导图社区 基因表达调控
- 901
- 57
- 12
- 举报
基因表达调控
这是一篇关于基因表达调控的思维导图，介绍了基因表达调控的基本概念与特点、原核基因表达调控、真核基因表达调控。
编辑于2021-10-04 17:54:16
- 相似推荐
- 大纲
基因表达调控
基因表达调控的基本概念与特点
概念
基因表达(gene expression)是基因转录及翻译的过程，也是基因所携带的遗传信息表现为表型的过程
产物
(1) mRNA---多肽和蛋白质
(2) 功能性RNA ( include what?)
表现形式: 蛋白质
特点
一、基因表达产生有功能的蛋白质和RNA
在某一特定时期或生长阶段，只有少部分基因处于表达状态。
① E.coli 菌: 4000基因/genome; 5% 基因高表达；其它基因低表达或者不表达。
② 肝脏中，鸟氨酸环化酶 高表达；肺脏：血管紧张素转换酶2 (ACE2)。
③ DNA修复相关酶类：正常低表达，UV照射后高表达。
二、基因表达有时间特异性和空间特异性
1. 时间特异性
按功能需要，某一特定基因的表达严格按一定的时间顺序发生，称之为基因表达的时间特异性(temporal specificity)。
多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性(stage specificity)。不同的发育阶段
2. 空间特异性
在个体生长发育过程中，一种基因产物在个体的不同组织或器官表达，即在个体的不同空间，即基因表达的空间特异性(spatial specificity)
基因表达随时间或阶段顺序表现出的空间分布差异，实际上是由细胞在器官的分布所决定的，基因表达的空间特异性又称 细胞特异性 (cell specificity)或组织特异性(tissue specificity)。
三、基因表达的方式
按对刺激的反应性，分为：
组成性（基本）表达 (constitutive gene expression)
某些基因在一个生物个体几乎所有细胞中持续表达，不易受环境条件的影响，通常被称为管家基因(housekeeping gene)。
管家基因的表达水平受环境因素影响较小，在各个生长阶段、或几乎全部组织中持续表达，变化很小。这类基因表达被视为基本（或组成性）基因表达(constitutive gene expression)。
举例
Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase 三磷酸甘油醛脱氢酶 GAPDH for 糖代谢
Beta-actin and tubulin for 细胞骨架构成
28S or 18S rRNA for 核糖体
U6 for RNA剪接体
诱导或阻遏表达 (induction or repression )有些基因的表达受环境变化而改变
可诱导基因(inducible gene)在一定的环境中表达增强的过程，称为诱导(induction)。
如果基因对环境信号应答时被抑制，这种基因是可阻遏基因(repressible gene)。可阻遏基因表达产物水平降低的过程称为阻遏(repression)。
举例
· DNA修复有关的酶
正常情况下——低表达或不表达
UV照射——高表达
· 饮酒者——醇氧化酶高表达
· 培养基中色氨酸充足——色氨酸合成酶基因受抑制
协同表达（coordinate expression）生物体内不同基因的表达受到协调调节
在一定机制控制下，功能上相关的一组基因，无论其为何种表达方式，均需协调一致、共同表达， 即为协同表达 (coordinate expression) ， 这种调节称为协同调节(coordinate regulation)。
比如：一条代谢途径中多种酶的表达
