真核生物基因表達(dá)的dna水平調(diào)控包括什么方式
1、轉(zhuǎn)錄起始水平。這一環(huán)節(jié)是調(diào)控的最主要環(huán)節(jié),由對(duì)基因轉(zhuǎn)錄活性的調(diào)控來完成,包括基因的空間結(jié)構(gòu)、折疊狀態(tài)、DNA上的調(diào)控序列、與調(diào)控因子的相互作用等。a.活化染色質(zhì):在真核生物體內(nèi),RNApol與啟動(dòng)子的結(jié)合受染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的限制,需通過染色質(zhì)重塑來活化轉(zhuǎn)錄。常態(tài)下,組蛋白可使DNA鏈形成核小體結(jié)構(gòu)而抑制其轉(zhuǎn)錄,轉(zhuǎn)錄因子若與轉(zhuǎn)錄區(qū)結(jié)合則基因具有轉(zhuǎn)錄活性。因而基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄是限制性的,核小體的解散時(shí)必要前提,組蛋白與轉(zhuǎn)錄因子之間的競爭結(jié)果可以決定是否轉(zhuǎn)錄。組蛋白的抑制能力可因其乙?;档?。另外,由于端粒位置效應(yīng)或中心粒的緣故,抑或是收到一些蛋白的調(diào)控,真核生物細(xì)胞可能出現(xiàn)10%的異染色質(zhì),異染色質(zhì)空間上壓縮緊密,不利于轉(zhuǎn)錄。b.活化基因:真核生物編碼蛋白的基因含啟動(dòng)子元件和增強(qiáng)子元件(啟動(dòng)子:在DNA分子中,RNA聚合酶能夠識(shí)別、結(jié)合并導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄起始的序列。增強(qiáng)子:指能使與它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加的DNA序列。),轉(zhuǎn)錄因子與啟動(dòng)子元件相互作用調(diào)節(jié)基因表達(dá);轉(zhuǎn)錄激活因子與增強(qiáng)子元件相互作用,再通過與結(jié)合在啟動(dòng)子元件上的轉(zhuǎn)錄因子相互作用來激活轉(zhuǎn)錄。兩種元件以相同的機(jī)制作用于轉(zhuǎn)錄。真核生物RNApol對(duì)啟動(dòng)子親和力很小或沒有,轉(zhuǎn)錄起始依賴于多個(gè)轉(zhuǎn)變路激活因子的作用,而若干個(gè)調(diào)節(jié)蛋白與特定DNA序列的結(jié)合大大提高了活化的精確度,無疑是這一作用機(jī)制的一大優(yōu)勢。在這一作用中,增強(qiáng)子與適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)蛋白作用以增加臨近啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄是沒有方向性的,典型的增強(qiáng)子可以出現(xiàn)在轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游或下游。RNApol與啟動(dòng)子的結(jié)合一般需要三種蛋白質(zhì)的作用,即基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子(又名通用轉(zhuǎn)錄因子)、轉(zhuǎn)錄激活因子和輔激活因子。能直接或間接地識(shí)別或結(jié)合在各類順式作用元件上,參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)又名轉(zhuǎn)錄因子?;A(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子與RNApol結(jié)合成全酶復(fù)合物并結(jié)合到啟動(dòng)子上,轉(zhuǎn)錄激活因子可以以二聚體或多聚體的形式結(jié)合到DNA靶位點(diǎn)上,遠(yuǎn)距離或近距離作用域啟動(dòng)子。在遠(yuǎn)距離作用時(shí),往往還會(huì)有絕緣子參與,以阻斷鄰近的增強(qiáng)子對(duì)非想關(guān)基因的激活;在近距離作用時(shí),結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄因子可以改變DNA調(diào)控區(qū)的形狀,使其他蛋白質(zhì)相互作用、激活轉(zhuǎn)錄。2、轉(zhuǎn)錄后水平。真核生物mRNA前體須經(jīng)過5’-加帽、3’-加尾以及拼接過程、內(nèi)部堿基修飾才能成為成熟度的mRNA,加帽位點(diǎn)與加尾位點(diǎn)、拼接點(diǎn)的選擇就成了調(diào)控的手段。a.5’-加帽:幾乎所有的真核生物和病毒mRNA的5’端都具有帽子結(jié)構(gòu),其作用為保護(hù)mRNA免遭5’外切酶降解、為mRNA的核輸出提供轉(zhuǎn)運(yùn)信號(hào)和提高翻譯模板的穩(wěn)定性和翻譯效率。實(shí)驗(yàn)證實(shí),對(duì)于通過滑動(dòng)搜索起始的轉(zhuǎn)錄過程來說,mRNA的翻譯活性依賴于5’端的帽子結(jié)構(gòu)。b.3’-加尾:3’UTR序列及結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)mRNA穩(wěn)定性和壽命