染色质结构与基因转录

主讲人：黄曼丽组员：吴丽、郑苑琼、李文锐、李婷婷、方晓丽、高宁英、马洁娜、华玲燕、李威、吴翠玉、庄伟志、周骏腾染色质结构与基因活化活性染色质及其主要特征染色质结构与基因转录一二染色质核酸蛋白质少量RNADNA组蛋白非组蛋白核小体阻断了转录的进行一、活性染色质及其主要特征活性染色质(activechromatin)与非活性染色质(inactivechromatin)活性染色质的主要特征（一）（二）活性染色质：具有转录活性的染色质非活性染色质：没有转录活性的染色质活性染色质的核小体发生构象改变，具有疏松的染色质结构，从而便于转录调控因子与顺式调控元件结合和RNA聚合酶在转录模板上滑动。（一）活性染色质(activechromatin)与非活性染色质(inactivechromatin)Ⅰ.活性染色质具有DNaseI超敏感位点（DNaseIhypersensitivesite，DHS）：活性染色质对DNase具有优先敏感性。超敏感位点是一段长100~200bp的DNA序列特异暴露的染色质区域。大部分位于5‘-端启动子区。可能是为RNA聚合酶、转录因子或其他蛋白调控因子提供结合位点。（二）活性染色质的主要特征Ⅱ.活性染色质在生化上具有特殊性活性染色质很少有组蛋白H1与其结合；活性染色质的组蛋白乙酰化程度高；活性染色质的核小体组蛋白H2B很少被磷酸化活性染色质中核小体组蛋白H2A在许多物种很少有变异形式；组蛋白H3的变种H3.3只在活跃转录的染色质中出现HMG14和HMG17只存在于活性染色质中。（二）活性染色质的主要特征Ⅲ.活性染色质在组蛋白修饰上的特异性甲基化、乙酰化（标志）、磷酸化（二）活性染色质的主要特征Questions:•如何形成活性染色质中的超敏感结构？•如何隔离活性区域与非活性区域？•RNA聚合酶如何通过与组蛋白结合的DNA模板进行转录？二、染色质结构与基因激活（一）（二）（三）疏松染色质结构的形成染色质的区间性染色质模板的转录Ⅰ.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。核小体变构因子可通过改变核小体的相位协助基因转录（一）核小体易位使得转录因子能与DNA结合：有些细胞具有某些“工具”（如人类细胞的SWI/SNF复合物）能撬开被核小体阻断的DNA区域，从而允许转录因子与DNA接触。Ⅱ.组蛋白的修饰：影响转录活性——决定了染色质处于活性或非活性状态。直接影响：改变染色质的结构（如：磷酸化）间接影响：使核小体变构（易位/解体等），使其他调控蛋白易于和染色质相互接触例如：组蛋白的赖氨酸残基的乙酰化Ⅲ.HMG结构域蛋白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。（一）（二）染色质的区间性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。隔离子（insulator）概念：处于抑制状态与活化状态的染色质结构域之间、能防止不同状态的染色质结构特征向两侧扩展的染色质DNA序列。作用：作为异染色质定向形成的起始位点；提供拓扑隔离区；涉及追踪机制。（三）染色质模板的转录基因转录的模板不是裸露的DNA，染色质是否呈疏松结构，即是否处于活化状态是决定转录功能的关键转录的“核小体犁”（nucleosomeplow）假说RNA聚合酶被认为是用“核小体犁”（如前面提到的SWI/SNF复合物）来解除组蛋白和DNA间的相互作用。转录的激活与转录起始物的形成染色质解凝聚，露出组蛋白尾巴转录开始被激活乙酰化形成转录起始物