四、基因表达调控
基因表达调控（regulation of gene expression）
细胞或生物体在接受内外环境信号刺激时或适应环境变化的过程中在基因表达水平上做出应答的分子机制，即位于基因组内的基因如何被表达成为有功能的蛋白（或RNA），在什么组织表达，什么时候表达，表达多少等。
调节序列与被调控的编码序列位于同一条DNA链上， 称为顺式作用元件 (cis -acting element)。
调节序列远离被调控的编码序列，实际上是其他分子的编码基因通过其表达产物来发挥作用，这些蛋白质分子称为反式作用因子(transacting factor)。
调控序列和调控因子调控基因表达
调控根本机制
核酸-核酸相关作用
核酸-蛋白相互作用
蛋白-蛋白相互作用
五、基因表达调控呈现多层次和复杂性
DNA: 基因数，染色质活化
转录
能否转录
数量
RNA成熟加工降解
翻译
数量
加工、降解、定位
六、基因表达调控的生理意义
· 适应环境、维持生长和增殖
· 维持细胞分化与个体发育 （多细胞个体）
经济、有效、时空特异性表达基因
原核基因表达调控
一、原核基因表达特点
转录翻译偶联
操纵子
1. 操纵子（operon）
从调控方式来看，原核生物调控最重要的特点是操纵子模式。
原核生物常见转录单位。
E.Coli : 4000 蛋白编码基因，2584 操纵子
原核生物基因表达和调控单位. 包括：
（1）结构基因
功能相关的几个基因串联排列在一起， 共用一个启动子和一个终止子。
例如: 一条代谢途径中的几个酶。 多顺反子mRNA
（2) 调控序列
启动子promoter
• RNA聚合酶结合位点
• 决定转录效率的一个关键因素。
• 启动子区共有序列改变可以影响RNA聚合酶和启动子的结合，进而影响转录效率。
强启动子: 高转录效率
弱启动子: 低转录效率
• 启动子序列与标准启动子序列越接近，启动子活性越强。
※ Operator（操纵子序列），启动子下游一段DNA序列（或部分重叠），能够特异性与阻遏蛋白结合。Operator与阻遏蛋白结合后，抑制RNA聚合酶和启动子结合，或者阻止RNA聚合酶在DNA链上的移动抑制启动子下游基因转录。（负调控）
※ 某些DNA调控序列与激活蛋白结合，增强ＲＮＡ聚合酶活性，转录激活。（正调控）
（3）调节基因(regulatory gene)：编码能够与操纵元件结合的阻遏蛋白
2. 调控蛋白
调控基因: 可以编码调控蛋白的ＤＮＡ序列。
调控蛋白（调控基因产物）
调控蛋白是DNA结合蛋白, 与特定DNA序列特异结合。
阻遏蛋白（Repressor ）
特异性识别和结合操纵子序列，抑制基因转录，对基因表达进行负调控。负调控是原核生物常见调控方式。
激活蛋白（Activator）
与启动子周围特异序列结合，增强RNA聚合酶与DNA结合，增强基因转录，对基因表达进行正调控。
特殊因子（Specific factors ）
决定RNA聚合酶对一个或一套启动序列的特异性识别和结合能力。
阻遏蛋白或激活蛋白作用
(1) 阻遏/增强 RNA聚合酶和启动子结合
(2) 阻遏/增强 开环复合物形成
(3) 阻遏/增强 启动子逃逸
概要
· 原核基因产物： 不需要，不合成
· 通常情况下， RNA Pol 与多数启动子结合较弱（弱启动子）
· 激活蛋白 有两个结合结构域，与 DNA 序列 和 RNAP 结合，募集RNAP与启动子结合。 （募集调控）
原核基因表达调控特点
– 无核膜，类核结构；转录与翻译紧密偶联
– 原核生物没有能量储存，也不能进行光合作用，受培养环境影响巨大。
– 调节非常迅速
– 操纵子是主要调节机制
– 负性调节为主(阻遏蛋白的作用)
– 转录起始是调节的关键点
二、转录水平基因调控
转录水平调控最重要；翻译水平调控次之。 转录水平调控主要发生在转录起始，原因 ?
