真核基因表達調(diào)控

　�、谏嫌螁�動子元件(upstream promoter element)　包括通常位于－70bp附近的CAAT盒和GC盒、以及距轉(zhuǎn)錄起始點更遠的上游元件。這些元件與相應的蛋白因子結合能提高或改變轉(zhuǎn)錄效率。不同基因具有不同的上游啟動子元件，其位置也不相同，這使得不同的基因表達分別有不同的調(diào)控。圖19-14以人金屬硫蛋白基因為例子，說明真核基因上游啟動子元件的組織情況和各元件相應結合的轉(zhuǎn)錄因子。

圖19－14　人金屬硫蛋白基因的調(diào)控區(qū)

　　2.增強子　是一種能夠提高轉(zhuǎn)錄效率的順式調(diào)控元件，最早是在SV40病毒中發(fā)現(xiàn)的長約200bp的一段DNA，可使旁側(cè)的基因轉(zhuǎn)錄提高100倍，其后在多種真核生物，甚至在原核生物中都發(fā)現(xiàn)了增強子。增強子通常占100－200bp長度，也和啟動子一樣由若干組件構成，基本核心組件常為8－12bp，可以單拷貝或多拷貝串連形式存在。增強子的作用有以下特點：

　�、僭鰪娮犹岣咄�一條DNA鏈上基因轉(zhuǎn)錄效率，可以遠距離作用，通�？删嚯x1－4kb、個別情況下離開所調(diào)控的基因30kb仍能發(fā)揮作用，而且在基因的上游或下游都能起作用。

　　②增強子作用與其序列的正反方向無關，將增強子方向倒置依然能起作用。而將啟動子倒就不能起作用，可見增強子與啟動子是很不相同的。

　�、墼鰪娮右�有啟動子才能發(fā)揮作用，沒有啟動子存在，增強子不能表現(xiàn)活性。但增強子對動子沒有嚴格的專一性，同一增強子可以影響不同類型啟動子的轉(zhuǎn)錄。例如當含有增強子的病毒基因組整合入宿主細胞基因組時，能夠增強整合區(qū)附近宿主某些基因的轉(zhuǎn)錄；當增強子隨某些染色體段落移位時，也能提高移到的新位置周圍基因的轉(zhuǎn)錄。使某些癌基因轉(zhuǎn)錄表達增強，可能是腫瘤發(fā)生的因素之一。

　�、茉鰪娮拥淖饔脵C理雖然還不明確，但與其他順式調(diào)控元件一樣，必須與特定的蛋白質(zhì)因結合后才能發(fā)揮增強轉(zhuǎn)錄的作用。增強子一般具有組織或細胞特異性，許多增強子只在某些細胞或組織中表現(xiàn)活性，是由這些細胞或組織中具有的特異性蛋白質(zhì)因子所決定的。醫(yī).學 全在.線提供www.med126.com

　　3.沉寂子　最早在酵母中發(fā)現(xiàn)，以后在T淋巴細胞的T抗原受體基因的轉(zhuǎn)錄和重排中證實這種負調(diào)控順式元件的存在。目前對這種在基因轉(zhuǎn)錄降低或關閉中起作用的序列研究還不多，但從已有的例子看到：沉寂子的作用可不受序列方向的影響，也能遠距離發(fā)揮作用，并可對異源基因的表達起作用。

　　(二)反式作用因子(trans�瞐cting factors)

　　以反式作用影響轉(zhuǎn)錄的因子可統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)錄因子(transcription factors, TF)。RNA聚合酶是一種反式作用于轉(zhuǎn)錄的蛋白因子。在真核細胞中RNA聚合酶通常不能單獨發(fā)揮轉(zhuǎn)錄作用，而需要與其他轉(zhuǎn)錄因子共同協(xié)作。與RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相應的轉(zhuǎn)錄因子分別稱為TFⅠ、TFⅡ、TFⅢ，對TFⅡ研究最多。表19-2列出真核基因轉(zhuǎn)錄需要基本的TFⅡ。��

表19-2　RNA聚合酶Ⅱ的基本轉(zhuǎn)錄因子��

　　以前認為與TATA盒結合的蛋白因子是TFⅡ－D，后來發(fā)現(xiàn)TFⅡ－D實際包括兩類成分：與TATA盒結合的蛋白是TBP(TATAbox binding protein)，是唯一能識別TATA盒并與其結合的轉(zhuǎn)錄因子，是三種RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄時都需要的；其他稱為TBP相關因子(TBP�瞐ssociated factors TAF)，至少包括8種能與TBP緊密結合的因子。轉(zhuǎn)錄前先是TFⅡ－D與TATA盒結合；繼而TFⅡ－B以其C端與TBP－DNA復合體結合，其N端則能與RNA聚合酶Ⅱ親和結合，接著由兩個亞基組成的TFⅡ－F加入裝配，TFⅡ－F能與RNA聚合酶形成復合體，還具有依賴于ATP供給能量的DNA解旋酶活性，能解開前方的DNA雙螺旋，在轉(zhuǎn)錄鏈延伸中起作用。這樣，啟動子序列就與TFⅡ－D、B、F及RNA聚合酶Ⅱ結合形成一個“最低限度”能有轉(zhuǎn)錄功能基礎的轉(zhuǎn)錄前起始復合物(pre�瞚ntitiation complex, PIC)，能轉(zhuǎn)錄mRNA。TFⅡ－H是多亞基蛋白復合體，具有依賴于ATP供給能量的DNA解旋酶活性，在轉(zhuǎn)錄鏈延伸中發(fā)揮作用；TFⅡ－E是兩個亞基組成的四聚體，不直接與DNA結合而可能是與TFⅡ－B聯(lián)系，能提高ATP酶的活性；TFⅡ－E和TFⅡ－H的加入就形成完整的轉(zhuǎn)錄復合體(圖19?5)，能轉(zhuǎn)錄延伸生成長鏈RNA，TFⅡ－A能穩(wěn)定TFⅡ－D與TATA盒的結合，提高轉(zhuǎn)錄效率，但不是轉(zhuǎn)錄復合體一定需要的。

圖19-15　RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄復合體的形成示意圖

　　以上所述是典型的啟動子上轉(zhuǎn)錄復合體的形成，但有的真核啟動子不含TATA盒或不通過TATA盒開始轉(zhuǎn)錄。例如有的無TATA盒的啟動子是靠TFⅡ－I和TFⅡ－D共同組成穩(wěn)定的轉(zhuǎn)錄起始復合體開始轉(zhuǎn)錄的。由此可以看到真核轉(zhuǎn)錄起始的復雜性。

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