发布时间 : 星期二 文章分子生物学第一篇基因表达调控和蛋白质修饰更新完毕开始阅读7d07bb4182c4bb4cf7ec4afe04a1b0717ed5b34d
启动子(promoter)
RNA聚合酶周围的一组转录控制元件，即转录起始位点-1及其5’端上游100-200bp内的一组7~20bp的DNA序列，是决定RNA聚合酶II转录起始和转录频率的关键元件。 启动子至少包括一个转录启示位点(transcription start site，TSS，真核基因为-30，-75，-90)以及一个以上的机能元件。机能元件典型的为TATA盒，共有序列为TATAAAA,通常位于-30~-25bp区，是上游启动子和增强子产生诱导性效应所必须。 TATA盒 GC CAA 八聚体 ? B ATF 分类：
①核心启动子元件(core promoter element, CPE)：RNA聚合酶II起始转录所必需的最小的序列，包括转录起始点、其上游 -30 ~ -25bp处的TATA盒和距起始点位点约-40 ~ +50bp范围的DNA序列。单独作用只能确定转录位点和产生基础水平的转录。
②上游启动子元件(Upstream promoter element，UPE)，不含TATA盒或不通过TATA盒转录，分为两类：一类是位于转录起始点上游 -110 ~ -30bp区域富含GC盒（GGGCGG)的启动子，它含有多个转录起始点。该启动子最初最初发现于一些管家基因，这些基因5’端上游富含GC，没有TATA盒，但有数个转录因子Sp-1(specificity protein 1)结合位点，且分布跨度大，对基本转绿化话有重要作用。另一类既无TATA盒也无GC盒的启示转录，RNA聚合酶II 的转录起始于一个或数个成簇的起始子(initiator)上,它只有较弱保守序列 5’-PyPyCAPyPyPyPyPy-3’，它与相应的蛋白质因子结合能提高或改变转录效率。不同基因的上游启动子元件及其位置不同，使得不同基因表达有别。
增强子(enhancer)：远离转录起始点（1~30 kb), 决定基因的时间、空间特异性表达增强启动子转率活性的DNA序列。增强子发挥作用的方式通常与方向、距离无关，增强子可位于基因的上游或下游的几百或几千个碱基对处，起跨度为100~200bp, 其中的核心
TATAAAA GGGCGG GGCCAATCT ATTTGCAT GGGACTTCC CTGACGT 组件约8~12 bp, 可以但拷贝或多拷贝串联的形式存在。 增强子的作用特点可归结如下：
（1）增强子提高同一条DNA 链上基因转录的效率，可以远距离作用，通常1~4kb,个别情况可距离30 kb, 而且在基因的上下游都能起作用；
（2）增强子在DNA双链中没有5’和3’的方向性，方向倒置依然能起作用； （3）增强子和启动子常连续或交替覆盖，有些机能元件即可在增强子也可以在启动子中出现；
（4）增强子对启动子没有严格的专一性，同一增强子可以影响不同的启动子； （5）增强子一般具有组织或细胞特异性。
增强子的作用机理目前尚不明确，可能作为反式作用元件的“入口”而起作用，或/和通过蛋白之间的相作用，形成增强子和启动子间的“成环‘连接的模式活化转录。 沉默子(silencer)：沉默子是DNA中的负调控元件(negative regulatory element， NRE) 能结合转录调节的抑制子从而阻碍RNA聚合酶的进入，抑制基因转录。
沉默子的作用可不受距离和方向（有例外）的限制，并可对异源基因的表达起作用。 经典的沉默子元件与蛋白结合多直接干扰基本转录因子(general transcription factor, GTF)的装配，主动地抑制基因；非经典的负调控元件一般通过抑制其它上游元件被动地抑制基因。
绝缘子(insulator)：约几百个碱基对，通常位于启动子与正调控元件(增强子) 之间，或活化基因与异染色质之间。
绝缘子本深没有正负效应，起作用是不让其他其它调控元件对活化效应或失活效应发生作用。
绝缘子重要功能是对抗增强子对启动子不加鉴别地发挥作用，阻断增强子的效应扩撒。因而绝缘子增加了基因调控的精准性。 基因转录的反式调节 蛋白质因子可分为三大类：
1、第一类为RNA聚合酶和基本转录因子(general transcription factors，GTFs)。它们结合在靶基因的启动子上，形成前DNA复制起始复合体(pre-initiation complex, PIC)，启动基因的转录。
