第十一章 细胞分化-zsy.ppt

【小节练兵动动脑筋】转录因子是()(中科院2003)A.都是DNA结合蛋白B.结合DNA可能引起DNA的弯曲C.只有结合在染色体上相邻位置的才能发生相互作用D.都是典型的DNA结合结构域E.以上所以都正确B【小节练兵动动脑筋】人体内不同细胞能合成不同的蛋白质，是因为()(军事医学科学院200５)A.各种细胞基因组不同B.各种细胞基因组相同，而表达基因不同C.各种细胞蛋白激酶活性不同D.各种细胞氨基酸不同B【小节练兵动动脑筋】真核基因表达调控中最关键的环节是()A.基因重排B.基因转录C.ＤＮＡ甲基化与去甲基化D.mRNA的半衰期BGeneand

Development根据对果蝇、家蚕等实验动物的研究表明：卵受精后，首先表达的是母体基因；母体基因的产物是转录因子，沿胚的前后轴形成一个浓度梯度，决定了胚的前后位置和头尾区域；控制其它基因的表达：母体基因→间隙基因→成对基因→体节极性基因→同源异形基因（homeoticgene，Hox）同源异型基因与细胞分化在进行影响果蝇（Drosophila）发育突变的研究中，发现了一些有关控制动物体态形成的基因，其中最重要的同源异型基因。如果此类基因发生了突变，就会在胚胎发育过程中导致某一器官异位生长，即本来应该形成的正常结构被其他器官取代了。HOXmutantAntenna—leg果蝇的触角基因（Antp）突变，长触角的部位长出了腿进一步的研究发现Antp基因的3＇端含有一段由180个碱基对组成的序列，这是一个高度保守的同源区域，与其他同源异型基因高度相似，该序列称为同源异型框(homeobox),简称同源框。这一段DNA序列编码60个氢基酸,被称为同源异型结构域（homeodomain）。同源框普遍存在于果蝇、鼠、人、蛙等生物中，并在50000万年前就已经形成。同源框基因进化历史之久、分布之广泛，说明它在发育中的作用十分重要。鼠、蛙和果蝇的五个同源框基因的同源性比较Bithoraxmutant同源异型基因的突变称为同源异型突变(homeoticmutation)。除了上面介绍的触角被两只腿取代外，还发现一种同源异型突变的果蝇，叫作双胸突变(bithoraxmutant),这种突变多长出一对翅膀转录后加工的控制RNA转录物分为两种类型:简单的转录单元,只能加工形成一种mRNA;复杂的转录单元,它可以加工形成几种mRNA,合成几种蛋白质。简单的转录单元的加工主要是切除内含子。内含子的切除按GT-AG规则,即内含子的切除总是在5＇端以GT开始,在3＇端以AG结束。在复杂的转录物加工中，经不同剪接产生不同的成熟mRNA,表达不同的产物。有时某一基因的内含子在一种类型的细胞中是要被切除的内含子而在另外一种类型的细胞中却是外显子。图的上方给出的是大鼠原肌球蛋白的基因结构，下方给出的是该基因转录后经可变剪接，在不同组织中形成7种不同的原肌球蛋白。细折线表示剪接前内含子部位，小方框表示出现在成熟mRNA中的外显子部分。翻译水平的调控翻译控制(translationalcontral)有很多方式，包括控制蛋白质合成的速度、mRNA稳定性的控制、翻译起始的控制等红细胞的血红蛋白的翻译控制是典型的控制蛋白质合成速度的例子珠蛋白合成的控制是细胞通过蛋白质的磷酸化来控制翻译速度的范例，是一种非特异性的调控；而铁蛋白翻译的控制则是细胞在mRNA水平特异性控制某一基因表达的经典发育中的红细胞的主要功能是合成血红蛋白。血红蛋白是由四个珠蛋白和一个血红素辅基构成。红细胞含有HCI蛋白（血红素控制的抑制剂），它根据血红素的量来调节蛋白质的合成：①血红素与HCI结合，使HCI失去活性；②当细胞缺乏血红素时，HCI具有活性；③激活的HCI可作为一种蛋白激酶，催化elF2磷酸化。eIF2是一种关键的翻译起始因子，磷酸化的eIF2被失活，eIF2不能同甲酰tRNA和GTP结合形成翻译起始复合物，细胞内所有mRNA的翻译都被抑制，由于珠蛋白mRNA是红细胞的主要mRNA，所以受影响最大的就是珠蛋白的合成。④当有血红素时，珠蛋白的合成得以进行。发育的红细胞中血红素对翻译的调控作用铁蛋白在细胞内的作用是螯合细胞质中的游离铁原子，保护细胞免受游离金属的毒性。铁蛋白的翻译受细胞内游离铁的浓度调节，铁离子的浓度影响一种阻遏蛋白的活性。这种阻遏蛋白有两个结合位点，一个是铁离子结合位点，另一个是同铁蛋白mRNA5＇端UTP区结合的位点，该位点称为铁反应元件(iron-response