Mindmap --- 转录调控的基本要素

现代分子生物学 思维导图 — 真核生物基因表达调控之转录调控的基本要素。

Mindmap

• 转录调控的基本要素
  • 顺式作用元件（cis-acting element）
    • 真核生物基因组中可以调控自身基因表达活性的特异DNA序列
    • 顺式作用元件能够被转录调节蛋白特异识别和结合，从而影响基因表达活性
    • 分类
      • 启动子（promoter）
        • 真核生物的启动子由 核心启动子 和 上游启动子 两个部分组成。
        • 是决定RNA聚合酶II 转录起始点和转录频率的关键元件
        • 核心启动子（core promotoer）：保证RNA聚合酶II转录正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括转录起始位点和TATA box；保证基础转录
        • 上游启动子元件（upstream promoter element ，UPE）：能通过TFIID复合物调节转录起始的频率，提高转录效率
      • 增强子（enhancer）
        • 是指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列。
        • 特性
          • 增强效应十分明显
          • 增强效应与其位置和取向无关
          • 大多为重复序列，适合与某些蛋白因子结合
          • 其增强效应有严密的组织和细胞特异性
          • 无基因专一性，可在不同的基因组合上表现增强效应
          • 许多增强子还受外部信号的调控
        • 作用机制
          • 影响模板附近DNA双螺旋结构；导致DNA双螺旋弯折或在反式因子的参与下，以蛋白质之间的相互作用为媒介形成 增强子与启动子 之间 “成环”连接，活化基因转录
          • 将模板固定在细胞核内特定位置
          • 增强子区可以作为反式作用因子或RNA聚合酶II 进入染色质结构的“入口”
      • 沉默子（silencer）
  • 反式作用因子（trans-acting factor）
    • 能直接或间接与顺式作用元件相互作用，进而调控基因转录的一类调节蛋白
    • 根据功能的不同分类
      • 识别启动子元件的 基本转录因子
        • 转录因子的特异性取决于其 DBD
      • 识别增强子或沉默子的 转录调节因子
      • 不需要通过 DNA-蛋白质互作就参与转录调控的 共调节因子
        • 主要是通过蛋白-蛋白相互作用影响转录因子的分子构想以调节转录活性
    • 基本转录因子能根据各个蛋白质成分在转录中的作用，将整个复合物分为3个部分
      • 参与所有或某些转录阶段的RNA聚合酶亚基，不具有基因特异性
      • 与转录的起始或终止有关的辅助因子，不具有基因特异性
      • 与特异调控序列结合的转录因子
      • 被广泛研究的转录因子主要有
        • TFIID：识别TATA区
        • CTF：识别CAAT区
        • SP1：识别GGGCGG
        • HSF：识别热激蛋白启动区
    • 转录调节因子（transcription factor，TF）：能识别并结合转录起始点的上游序列和远端的增强子元件，通过DNA-蛋白质相互作用而调节转录活性
      • 螺旋-转折-螺旋结构（helix-turn-helix）
      • 锌指结构(zinc finger)：有锌参与时才具备转录调控活性
      • 碱性-亮氨酸拉链（basic-leucine zipper）：bZIP结构，以碱性区和亮氨酸拉链结构域作为基础
      • 碱性-螺旋-环-螺旋（bHLH）：bHLH类蛋白只有形成同源或异源二聚体时，采用具有足够的DNA结合能力
    • 转录活化结构域（transcriptional activation domain）：是否具有转录活化域是反式作用因子唯一的结构基础
      • 反式作用因子功能具有多样性，其转录活化域也有多种，通常依赖于DNA结合结构域以外的30-100个氨基酸残基
      • 在不同的转录活化域的特征性结构
        • 带负电荷的螺旋结构
        • 富含谷氨酰胺的结构
        • 富含脯氨酸的结构
  • RNA聚合酶