※ 转录起始是最经济有效的调控步骤. [调控起始也避免了能力和资源浪费]
※ 转录起始处调控就简单. (1 启动子--- several mRNAs)
1. 影响转录水平基因表达调控三因素
启动子
决定转录方向 （启动子下游基因转录）
决定转录效率
σ 因子
大肠杆菌RNA聚合酶由σ亚基和核心酶构成，σ亚基识别和结合在DNA模板上的启动序列
特殊 σ 因子 启动特殊基因表达
例如：正常为σ70 ，σ 32 启动热休克基因表达
调控蛋白 ---- 阻遏蛋白、激活蛋白
2、阻遏蛋白/激活蛋白的负/正调控
3、乳糖操纵子( lac operon)
乳糖代谢酶基因表达特点
在环境中没有乳糖时，基因处于关闭的状态
当环境中有乳糖时，基因被诱导开放
乳糖操纵子的结构
1. 结构基因
Z 编码β-半乳糖甘酶
Y 编码通透酶
A 编码乙酰基转移酶
2. 启动子P
CAP结合位点，P的上游
3. 操纵元件O（operator）
乳糖操纵子的调控区
4. 调节基因 I
有独立的启动子PI，编码一种阻遏蛋白，与O序列结合，使操纵子受阻遏而处于关闭状态
乳糖操纵子受到阻遏蛋白和CAP的双重调节
1）阻遏蛋白诱导性负调控
没有乳糖存在时
• I序列在PI启动子序列的作用下表达Lac阻遏蛋白
• Lac阻遏蛋白与O序列结合，阻遏RNA聚合酶与P序列结合
• Lac操纵子处于阻遏状态
• 阻遏作用并非绝对，偶有阻遏蛋白与O序列解聚，因此每个细胞可能有寥寥数个分子的β-半乳糖甘酶、通透酶生成
乳糖存在时
• 乳糖存在，乳糖经通透酶催化、转运进入细胞， β –半乳糖苷酶催化乳糖转变为别乳糖。
• 别乳糖作为诱导剂， 与阻遏蛋白I结合， 抑制阻遏蛋白与操纵序列O结合，基因转录。
• isopropylthiogalactoside (IPTG) 是别乳糖类似物。加IPTG 可以诱导基因转录.
2） CAP 正调控 (CAP: cAMP activated protein or catabolite gene activator protein，分解代谢物基因激活蛋白)。 cAMP control (universal controlling system)
促使RNA聚合酶与启动子结合更稳定
缺乏葡萄糖时
cAMP浓度增高，cAMP与CAP结合
CAP结合在lac启动序列附近的CAP位点
可刺激RNA聚合酶转录活性，使之提高50倍
葡萄糖存在时
cAMP浓度降低
cAMP与CAP结合受阻
lac操纵子表达下降
分解代谢阻遏
3） 阻遏蛋白和 CAP 协同调控作用
• 阻遏蛋白抑制转录, CAP不能发挥激活作用
• 没有 CAP，即便没有阻遏蛋白和操纵序列结合，操纵子没有转录活性 （只有渗漏表达）
• 有乳糖，也有葡萄糖 ，细菌优先利用葡萄糖。
葡萄糖效应
在葡萄糖耗尽之前，操纵子基因不表达
经济效应：不利用，不表达
4、色氨酸操纵子(Trp operon) 模式
L序列结构特点:
① 转录生成一段长度为162bp、内含4个特殊短序列的前导mRNA
② sequence 1 有独立的起始密码子和终止密码子，能够翻译14个氨基酸的肽段，其中10位和11位是色氨酸残基.
③ 序列1和序列2间、序列2和序列3间、序列3和序列4间存在一些互补序列，可分别形成发夹结构，形成发卡结构的能力依次是1/2发夹＞2/3发夹＞3/4发夹.
④ 序列4的下游有一个连续的U序列，是一个不依赖于p因子的转录终止信号
衰减子attenuator
操纵子中的一段DNA序列，位于第一个结构基因前面，能够使转录衰减，位于L序列中，在E结构基因和操纵序列之间
衰减子是可变的终止子——第三种转录终止子
衰减子调控色氨酸操纵子转录
色氨酸存在，基因表达减弱
高浓度色氨酸存在, 在序列3被转录出来以前，核糖体结合在mRNA上，快速翻译序列1 的开放阅读框，编码前导序列，核糖体移动至序列2. 转录仍在持续，序列3和序列4被转录出来，形成发夹结构，和下游转录出的UUU一起，构成非依赖ρ因子的转录终止。基因转录终止
无色氨酸，基因表达
色氨酸浓度低, 核糖体停止翻译序列1，停止在序列1上 。序列2,3形成发夹结构，阻止序列3和4形成衰减结构.
