异染色质中的CpG被高度甲基化，基 因不转录。
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二 DNA水平上的调控
DNA甲基化（DNA Methylation)
哺乳动物基因中的5‘--CG--3’序列中C—5的甲基化称为CpG 甲基化。 5‘--CG--3’序列是使处于表达状态的基因位点处的染色 体保持适当包装水平的重要化学修饰序列。当基因序列中的CpG 密度达到10/100bp时称为CpG 岛。
• 典例：马蛔虫
生殖细胞 染色体不断裂
受精卵 2
体细胞 染色体断裂
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不带着 丝粒的 片段在 子代中 将丢失13
基因扩增
基因扩增：是指某些基因的拷贝数特异性增加的现象， 它使得细胞在短期内产生大量的基因产物以满足生长发 育的需要。
典例：非洲爪蟾蜍
时期
rDNA
核仁数
卵母细胞
约500拷贝 单个
减数分裂前期I 数量猛增
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真核生物基因表达调控的特点
基因表达的时、空特异 性
时间特异性（temporal specificity，
阶段特异性stage specificity）：按功能
需要，某一特定基因的表达严格按特定的
时间顺序发生。多细胞生物基因表达的时
间特异性又称阶段特异性
空间特异性（special specificity，细
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5
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组蛋白对基因活性的影响
(1)占先模型（pre-emptive model）:认为基因能否转 录取决于特定位置上组蛋白和转录因子之间的不可 逆竞争性结合。转录因子先结合在DNA的特定位点 上，基因正常转录；反之，组蛋白先与DNA的特 定位点结合，则形成核小体，转录停止。
(2) 动态模型（dynamic model）：认为转录因子与组
能在核内接受外来信号，构成核内
信息转导系统，形成一条调节基因
表达的重要途径。
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核基质(nuclea matrix)
◆定义：核基质是由3-30nm的微纤丝构成的网络状骨架蛋白，主 要成分包括DNA拓扑异构酶、核基质蛋白以及多种DNA结合蛋白， 并含有少量RNA。
◆特点：
（1）限定DNA环状结构域的大小；
组蛋白的8个亚基上有32个潜在的乙酰化位点。
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组蛋白乙酰化-去乙酰化的生物功能
（1）组蛋白乙酰化导致组蛋白表面正电荷减少，组蛋白与DNA结
合能力下降，引起核小体解聚并阻止核小体装配，使得染色体处于
松弛状态，从而使转录因子和RNA聚合酶顺利结合在DNA上，促
进基因转录；
（2）组蛋白乙酰化是许多转录调控蛋白相互作用的一种“识别信
（2）各种核基质蛋白之间相互作用， 控制染色体组装的程度，调节DNA的 复制与转录；
（3）可能存在着基因的某种增强元件；
（4）可能有DNA复制的起始位点
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其他染色体水平上的基因表 达调控方式
染色质丢失 基因扩增 基因重排
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染色质丢失
染色质丢失：是细胞分化过程中，消除某个基因活性的方式 之一,就是从细胞中除去这个基因。某些原生动物、昆虫及 甲壳纲动物细胞分化过程中就会有部分染色体丢失。
蛋白处于动态竞争之中，基因转录前染色质必须经
历结构上的改变，即染色质重塑。在染色质重塑过
程中，某些转录因子可以在结合DNA的同时使核小
体解体。
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7
组蛋白的乙酰化-去乙酰化
蛋白的乙酰化和去乙酰化是蛋白活性调节的一种 重要的形式，通过乙酰化或去乙酰化，改变了染色 质结构或是转录因子的活性，可以调节基因转录的 活性。组蛋白的乙酰化和去乙酰化能打开或关闭某 些基因，增强或抑制某些基因的表达。
基因表达的概念及特点
• 概念：基因表达就是基因转录及翻译的过程。
• 真核生物表达调控与原核生物的不同：
（1）染色体结构不同；
（2）原核生物具有正调控和负调控并重的特点， 真核生物目前已知的主要是正调控；
（3）原核生物的转录和翻译是相偶联的，真核 生物的转录和翻译在时空上是分开的；
（4）多细胞的真核生物，在其个体发育过程中它 们的基因表达在时间和空间上具有特异性，即细 胞特异性或组织特异性表达。
数百
减数分裂双线期 约200万拷贝 很多
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基因重排
基因重排：基因组中不同位置的DNA可以通过剪接重组而连接在 一起，产生具有新功能的基因。
• 典例：哺乳动物免疫球蛋白
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免疫球蛋白基因定位
基因重排
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人Ig基因结构 注：（1）L：先导 序列基因片段 V： 可变区基因片段 D：多样性区基因 片段J：连接区基 因片段 C：恒定 区基因片 *：假 基因 （2）内含子区域 所标数字表示DNA 长度（kb) （3）每个CH基因 用一个方框表示， 实际上包括几个外 显子
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真核生物基因表达调控
• 染色体水平的调控 • DNA水平的调控 • 转录水平的调控 • 转录后加工的调控 • 翻译水平的调控 • 翻译后水平的调控
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一 染色体水平的调控
染色质的结构：
基本结构是核小体。 在细胞中的状态： （1）紧密压缩 （2）被阻遏状态 （3）有活性状态 （4）被激活状态 异染色质化
号”，如H4组蛋白的乙酰化作用参与了指示和吸引TFIID到相应
的启动子上，促进转录前起始复合物的装配；
（3）细胞分裂期，组蛋白乙酰化参与细胞周期和细胞分裂的调控；
（4）组蛋白去乙酰化引起或维持基因沉默。
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非组蛋白（NHP)
非组蛋白大多数是磷蛋白，以磷
酸化/去磷酸化修饰的方式调节细胞
的代谢、生长、增殖和变异等，并
图：持家基因的CpG岛及其启动子
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DNA甲基化与转录抑制
甲基化(methylated)程度高，对基因转录抑制的 调控能力越强。 去甲基化(undermethylated)：基因转录激活
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DNA甲基化与X染色体失活
雌性胎生哺乳动物细胞中两条X染色体 之一在发育早期随机失活（异染色质 化）；
胞或组织特异性tissue specificity）：在
个体生长全过程，某种基因产物按不同组
织空间顺序出现。 ppt课件
2
DNA
① 转录调控
多hΒιβλιοθήκη RNA层② 加工调控
次
mRNA
细胞核
调
③ 转运调控
细胞质
控 mRNA
翻译调控 ④
⑤ mRNA降解调控
蛋白质 失活mRNA
⑥ 蛋白质活性调控
活性蛋白p质pt课件