原核生物和真核生物基因表达调控、复制、转录、翻译特点的比较
1.相同点：转录起始是基因表达调控的关键环节
①结构基因均有调控序列；
②表达过程都具有复杂性，表现为多环节；
③表达的时空性，表现为不同发育阶段和不同组织器官上的表达的复杂性；
2.不同点:
①原核基因的表达调控主要包括转录和翻译水平。真核基因的表达调控主要包括染色质活化、转录、转录后加工、翻译、翻译后加工多个层次。
②原核基因表达调控主要为负调控，真核主要为正调控。
③原核转录不需要转录因子,RNA聚合酶直接结合启动子,由sita因子决定基因表的的特异性，真核基因转录起始需要基础特异两类转录因子，依赖DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用调控转录激活。
④原核基因表达调控主要采用操纵子模型，转录出多顺反子RNA，实现协调调节；真核基因转录产物为单顺反子RNA，功能相关蛋白的协调表达机制更为复杂。
⑤真核生物基因表达调控的环节主要在转录水平，其次是翻译水平。原核生物基因以操纵子的形式存在。转录水平调控涉及到启动子、sita因子与RNA聚合酶结合、阻遏蛋白、负调控、正调控蛋白、倒位蛋白、RNA聚合酶抑制物、衰减子等。翻译水平的调控涉及SD序列、mRNA的稳定性不稳定(5’端和3’端的发夹结构可保护不被酶水解mRNA的5’端与核糖体结合可明显提高稳定性)、翻译产物及小分子RNA的调控作用。
真核生物基因表达的调控环节较多：
在DNA水平上可以通过染色体丢失、基因扩增、基因重排、DNA甲基化、染色体结构改
变影响基因表达。
在转录水平主要通过反式作用因子调控转录因子与TATA盒的结合、RNA聚合酶与转录因 子-DNA复合物的结合及转录起始复合物的形成。
在转录后水平主要通过RNA修饰、剪接及mRNA运输的控制来影响基因表达。
在翻译水平有影响起始翻译的阻遏蛋白、5’AUG、5’端非编码区长度、mRNA的稳定性
真核生物转录水平的调控机制
一、转录因子
转录因子是真核生物转录水平调控的重要环节。它们可以识别和结合DNA上的特异序列，从而调控基因的表达。根据结合位点的不同，转录因子可以分为上游启动子元件和增强子元件两类。上游启动子元件主要包括TATA box和CAAT box等，而增强子元件则是一种具有增强基因转录功能的DNA序列。
二、染色质重塑
染色质重塑是真核生物基因表达调控的重要机制之一。染色质重塑可以改变染色质的结构，从而影响基因的表达。染色质重塑过程中，染色质重塑复合物可以将核小体从DNA上移除或重新排列，从而改变染色质的可及性。此外，染色质重塑还可以影响DNA的甲基化水平，进一步调控基因的表达。
三、miRNA和siRNA
miRNA和siRNA是真核生物中的非编码RNA，它们可以通过与mRNA的特异性结合来调控基因的表达。miRNA和siRNA可以与mRNA的3'UTR结合，导致mRNA的降解或翻译抑制，从而调控基因的表达。此外，miRNA和siRNA还可以通过与转录因子或染色质重塑复合物等相互作用，影响基因的转录和表达。
四、转录起始和延伸
转录起始和延伸是真核生物转录水平调控的重要环节。转录起始和延伸过程中，RNA聚合酶可以识别启动子元件并开始转录，然后沿着DNA序列向下游移动并合成RNA。在这个过程中，转录起始和延伸复合物可以与RNA聚合酶相互作用，从而影响转录的效率和方向。此外，一些转录因子也可以与RNA聚合酶相互作用，进一步影响基因的表达。
五、转录后修饰
真核生物中的RNA聚合酶可以使用各种转录后修饰来修饰其转录产物。这些修饰可以包括mRNA的加尾、编辑、剪接和稳定性等。这些过程可以影响mRNA的翻译效率和稳定性，从而影响基因的表达。此外，一些蛋白质也可以通过磷酸化、乙酰化或甲基化等修饰来影响基因的表达。