概要
利用原核生物中转录与翻译过程偶联进行，转录时先合成的一段前导序列L。
前导序列的结构特点发挥衰减作用
色氨酸操纵子表达调控
① 阻遏蛋白负调控（首要调控因素）
当细胞内色氨酸的浓度较高时，色氨酸作为辅阻遏物与阻遏蛋白形成复合物并结合到操纵序列上，关闭色氨酸操纵子，停止表达用于合成色氨酸的各种酶
② 衰减子负调控——转录衰减机制（第二调控因素）
色氨酸存在，RNA聚合酶释放，转录终止
低色氨酸，基因表达
概要
• 原核生物转录偶联翻译是这种调控模式的基础。
• 先利用环境中的色氨酸, 色氨酸缺乏时，启动转录。
③ 衰减子和阻遏蛋白作用是一致的
· 色氨酸浓度不能诱导阻遏蛋白变构， 但是足够：合成前导序列→ 衰减子终止mRNA转录→ 转录一致
· 更精确和敏感的调控色氨酸合成
· 色氨酸操纵子有两把“锁”， 只有两把“锁”同时打开 ，基因转录
色氨酸存在
阻遏蛋白与操纵序列结合→ 转录关闭
L leader sequence 1 翻译, sequence 3 and 4形成衰减信号→ 转录终止
色氨酸耗尽
阻遏蛋白与操纵序列不结合→ mRNA转录开放
L leader sequence 1 不翻译→ sequence 2 and 3 形成发夹结构 → 无衰减信号→ mRNA转录
只有色氨酸含量非常低下, 细菌才启动色氨酸合成酶的转录，合成色氨酸 （经济效应）
三、原核基因表达的翻译水平调控 （对翻译起始部分调控是翻译水平调控的重要位点）
1、SD序列对翻译的影响
※不同 mRNA (gene)或同一mRNA不同开放阅读框有不同的SD 序列，不同SD序列与16S rRNA结合效率不同
※ SD 序列上可以与16srRNA上互补的碱基越多, 核糖体与mRNA结合效率越高，越容易起始翻译
※ SD 序列的碱基组成决定翻译效率，决定单位时间内形成翻译起始复合物的数量, 进而影响翻译。
※ SD 序列位于起始密码子AUG上游, 间隔 4-13 核苷酸；SD序列和AUG之间的距离影响翻译效率。 例如： IL-2 表达载体构建，SD---AUG, 7 bp, 高表达；8 bp, 表达率降低500倍
※ mRNA 二级序列遮盖SD 序列
某些mRNA, SD sequence 位于mRNA二级结构的中（发夹结构中） ，被 “隐藏”→核糖体无法与 SD 序列结合；只有二级结构破坏，SD序列暴露， 核糖体与之结合，启动翻译。
2、RNA 稳定性
mRNA 降解是另一个调控翻译的因素
通过快速合成与降解RNA，细菌实现对周围环境的快速适应。
影响mRNA降解的因素
① 生理和环境因素
② mRNA 结构 （发夹结构）
3、翻译阻遏利用蛋白质与自身mRNA的结合实现对翻译起始的调控
调控蛋白通常作用与自身mRNA,抑制mRNA翻译，称为自调控
调控蛋白与mRNA 编码区起始点结合, 阻止核糖体识别翻译起始点
调控蛋白与起始密码子结合, 阻碍翻译.
4、反义RNA结合mRNA翻译起始部位对翻译进行调节
可调节基因表达的RNA称为调节RNA
细菌中含有与特定mRNA翻译起始部位互补的RNA，通过与mRNA杂交阻断30S小亚基对起始密码子的识别及与SD序列的结合，抑制翻译起始。这种调节称为反义控制(antisense control)。
5、mRNA密码子的编码频率影响翻译速度
某些氨基酸密码子有2-4个
不同物种有其优先选用的优势密码子
当基因中的密码子是其常用密码子时，mRNA的翻译速度快，反之，mRNA的翻译速度慢.