2、第二类为特异转录因子（如激活因子和抑制因子）。它们是一类与靶基因启动子和增强子特异结合的转录因子，具有细胞及基因特异性，可以增强或抑制靶基因的转录。
3、第三类是辅调节因子，它们往往在转录因子和前DNA复制起始复合体之间形成桥梁作用，还可以改变局部染色质的构象，对基因转录的起始具有推动作用。 基本转录机件
1）RNA聚合酶(RNA polymerase):
1、RNA聚合酶I 转录核糖体RNA，其转录产物是45S rRNA，经剪接修饰生成除小亚基rRNA (SSrRNA)外的各种 rRNA；
2、RNA聚合酶Ⅱ主要转录编码蛋白质的基因和一些snRNA；
3、RNA聚合酶Ⅲ转录产物都是相对分子质量小的RNA，如tRNA、SS rRNA、snRNA . 2）基本转录因子
TATA结合蛋白TBP和至少8个TBP协同因子(TBPassociated factor，TAF)组成TFⅡD，是第一个与DNA结合的因子，3种RNA转录时都需要。 反式作用因子
（1）蛋白质因子的DNA识别或DNA结合域：最常见的DNA结合域结构形式是锌指结构及碱性氨基酸所形成的α螺旋。此外还有碱性亮氨酸拉链和碱性螺旋一环一螺旋等结构
① 锌指 (zinc finger，Znf) 结构：
② 螺旋—转角—螺旋( helix-turn-helix，HTH)及螺旋一环一螺旋( helix-loop-helix，HLH)
结构
③ 碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper，bZIP)： (2)蛋白质因子的转录激活域
转录激活域(activating domain) 通常由DNA结合结构域以外的30～100个氨基酸残基组
成。据氨基酸组成特点，转录激活域分为：
①带负电荷的α螺旋结构或酸性α螺旋 (acidic α-helix)：含有由酸性氨基酸残基组成的保守序列，多呈带负电荷的亲脂性。GAL-4、GCN-4、糖皮质激素受体和AP-1／Jun等都含有这种及结构域。增加激活区的负电荷数能提高激活转录的水平，可能是通过非特异性相互作用与转录起始复合物上的TFIID等因子结合生成稳定的转录复合物而促进转录。 ②富含谷氨酰胺结构(glutamine-rich domain)：SP-1的N末端含有2个主要的转录激活区，氨基酸组成中有25％的谷氨酰胺，很少有带电荷的氨基酸残基。酵母的HAP-l、HAP-2和GAL-2及哺乳动物的OCT-1、OCT-2、Jun、AP-2和SRF也含有这种结构域。 ③富含脯氨酸结构proline-rich domain)：CTF家族(包括CTF-1、CTF-2、CTF-3)的C末端与其转录激活功能有关，含有20％一30％的脯氨酸残基。 辅调节因子( coregulators)
通过直接或间接地与特异转录因子或基本转录机件的蛋白亚基结合而参与基因转录的调控。例如，特异转录因子核受体与DNA结合之后，会与一系列有效转录所必需的辅调节因子( coregulator)相互作用，使基因表达的调控更为有效和精细。不同细胞对同一核受体的反应差异，也可能是由于不同细胞中所含的辅调节因子不同所致。辅调节因子按其作用可区分为：辅激活因子( coactivator)和辅抑制因子(corepressor)。
辅激活因子作为核受体和基础转录复合物之间的桥梁分子发挥作用，且调节了不同靶基因的表达，参与了核受体反应的细胞特异性调节，并与其他信号途径相互联系。它们通过蛋白质一蛋白质直接相互作用激活基因转录。另外一类辅激活因子不但能与特异转录因子和基本转录机件结合而起桥梁作用，而且本身还具有乙酰化转移酶的活性，参与染色质的重塑和基因转录的调控。
辅抑制因子核受体中的视黄酸受体、甲状腺素受体等在无配体结合时，也能与DNA上相应反应元件结合，不过这时与核受体结合的不是辅激活因子而是辅抑制因子，对基因的转录起抑制作用。其机理是使组蛋白脱乙酰基，以加强组蛋白与DNA的结合，使染色质重趋紧密化而不利于转录。另外，核受体与辅抑制因子结合的区域，也正是辅激活因子所识别和结合的区域，即辅抑制因子可排斥辅激活因子与核受体的结合。 辅抑制因子NCoR(nuclear corepressor receptor)及SMRT (silencing mediator for retinoid and thyroid hormone receptors)均可特异地与甲状腺素受体及视黄酸受体相结合，以抑制基因的转录。 NCoR / SMRT常与转录抑制因子Sin3A配合，汇集另一类辅抑制因子HDAC(组蛋白脱乙酰基酶，histone deacetylase)及其他相关蛋白形成“抑制复合体”，达