分子生物学PPT.ppt
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1、基因表达的调控Regulation of Gene Expression主要内容 基因表达调控的概念 原核生物基因表达调控 真核生物基因表达调控 基因表达调控异常与疾病 Non-coding RNA在基因表达调控中的作用microRNALncRNA1. 基因表达调控的概念 真核生物细胞只有2-15%的基因处于有转录活性的状态; 基因表达有一定的时间-空间有次序; 生理和病理条件下基因的表达水平差异显著。 基因表达调控研究不同的环境和条件以及各种因素如何令基因表达或不表达调控的不同水平2. 原核生物细胞的基因调控的特点和意义原核生物基因表达调控(1)-乳糖操纵子原核生物基因表达调控(2)-色氨酸
2、操纵子原核生物基因表达调控(3)-Stringent Response应急反应关闭tRNA和核糖体形成的能力 原核生物基因表达调控(4)-SOS Regulon原核生物基因表达调控-其他形式原核生物基因表达调控-其他形式Lambda 噬菌体的基因表达调控3. 真核生物细胞基因表达调控调控的不同水平(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)4.基因表达调控异常与疾病表观遗传学与肿瘤 表观遗传的概念是 1942 年由 Waddington 提出的 表观遗传被定义为 DNA 序列不发生变化但基因表达却发生了可遗传的改变 肿瘤中存在表观遗传修饰的异常DNA甲基化修饰 肿瘤中常伴随基因组整体甲基化水平降
3、低和某些基因 CpG 岛区域甲基化水平异常升高如抑癌基因 关键酶:DNA甲基转移酶(DNMT)组蛋白乙酰化修饰 组蛋白是染色质的基本结构蛋白,组蛋白的 N2 末端可以发生多种共价修饰作用其中乙酰化最为重要; 组蛋白氨基末端赖氨酸残基的高乙酰化与染色质松散及基因转录激活有关 而低乙酰化与基因沉默或抑制有关。 关键酶:组蛋白乙酰化酶 HAT 和组蛋白去乙酰化酶 HDAC是组蛋白乙酰化的关键酶 决定着组蛋白的乙酰化程度,参与肿瘤异常基因表达表观遗传修饰与肿瘤治疗 DNA甲基转移酶抑制剂 靶向诱导DNA甲基化:针对某基因启动子或其附近的区域设计一段甲基化的寡聚核苷酸链,使其与靶基因中一条DNA 链的特
4、定位点结合 形成半甲基化的中间体,该中间体成为 DNMT1 的底物,使 DNA 另一链甲基化 从而使靶基因的特定位点完全甲基化 组蛋白乙酰化抑制剂5. Non-coding RNA在基因表达调控中的作用 miRNA是广泛存在于真核生物中的一组短小的、不编码蛋白质的RNA家族,它们是由19-25个核苷酸组成的单链RNA(3端可有12个碱基长度的变化); miRNA的表达具有组织特异性和阶段特异性。即:在不同组织中表达有不同类型的miRNA,在生物发育的不同阶段里有不同的miRNA表达。 miRNA具有高度保守性,即各种miRNA都能在其他种系中找到同源体; miRNA独有的特征:其5端第一个碱基
5、对U有强烈的倾向性,而对G却有抗性,但第二到第四个碱基缺乏U,一般来讲,除第四个碱基外,其他位置碱基通常都缺乏C miRNA执行一定的生物学功能: 对与其互补的mRNA表达水平具有调节作用; 一些偏大的miRNA可能参与了基因组的重组装(27nt);miRNA的成熟 据体内外实验研究表明miRNA的生成至少需要两个步骤: 1)由长的内源性转录本(pri-miRNA)生成70nt左右的miRNA前体(pre-miRNA),该过程发生在细胞核; 2)将pre-miRNA加工为成熟miRNA,该过程发生在细胞质中。Pre-miRNA Pre-miRNA 是由内源性基因间区或内含子的DNA反向重复序列
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