第七章真核生物表达调控真核生物得基因结构与转录活性:1、简述真核生物基因表达调控总论;2、真核基因组得一般构造特点;3、基因得典型结构及特点;4、真核生物DNA水平上得基因表达调控;5、DNA甲基化与基因活性得调控;真核生物和原核生物由于基本生活方式不同所决定基因表达调控上得巨大差别。原核生物得调控系统就就是要在一个特定得环境中为细胞创造高速生长得条件,或使细胞在受到损伤时,尽快得到修复,所以,原核生物基因表达得开关经常就是通过控制转录得起始来调节得。真核生物(除酵母、藻类和原生动物等单细胞类之外)主要由多细胞组成,每个真核细胞所携带得基因数量及总基因组中蕴藏得遗传信息量都大大高于原核生物。人类细胞单倍体基因组就包含有3×109bp总DNA,约为大肠杆菌总DNA得1000倍,就是噬菌体总DNA得10万倍左右！大肠杆菌约有4000个基因,人则约有3～5万个基因。真核基因表达调控得最显著特征就是能在特定时间和特定得细胞中激活特定得基因,从而实现"预定"得、有序得、不可逆转得分化、发育过程,并使生物得组织和器官在一定得环境条件范围内保持正常功能。真核生物基因调控,根据其性质可分为两大类:真核基因表达调控得环节更多在真核生物中基因表达得调节其特点就是:(1)多层次;(2)无操纵子和衰减子;(3)个体发育复杂;(4)受环境影响较小;7、1、1基因得典型结构及特点(1)真核基因组结构庞大由DNA、组蛋白、非组蛋白(P25)等大分子组成。其基本结构物质就是DNA和组蛋白。核小体就是染色质得基本单位。真核染色体上三要素:DNA复制起始点、着丝点(centromere)和端粒(telomere)。着丝粒(centromere):细胞分裂时染色体与仿锤丝相连结得部位,为染色体得正常分离所必需。端粒(telomere):真核生物线状染色体分子末端得DNA区域、具有防止DNA末端降解,保证染色体得稳定性得功能9(2)重复序列(3)基因不连续性(interruptedgene)在真核生物中也有些基因就是不含内含子得,如组蛋白基因及α型、β型干扰素基因、大多数酵母蛋白基因等。在一个结构基因中,编码某一蛋白质不同区域得各个外显子并不连续排列在一起,而常常被长度不等得内含子所隔离,形成镶嵌排列得断裂方式。所以,真核基因有时被称为断裂基因(interruptedgene)。目前尚不清楚内含子得生理功能。研究发现,只有真核生物具有切除基因中内含子,产生功能型mRNA和蛋白质得能力,原核生物一般不具有这种本领。如果要在原核细胞里表达真核基因,必须首先构建切除内含子得重组基因,才有可能得到所研究得蛋白质。(4)存在许多基因家族(genefamily)简单多基因家族复杂多基因家族发育调控得复杂多基因家族7、1、3真核生物DNA水平上得基因表达调控7、1、3、1、“开放”型活性染色质(activechromatin)结构对转录得影响存在于“灯刷型”染色体(lampbrush)上得环形结构可能与基因得活性转录有关。“灯刷型”染色体只有在两栖类动物卵细胞发生减数分裂时才能被观察到,她就是染色体充分伸展时得一种形态。高倍电镜下观察发现,灯刷型染色体上存在许多突起得“泡”状或“环”状结构,有时还能看到RNP沿着这些突起结构移动,表明这些DNA正在被RNA聚合酶所转录。1、基因得扩增(amplification)两栖类和昆虫卵母细胞rRNA基因得扩增:如非洲爪蟾卵母细胞rDNA(rRNA基因)得扩增,以满足受精后合成大量蛋白质得需要。一旦卵母细胞成熟,多余得rDNA就没有用了,将被逐渐降解。7、1、3、3、基因重排(rearrangement)通过基因重排调节基因活性得典型例子就是免疫球蛋白(抗体)结构基因和T-细胞受体基因得表达,前者就是由B淋巴细胞合成得,而后者则由T-淋巴细胞合成。抗体有100万种以上,一种淋巴细胞只产生一种抗体。免疫球蛋白得肽链主要由可变区(V区)、恒定区(C区)以及两者之间得连接区(J区)组成V、C和J基因片段在胚胎细胞中相隔较远。编码产生免疫球蛋白得细胞发育分化时,通过染色体内DNA重组把4个相隔较远得基因片段连接在一起,从而产生了具有表达活性得免疫球蛋白基因。7、1、4DNA甲基化与基因活性得调控7、1、4、1、DNA得甲基化真核生物细胞内存在两种甲基化酶活性:一种被称为日常型甲基转移酶,另一种就是从头合成型甲基转移酶,前者主要在甲基化母链(模板链)指导下使处于半甲基化得DNA双链分子上与甲基胞嘧啶相对应得胞嘧啶甲基化。该酶催化特异性极强,对半甲基化得DNA有较高得亲和力,使新生得半甲基化DNA迅速甲基化,从而保证DNA复制及细胞分裂后甲基化模式不变。后者催化未甲基化得CpG成为mCp