真核基因表达调控
一、真核细胞基因表达的特点
1.真核基因组比原核基因组大得多
2.哺乳类基因组中只有1%的序列编码蛋白质，大量的重复序列功能至今还不清楚。
3.真核生物蛋白质结构基因是不连续的，需剪接内含子，增加了基因表达调控的层次。
4.真核生物是单顺反子。
5.真核生物DNA在细胞核内与多种蛋白质结合构成染色质，复杂的结构直接影响基因表达；
6.真核生物的遗传信息不仅存在于核DNA上，还存在线粒体DNA上，核内基因与线粒体基因的表达调控既相互独立而又需要协调。
二、染色质结构与真核基因表达
（一）转录活化与非活化染色质结构上不同
常染色质： DNA 结构松散 ；基因转录活性 异染色质：DNA 结构紧密 ；基因无转录活性
活性染色质 (active chromatin)
具有转录活性的染色质：DNA结构呈松散状，RNA聚合酶与其它蛋白质与DNA结合。
超敏位点（hypersensitive site)
当染色质活化后，常出现一些对核酸酶（DNase I）高度敏感的位点，常位于基因5’或3’的侧翼区1Kb内。
DNA+ protein——cannot digest by DNase I
活化染色质，DNA与组蛋白缠绕松散，被DnaseI 消化，有超敏位点
（二）转录活化染色质的组蛋白发生改变
组蛋白氨基端伸出核小体外, 形成组蛋白尾巴； 这些尾巴可以形成核小体间的纽带，也是组蛋白修饰的发生位点
组蛋白 Histone
•真核细胞含5种：H1，H2A，H2B，H3，H4
•细胞内含量丰富，几乎与DNA相当。
•富含Arg，Lys的碱性蛋白质，在中性pH时带正电荷。
•高度保守的蛋白质：H4最保守，H3比较保守，H2A，H2B中度保守，H1最不保守。
•重复基因，连续基因，不加polyA。
•可以被修饰。
组蛋白修饰
乙酰化（Acetylation）
组蛋白乙酰化→中和组蛋白尾巴正电荷→降低核小体蛋白对DNA的亲合力→ DNA结构呈松散状→转录发生
组蛋白乙酰化酶（histone acetyl transferase, HAT）
转录活化
组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase , HDAC)
转录抑制
甲基化（Methylation）
酶
甲基化酶（KMT、PRMT）
去甲基化酶（KDM、PADI4和JMJDs）
位点：组蛋白N-末端的组氨酸（H）、赖氨酸（K）或 精氨酸（R）残基上
功能
转录活化（H3K4、K36、K79）
转录抑制（H3K9、K27 , H4K20）
磷酸化（Phosphorylation）
位点：H3S10、H3S28、H3T3、H3T11和H4S1
功能
中和组蛋白正电荷，利于转录因子与DNA结合
作为标记供效应蛋白识别
组蛋白磷酸化在细胞有丝分裂和减数分裂期间染色体浓缩以及基因转录激活过程中发挥重要作用
泛素化（Ubiquitylation）
泛素化酶（泛素激活酶E1、泛素结合酶E2、 泛素-蛋白质连接酶E3）
去泛素化酶（泛素羧基端水解酶家族UCH、 泛素特异性加工蛋白酶家族UBP）
位点
H2A K119：gene silencing
H2B K120：激活转录，引起H3K4甲基化
ADP-核糖基化修饰
组蛋白密码 (histone codon)
组蛋白各种不同的修饰直接影响了染色质或核小体的结构，以及化学修饰募集了其它调控基因转录的蛋白质，为其它功能分子与组蛋白结合搭建了平台，从而调控基因表达。
（三） DNA甲基化在真核基因调控中有重要作用
与基因的表达成反比关系。 高甲基化则低表达，低甲基化则高表达。
DNA甲基化特点
– 甲基化胞嘧啶在基因组中并不是均匀分布，
– 常发生在CG序列中的胞嘧啶上，如CpG岛
– 管家基因CpG岛多 低甲基化，不表达基因多 高甲基化。
– 激素或致癌物使不表达基因调控区低甲基化重新开放。
– DNA去甲基化与DNase I高敏区出现，为基因活化的标志。
CpG岛（CpG island)
CG序列成簇的存在于整个基因组中，这些GC含量可达60%，长度为300-3000bp的区段，称为CpG岛。
CpG岛主要位于基因的启动子和第一个外显子区域，约60%以上基因含有CpG岛。
CG岛与疾病
典型的DNA甲基化常发生在5’-CG-3’即“CpG”island-在人类基因组中存在成族的“CGIs”
CGIs常位于一些基因启动子区，如在肿瘤细胞中，由于一些抑癌基因启动子区CGIs的甲基化，导致这些基因不表达
表观遗传（epigenetic inheritance）
染色质结构对基因表达的影响可以遗传给子代细胞，其机制是细胞内存在着具有维持甲基化作用的DNA甲基转移酶，可以在DNA复制后，依照亲本DNA链的甲基化位置催化子链DNA在相同位置上发生甲基化。这种现象称为表观遗传。
指不改变基因序列而影响基因表达和表型的遗传修饰，可遗传，可逆性。
包括DNA甲基化，组蛋白修饰
（四）DNA水平的其它调控
• 染色质丢失，如低等生物及动物红细胞
• 基因扩增，如非洲爪蟾卵母细胞rRNA基因
• 基因重排：调整有关基因片段的衔接顺序，使之重排成为1个完整的转录单位。 IgG
三、真核基因表达转录水平调控
•基本共同点：转录起始的调节是关键点
•根本不同点：
原核生物
负性调节是主要形式
启动子在缺少转录因子情况下就具有天然活性
真核生物
强启动子，在缺少调节蛋白的情况下往往没有活性
正性调节是主要形式
（一）顺式作用元件是转录起始的关键调节部位
順式作用元件指可影响自身基因表达活性的DNA序列， 位于转录序列的上游或下游，又称侧翼序列.
