试述染色质结构与基因转录的关系。
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(一)疏松染色质结构的形成。
(1)DNA局部结构的改变与核小体相位的影响:当调控蛋白与染色质DNA的特定位点结合时,染色质易被引发二级结构的改变,进而引起其它的一些结合位点与调控蛋白的结合;核小体通常定位在DNA特殊位点而利于转录。
a.基因的关键调控元件被留在核心颗粒外面,从而有利于结合转录因子;
b.位于DNA上调控元件被盘绕在核心组蛋白上,因为组蛋白,使DNA上的关键调控元件靠得很近,它们可以通过转录因子而联系。
(2)DNA甲基化:A/C甲基化/去甲基化(特别是5-mC)。
(3)组蛋白的修饰:组蛋白的修饰改变染色质的结构,直接或间接影响转录活性(磷酸化、甲基化、乙酰化,泛素化(uH2A)//Arg,His,Lys,Ser,Thr);组蛋白赖氨酸残基乙酰基化(acetylation),影响转录。
(4)HMG结构域蛋白等染色质变构因子的影响:HMG结构域可识别某些异型的DNA结构,与DNA弯折和DNA-蛋白质复合体高级结构的形成有关。
(二)染色质的区间性。
(1)基因座控制区(locuscontrolregion,LCR):染色体DNA上一种顺式作用元件,具有稳定染色质疏松结构的功能;与多种反式因子的结合序列可保证DNA复制时与启动子结合的因子仍保持在原位。
(2)隔离子(insulator):防止处于阻遏状态与活化状态的染色质结构域之间的结构特点向两侧扩展的染色质DNA序列,称为隔离子;作用:作为异染色质定向形成的起始位点;提供拓扑隔离区染色质模板的转录。
(三)基因转录的模板不是裸露的DNA,染色质是否处于活化状态是决定转录功能的关键。
(四)转录的“核小体犁”(nucleosomeplow)假说。
相关参考
(1)常染色质:间期细胞核内染色质丝的折叠压缩程度低、处于伸展状态,碱性染料染色时着色浅的那些染色质。常染色质中的DNA主要是单一序列DNA和中等重复序列DNA。基因复制、转录时必须处于常染色质状态。
①.在间期核中处于凝缩状态,无转录活性。 ②.是遗传惰性区,含永不表达的基因。 ③.复制时间晚于其它区域,在细胞周期中表现为晚复制,早凝缩,即异固缩现象(heteropycnosis)。
a、由DNA与组蛋白包装成核小体,在组蛋白H1的介导下核小体彼此连接形成直径约10nm的核小体串珠结构,这是染色质包装的一级结构;b、在有组蛋白H1存在的情况下,由直径10nm的核小体串珠结构螺旋盘绕
(1)由DNA与组蛋白包装成核小体,在组蛋白H1的介导下核小体彼此连接形成直径约10nm的核小体串珠结构,这是染色质包装的一级结构; (2)在有组蛋白H1存在的情况下,由直径10nm的核小体串珠结构
细胞核是真核细胞内最大、最重要的细胞器,主要由核被膜、染色质、核仁及由非组蛋白质组成的网络状的核基质组成,是遗传信息的贮存场所,是细胞内基因复制和RNA转录的中心,是细胞生命活动的调控中心。
从DNA到染色体经过四级包装过程: 一级结构,核小体。 二级结构,螺线管(solenoid)。 三级结构,超螺线管(supersolenoid)。 四级结构,染色单体(chromatid)。
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