哺乳动物转录调控相关概念

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现代生物学研究表明，一个生物系统所有类型细胞具有相同的基因组。细胞分化主要是通过基因表达水平的变化，而不是基因序列改变而实现。我们可以看到，不同类型的细胞拥有相同的核心蛋白，比如染色体结构蛋白、RNA 聚合酶、DNA 修复酶、核糖体蛋白 ，一些参与重要代谢途径的酶等，这些不同类型的细胞也同时拥有各自特异性的蛋白，比如血红蛋白只在血红细胞中表达。

基因表达调控网络的机制很复杂。原核生物基因表达的调控主要发生在转录水平上。真核生物细胞 的组织多样性以及基因结构比原核生物更加复杂，并且真核生物基因的转录和翻译在时间和空间上完全分隔，基因调控范围更大，包括DNA 水平的基因拷贝和重排、转录、转录后RNA 加工和运输、翻译，翻译后蛋白质修饰等多个层次。但总的来说，和原核生物一样，真核生物中转录水平的调控是基因表达调控中最重要的一环。转录起始是基因表达的关键，需要RNA 聚合酶识别并且结合基因上游特定的序列区域，在各种不同的DNA 结合蛋白的配合下启动，同时这些结合蛋白还控制着转录的效率。

基因表达

是指结构 基因在生物体内的转录、翻译以及所有加工过程。

基因 表达的调控

是指任何影响基因开启与关闭、转录和翻译过程速率的直接因素。

转录调控

指通过改变转录速率从而改变基因表达的水平。转录调控可以控制转录何时发生以及产生多少RNA 。

顺式作用元件

是指与结构基因串联的特定DNA序列，是转录因子的结合位点，它们通过与转录因子结合而调控基因转录 的精确起始和转录效率。

顺式作用元件存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列，包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等。它们的作用是参与基因表达的调控。其本身不编码任何蛋白质，仅仅提供一个作用位点，要与反式作用因子相互作用而起作用。

反式作用因子

是指能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上，参与调控靶基因转录效率的蛋白质。大多数真核转录调节因子由某一基因表达后，可通过另一基因的特异的顺式作用元件相互作用，从而激活另一基因的转录。

参与基因表达调控的因子，它们与特异的靶基因的顺式元件结合起作用。编码反式作用因子的基因与被反式作用因子调控的靶序列(基因)不在同一染色体上。反式作用因子有两个重要的功能结构域：DNA结合结构域和转录活化结构域，它们是其发挥转录调控功能的必需结构，此外还包含有连接区。反式作用因子可被诱导合成, 其活性也受多种因素的调节。

启动子

是位于结构基因5'端上游的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确的结合并具有转录起始的特异性，包括核心启动子和上游启动子元件。

因为基因的特异性转录取决于酶与启动子能否有效地形成二元复合物，故RNA聚合酶如何有效地找到启动子并与之相结合是转录起始过程中首先要解决的问题。有实验表明，对许多启动子来说，RNA聚合酶与之相结合的速率至少比布朗运动中的随机碰撞高100倍。

增强子

指增加同它连锁的基因转录频率的DNA序列，是通过启动子来增加转录的。

增强子可分为细胞专一性增强子和诱导性增强子两类：1)组织和细胞专一性增强子。许多增强子的增强效应有很高的组织细胞专一性，只有在特定的转录因子(蛋白质)参与下，才能发挥其功能。2)诱导性增强子。这种增强子的活性通常要有特定的启动子参与。

增强子具有以下特点：1)具有远距离效应;2)无方向性;3)顺式调节;4)无物种和基因的特异性;5)具有组织特异性;6)有相位性;7)有的增强子可以对外部信号产生反应。

沉默子

是参与基因表达负调控的一种元件。能够同反式因子结合从而阻断增强子及反式激活因子的作用，并最终抑制该基因的转录活性。

绝缘子

是真核生物基因组的调控元件之一，亦为一种边界元件。功能为阻止临近调控元件，对它所界定基因的启动子其增强或者阻遏的作用。它对增强子的抑制作用具有极性，即只对处于其所在边界另一侧的增强子有抑制作用，而并不能抑制与其处于同一结构域的增强子。绝缘子的活性可能与CTCF蛋白密切相关。绝缘子的效应并不取决于绝缘子同启动子的相对位置。

通用转录因子

普遍存在的转录因子，具有识别启动子原件功能的基本转录因子。

组织特异性转录因子

与基因表达的组织特异性有很大关系，能识别增强子或沉默子的转录调节因子。

诱导性反式作用因子

活性能被特异的诱导因子所诱导，不需要通过DNA-蛋白质相互作用就参与转录调控的共调解因子。

 

启动子与转录因子的分类及相互关系

标签: 哺乳动物转录调控 顺式作用元件 反式作用因子

作者：Snail 点击： 次