（二）转录因子是转录调控的关键分子
真核基因的转录调节蛋白又称转录调节因子或转录因子（transcription factor, TF）
转录因子由编码基因表达，进入细胞核，识别结合特异的顺式作用元件调节基因表达。
转录因子也称为反式作用蛋白或反式作用因子。
1、反式作用因子
• 真核细胞内序列特异DNA（8-15bp）的结合蛋白
• 可以使基因开放（正调控）或关闭（负调控）
• 三个功能结构域：DNA结合域，转录活性域，结合其它蛋白结构域
• 与顺式作用元件及RNA聚合酶相互作用调节转录的活性
• 通用转录因子、特异转录因子
通用转录因子(general transcription factors)
是RNA聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白因子 ， 决定三种 RNA(mRNA 、 tRNA 及rRNA)转录的类别。
通用转录因子与启动子核心区结合
TFⅠ：4种
TFⅡ：6种
TF Ⅲ：3种
特异转录因子 (specific transcription factors)
为个别基因转录所必需，决定该基因的时间、空间特异性表达
激活因子、抑制因子
激活因子与增强子结合后作用
※ 与转录复合物其它因子结合
※ 募集染色体调节蛋白，改变染色体结构，帮助转录起始
※ 招募其它因子，比如延长因子，使转录起始或延长效率更高
抑制因子作用途径
• 上游因子（Upstream factors）
与启动子上游元件结合, 例如SP1 结合GC box, C/EBP 集合CAAT box.
• 可诱导因子（Inducible factor）
特定生理或病理条件下，可以被诱导表达，然后结合启动子上游元件或者增强子。Example: HIF-1alpha
2、转录因子结构
(1) DNA结合域（DNA-binding domain）
• 锌指结构（Zinc finger motif）
• 含约20个氨基酸残基, 1个α螺旋和2个反向平行β-折叠；
• 序列有一定保守性– Cys-X2-4-Cys-X3-Phe-X5-Leu-X2-His-X3-His
• 两半胱氨酸残基和两组氨酸残基与锌离子形成配位键，形如指。
• 螺旋伸入DNA大沟，接触4个以上碱基
• 一个蛋白可有多个锌指模体。 如：SP1有3个锌指模体，结合GC盒
• 同源结构域（Homoedomain）
• 亮氨酸拉链（Leucine zipper）
• 规律地出现亮氨酸，两者间隔4-7个残基
– 拉链区：亮氨酸组成的疏水工区
– 亲水区：带电荷的残基
• 两个具有亮氨酸拉链的反式因子靠疏水力结合
• N-端有碱性氨基酸（正电荷）：与DNA结合
• 螺旋－环－螺旋 (Helix-loop-helix)
碱性螺旋-转角-螺旋模体 basic helix-loop-helix（bHLH）
• 50个保守氨基酸参加组成。
• N端螺旋富含碱性氨基酸，与DNA结合
• 一个β-转角：连接两个螺旋
• 形成二聚体发挥作用，插入DNA大沟
• Bind to CAAT box
• 碱性α 螺旋（Alkaline α-helix）
(2) 转录激活域
• 酸性激活结构域： 一段富含酸性氨基酸的保守序列，常形成带负电的β-折叠。与TF II D结合, 促进转录起始复合物形成.
