白修饰和RNA后转录调控等特点,这些特点共同
作用来调控基因的表达水平和模式。
真核生物的基因表达调控概述
真核生物基因在染色质活性、DNA水平、转录水平和翻译水平的表达调控特点。
答:真核基因组结构具有基因组结构庞大、单顺反子、含有大量重复序列、基因不连续性、非编码区较多等特点。
(1)染色质结构水平对基因表达调控:①常染色质或异染色质;②染色质的状态(活性或阻遏),紧密结构会抑制基因表达,解凝集结构利于基因表达;③可以通过对组蛋白结构的修饰来实现,有组蛋白翻译后的乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化等;④DNA水平的调控包括基因丢失、扩增、重排和移位等方式。
(2)转录水平的调控:①RNA聚合酶、转录因子等反式作用因子和顺式作用元件(启动子强弱、增强子、沉默子)相互作用对基因转录的调控;②同一基因转录起始位点的不同,导致在不同组织细胞中的基因表达差异。
(3)转录后的加工:转录后加工的多样性,包括①加尾和剪接;②多个5′端转录起始位点或剪接位点;③多个加多聚(A)位点和不同的剪接方式;④虽无剪接,但有多个转录起始位点或加多聚(A)位点等多种方式调控基因的表达。
(4)翻译水平的调控:①翻译起始因子eIF-4F 的磷酸化激活蛋白质的合成,eIF-2α 的磷酸化引起翻译起始受阻,降低蛋白质的生物合成水平;② mRNA 结构与翻译控制:mRNA5′端m7G 帽有增强翻译水平的作用,上游AUG 密码子的存在往往抑制下游开放读框的翻译效率;③起始AUG 上游序列对翻译效率的影响,如Kozak序列;④poly(A)尾增加翻译效率;⑤poly(A)尾中富含UA 序列抑制翻译。
(5)翻译后加工水平的调控:翻译的蛋白质还需要加工、修饰、折叠和分选后才具有功能。
综上所述,真核生物基因表达调控是一个十分复杂的过程。
真核生物基因表达调控的特点及主要调控环节真核生物基因表达调控是一个复杂而精密的系统,涉及到多种调控机制和调控环节。
通过这些调控机制和环节,真核生物能够在不同的细胞类型和不同的发育阶段中表达特定的基因,从而实现细胞功能的多样化和分化。
下面我们将详细介绍真核生物基因表达调控的特点以及主要调控环节。
首先,真核生物基因表达调控具有高度的精细性和特异性。
在真核生物细胞中,每个细胞都包含着相同的基因组,但不同细胞类型和组织会表达不同的基因。
这种差异性主要是通过转录调控来实现的,即通过对特定基因的转录进行调控,使得只有需要的基因在特定的时间和空间表达。
这种精细性和特异性的调控是真核生物细胞功能多样化和分化的重要基础。
其次,真核生物基因表达调控涉及多种调控机制和调控因子。
在真核生物细胞中,基因表达的调控是一个复杂的过程,需要多种调控机制和调控因子的参与。
其中,转录因子是最为重要的调控因子之一,它们可以结合到基因的启动子区域,促进或抑制该基因的转录。
此外,还有一些非编码RNA、表观遗传学修饰等调控机制也在基因表达调控中扮演着重要角色。
这些调控机制和调控因子相互作用,共同调控着基因的表达。
另外,真核生物基因表达调控还存在着复杂的信号传导网络。
在细胞内部,存在着多种信号通路和信号分子,它们可以感知外界环境的变化,并将这些信息传递给细胞核,从而影响基因的表达。
这些信号传导网络可以通过激活或抑制转录因子的活性,改变基因的表达水平。
通过这种方式,细胞可以根据外界环境的变化做出相应的调整,保持内部稳态。
综上所述,真核生物基因表达调控具有高度的精细性和特异性,涉及多种调控机制和调控因子,以及复杂的信号传导网络。
这些特点和调控环节共同构成了真核生物基因表达调控系统的核心。
通过深入研究这些调控机制和调控环节,可以更好地理解细胞功能的多样化和分化过程,为疾病的治疗和生命科学研究提供重要的理论基础。