六、细胞周期与细胞分化
细胞周期和细胞分化是真核生物细胞生命活动中的重要过程，也是转录水平调控的重要方面。在细胞周期的不同阶段，不同的基因会表达不同的蛋白质来调控细胞增殖、分化和凋亡等过程。同时，在细胞分化的过程中，不同类型细胞会表达不同的基因来形成具有特定功能的细胞。这些过程都涉及到转录水平的调控，通过转录因子的选择性和特异性来调控特定基因的表达。
真核生物转录元件组成及其分类
真核生物转录元件是指在基因转录过程中与RNA聚合酶和调控因子结合的特定DNA序列，用于调控基因的转录。它们包括启动子、增强子、沉默区和辅助区等。
1. 启动子：启动子位于基因的转录起始点上游，这是RNA聚合酶与DNA结合的起点。启动子中一般包含TATA盒子和CAAT盒子等特定DNA序列，它们可以吸引转录因子与RNA聚合酶II结合并激活基因的转录。
2. 增强子：增强子位于启动子上游，它们可以增强启动子的活性，从而提高转录速率。增强子一般由多个转录因子结合而成，它们可以通过相互作用来协同作用，实现调控基因的转录。
3. 沉默区：沉默区位于基因的转录起始点下游，它们可以阻止RNA聚合酶的结合，从而抑制基因的转录。沉默区一般包括转录终止位点和多个转录抑制因子结合的DNA序列。
4. 辅助区：辅助区分布在基因的远端、内含子和外显子中，它们可以调节基因的表达水平和组织特异性。辅助区包括增强子和增强子类似物，它们可以通过转录因子结合来调控基因的转录。
根据其作用和位置的不同，转录元件可以分为启动元件、增强元件和沉默元件等。启动元件包括启动子和促进元件，主要用于启动基因的转录。增强元件包括增强子和增强子类似物，主要用于增强基因的表达。沉默元件包括沉默区和抑制元件，主要用于抑制基因的转录。
（武汉大学）分子19.真核生物的转录调控
● 本章概要
● 真原核生物基因调控的相同点
● 基本原理一致
● 信号均来自环境
● 激活因子和抑制因子
● 协同结合——募集调控、变构调控
● 最常见的调控步骤是转录起始
● 真原核生物基因调控的不同点
● 真核生物的mRNA剪接是重要的调控点
● 真核生物比原核生物有更加精细的转录机器
● 更多调控蛋白和调控序列
多个调控蛋白控制一个基因
● 调控蛋白的作用更复杂
● 结合位点距转录起始位点更远
● promoter 启动子
基因转录系统结合的区域
● regulator binding site 调控蛋白结合位点
单个结合区域
● regulatory sequence 调控序列
包含一个基因所有调控蛋白结合位点的DNA片段
● 一个特定基因的调控蛋白结合位点数目增加
● 涉及核小体及其修饰
修饰后可以改变基因可接近性
● enhancer 增强子
在多细胞生物中，延伸至距启动子（上游或下游）数千个核苷酸处的一组结合位点
由数十个调控蛋白结合位点组成
● 不同的增强子与不同调控蛋白结合应答不同的信号
● 控制同一基因在不同时间和位置的表达
● DNA弯曲：在远距离调控起到重要作用
● 转录调控的保守机制
● 所有真核生物基因调控的基本特性相同
● 转录机器、核小体结构、核小体修饰类似
● 酵母是最适于进行遗传学和生物化学研究的生物
被用于探究有关激活因子和抑制因子作用机制的信息
● activator 激活因子类似且具有普遍性
● 酵母激活因子可以在哺乳动物细胞中激活转录
● 其作用通过reporter gene报告基因检测
● 作用方式与最简单的细菌非常相似
● 抑制因子有所不同
● gene silencing 基因沉默
核小体、DNA 修饰物被招募到基因组特定区域关闭基因的表达
● 转录激活因子DNA结合与激活功能的分离
● 两个功能域