• 富含谷氨酰胺的结构域：N-端 25%谷氨酰胺, 和 GC 盒结合发挥作用
• 富含脯氨酸结构域：C-端, 20-30%脯氨酸，结合CAAT盒
(3) 蛋白质-蛋白质结合域 （二聚化结构域）
• 与其它蛋白结合
• 有些蛋白二聚化
• 许多蛋白共同作用
3、反式作用因子的活性调节
– 表达式调节 ：合成后即有活性，不能积累
– 共价修饰 磷酸化、去磷酸化，糖基化
– 配体结合 激素受体
– 蛋白质与蛋白质相互作用复合物的解离与形成
（三）转录起始复合物组装是转录调控的主要方式
真核生物的RNA聚合酶识别的不是单纯的DNA序列， 而是由通用转录因子与DNA形成的蛋白质-DNA复合物。
– TFIID结合TATA盒
– RNA聚合酶结合TFⅡD，形成闭合的复合物
– 其它TF与RNA聚合酶形成开放的复合物
1. 启动子的序列会影响其与RNA聚合酶的亲和力，直接影响转录起始的频率。
2. 调节蛋白与RNA聚合酶活性
四、真核细胞的转录后调控
（一）mRNA稳定性
1. 5′-端帽子结构，增加mRNA的稳定性
2. 3′-端poly(A)尾结构，防止mRNA降解。 组蛋白没有polyA尾巴，但是RNA末端有发夹结构
3. RNA核内进行加工、由胞核运至胞浆，在胞浆内停留， 都是通过与蛋白质结合形成核蛋白颗粒(ribonucleoprotein, RNP)进行的。稳定性与核蛋白颗粒组成有关
意义：降解途径保证mRNA不在细胞中累积并避免合成过多的蛋白质
不同真核基因的mRNA降解速率大不相同
暂时需要的基因产物：半衰期可能仅几分钟或几秒
经常需要的基因产物：mRNA可在多代细胞稳定存在
（二）mRNA前体的选择性剪接
（三）mRNA的核外输出也会影响基因表达
（四）一些小非编码RNA引起转录后基因沉默
目前人们广泛关注的有miRNA和siRNA。
五、真核基因表达在翻译及翻译后调控
（一）对翻译起始因子活性的调节
磷酸化调节翻译起始因子（eukaryotic initiation factor, eIF）的活性对起始阶段有重要的控制作用。
翻译起始因子eIF-2α的磷酸化抑制翻译起始
eIF-4E及eIF-4E结合蛋白的磷酸化激活翻译起始
（二）RNA结合蛋白参与了对翻译起始的调节
RNA结合蛋白（RNA binding protein，RBP）
基因表达的许多调节环节都有RBP的参与，如转录终止、RNA剪接、RNA转运、RNA胞浆内稳定性控制以及翻译起始等。
（三）对翻译产物水平及活性的调节 可以快速调控基因表达
蛋白质的半衰期是决定蛋白质生物学功能的重要因素。
通过对新生肽链的水解和运输，可以在特定部位或亚细胞器控制蛋白质的浓度在合适的水平。
许多蛋白质需要在合成后经过特定修饰才具有功能。 如可逆的磷酸化、甲基化、酰基化修饰，是基因表达的快速调节方式。
六、Non-coding RNA 对基因表达调控
RNA干涉 (RNA interference， RNAi)
指双链RNA介导同源序列的mRNA特异性降解，导致的转录后基因沉默。
RNAi是机体的一种天然防御机制，是许多生物体基因组防御外来核酸侵扰最古老的方法。具有防御病毒感染、入侵等功能。
RNAi能够在短时间内高效特异地抑制靶基因表达已成为功能基因组学的热点之一。
长链非编码RNA在基因表达调控中的作用
长链非编码RNA（lncRNA）是一类超过200个核苷酸的RNA分子，不直接参与基因编码和蛋白质合成，调控基因的表达。