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组蛋白修饰如何调控基因表达 真核生物基因表达调控有哪些环节

2021-04-07知识5

真核生物基因表达调控有哪些环节 真核生物基因表达调控与原核生物有很大的差异。原核生物同一群体的每个细胞都和外界环境直接接触,它们主要通过转录调控,以开启或关闭某些基因的表达来适应环境条件(主要是营养水平的变化),故环境因子往往是调控的诱导物。而大多数真核生物,基因表达调控最明显的特征时能在特定时间和特定的细胞中激活特定的基因,从而实现“预定”的,有序的,不可逆的分化和发育过程,并使生物的组织和器官在一定的环境条件范围内保持正常的生理功能。真核生物基因表达调控据其性质可分为两大类:第一类是瞬时调控或叫可逆调控,相当于原核生物对环境条件变化所做出的反应。瞬时调控包括某种代谢底物浓度或激素水平升降时及细胞周期在不同阶段中酶活性和浓度调节。第二类是发育调节或称不可逆调控,这是真核生物基因表达调控的精髓,因为它决定了真核生物细胞分化,生长,和发育的全过程。据基因调控在同一时间中发生的先后次序,又可将其分为转录水平调控,转录后的水平调控,翻译水平调控及蛋白质加工水平的调控,研究基因调控应回答下面三个主要问题:①什么是诱发基因转录的信号?②基因调控主要是在那个环节(模板DNA转录,mRNA的成熟或蛋白质合成)实现的?③不同水平。

组蛋白乙酰化对基因调控的作用 表观遗传调控包括DNA甲基化,组蛋白修饰(磷酸化,乙酰化,甲基化等)和小RNA调节,是在DNA序列的基础上对基因表达的调节,是细胞分化的本质.如果除去表观

组蛋白修饰的方式 ⒈甲基化组蛋白甲基化是由组蛋白甲基化转移酶(histonemethyl transferase,HMT)完成的。甲基化可发生在组蛋白的赖氨酸和精氨酸残基上,而且赖氨酸残基能够发生单、双、三甲基化,而精氨酸残基能够单、双甲基化,这些不同程度的甲基化极大地增加了组蛋白修饰和调节基因表达的复杂性。甲基化的作用位点在赖氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)的侧链N原子上。组蛋白H3的第4、9、27和36位,H4的第20位Lys,H3的第2、l7、26位及H4的第3位Arg都是甲基化的常见位点。研究表明·,组蛋白精氨酸甲基化是一种相对动态的标记,精氨酸甲基化与基因激活相关,而H3和H4精氨酸的甲基化丢失与基因沉默相关。相反,赖氨酸甲基化似乎是基因表达调控中一种较为稳定的标记。例如,H3第4位的赖氨酸残基甲基化与基因激活相关,而第9位和第27位赖氨酸甲基化与基因沉默相关。此外,H4—K20的甲基化与基因沉默相关,H3—K36和H3—K79的甲基化与基因激活有关。但应当注意的是,甲基化个数与基因沉默和激活的程度相关。⒉乙酰化组蛋白乙酰化主要发生在H3、H4的N端比较保守的赖氨酸位置上,是由组蛋白乙酰转移酶和组蛋白去乙酰化酶协调进行。组蛋白乙酰化呈多样性,核小体上有多个位点可提供乙酰化。

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