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2.1.2 轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控
轉(zhuǎn)錄是遺傳信息從DNA流向RNA的過(guò)程。第一步合成原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物（過(guò)程包括轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)、延伸和終止）；第二步轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的后加工，主要有mRNA前體的后加工（裝上5′端帽子、裝上3′端多聚A尾巴、剪接、修飾）、tRNA前體的后加工（修飾、切除5′端和3′端多余核苷酸、3′端不含CCA順序的tRNA前體需裝上CCA順序）、rRNA前體的后加工（修飾、剪切、剪接）。
轉(zhuǎn)錄調(diào)控是指以DNA為模板合成RNA的調(diào)控，所有的細(xì)胞都具有大量序列特異的DNA結(jié)合蛋白（反式作用因子），這些蛋白能準(zhǔn)確地識(shí)別并結(jié)合到特異的DNA序列（順式作用元件），在轉(zhuǎn)錄水平上起著開(kāi)關(guān)的作用。轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核基因表達(dá)調(diào)控的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)真核基因表達(dá)是否受環(huán)境影響可分為：發(fā)育調(diào)控和瞬時(shí)調(diào)控。其中發(fā)育調(diào)控是指真核生物為確保自身生長(zhǎng)、發(fā)育、分化等對(duì)基因表達(dá)按“預(yù)定”和“有序”的程序進(jìn)行的調(diào)控，是不可逆的過(guò)程；瞬時(shí)調(diào)控是指真核生物在內(nèi)、外環(huán)境的刺激下所做出的適應(yīng)性轉(zhuǎn)錄調(diào)控，是可逆過(guò)程。
2.1.2.1 啟動(dòng)子
啟動(dòng)子是位于結(jié)構(gòu)基因5'端上游的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之與模板DNA準(zhǔn)確的結(jié)合并具有轉(zhuǎn)錄起始的特異性。啟動(dòng)子是基因（gene）的一個(gè)組成部分，控制基因表達(dá)（轉(zhuǎn)錄）的起始時(shí)間和表達(dá)的程度。啟動(dòng)子（Promoters）就像“開(kāi)關(guān)”，決定基因的活動(dòng)。既然基因是成序列的核苷酸（nucleotides），那么啟動(dòng)子也應(yīng)由核苷酸組成。啟動(dòng)子本身并不控制基因活動(dòng)，而是通過(guò)與稱為轉(zhuǎn)錄因子（transcription factor）的這種蛋白質(zhì)（proteins）結(jié)合而控制基因活動(dòng)的。轉(zhuǎn)錄因子就像一面“旗子”，指揮著酶（enzymes）(RNA聚合酶RNA polymerases) 的活動(dòng)。這種酶指導(dǎo)著RNA合成。
（1）核心啟動(dòng)子
核心啟動(dòng)子是指保證RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄正常起始所必需的、最少的DNA序列，通常由起始點(diǎn)和Pribnow盒/Hogness盒兩部份組成。DNA模板上的轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)，一般富含嘧啶堿基，稱為起始子（initiator，Inr）。在結(jié)構(gòu)基因上游的-10/-45區(qū)，一般存在一段富含TA的保守序列，在原核生物中稱為Pribnow盒，在真核生物中稱為Hogness盒或TATA盒。核心啟動(dòng)子單獨(dú)起作用時(shí)只能確定轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)和產(chǎn)生基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄。
（2）上游啟動(dòng)子元件
上游啟動(dòng)子元件(upstream promoter element，UPE)：又叫近端啟動(dòng)子元件（Promoter Proximal Element，PPE）,或稱為上游激活序列（upstream activating sequence，UAS）。是位于結(jié)構(gòu)基因上游-35 ~ -250區(qū)的保守序列，包括通常位于－70bp附近的CAAT盒和GC盒、以及距轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)更遠(yuǎn)的上游元件。這些元件與相應(yīng)的蛋白因子結(jié)合能提高或改變轉(zhuǎn)錄效率。不同基因具有不同的上游啟動(dòng)子元件，其位置也不相同，這使得不同的基因表達(dá)分別有不同的調(diào)控。存在于原核生物啟動(dòng)子近端元件通常是–35區(qū)的保守序列，富含TTGACA序列，故稱為GACA盒。存在于真核生物–70區(qū)的啟動(dòng)子近端元件保守序列，一般富含GCCAAT或GGGGCGG序列，故稱為CCAAT盒或GC盒。
（3）增強(qiáng)子
增強(qiáng)子(enhancer)指能強(qiáng)化轉(zhuǎn)錄起始的一段DNA序列，它增加同它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率的DNA序列。增強(qiáng)子是通過(guò)啟動(dòng)子來(lái)增加轉(zhuǎn)錄的。有效的增強(qiáng)子可以位于基因的5’端，也可位于基因的3’端，有的還可位于基因的內(nèi)含子中。增強(qiáng)子的效應(yīng)很明顯，一般能使基因轉(zhuǎn)錄頻率增加10～200倍，有的甚至可以高達(dá)上千倍。例如，人珠蛋白基因的表達(dá)水平在巨細(xì)胞病毒(cytomegalovirus，CMV)增強(qiáng)子作用下可提高600～1 000倍。增強(qiáng)子的作用同增強(qiáng)子的取向(5’一3’或3’一5’)無(wú)關(guān)，甚至遠(yuǎn)離靶基因達(dá)幾千kb也仍有增強(qiáng)作用。
增強(qiáng)子具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：① 具有遠(yuǎn)距離效應(yīng)；② 無(wú)方向性；③ 順式調(diào)節(jié)；④ 無(wú)物種和基因的特異性；⑤ 具有組織特異性；⑥ 有相位性；⑦ 有的增強(qiáng)子可以對(duì)外部信號(hào)產(chǎn)生反應(yīng)。
增強(qiáng)子有別于啟動(dòng)子處有兩點(diǎn):（1）、增強(qiáng)子對(duì)于啟動(dòng)子的位置不固定，而能有很大的變動(dòng)；（2）、它能在兩個(gè)方向產(chǎn)生相互作用。一個(gè)增強(qiáng)子并不限于促進(jìn)某一特殊啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄，它能刺激在它附近的任一啟動(dòng)子。
2.1.2.2 轉(zhuǎn)錄因子
轉(zhuǎn)錄因子（Transcription factor，TF）也稱為反式作用因子，是一類能與基因5`端上游特定序列專一性結(jié)合并調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控蛋白。人類基因組中35000多個(gè)基因在不同的組織、不同的時(shí)間具有表達(dá)差異性，轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控起到重要的作用。轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控導(dǎo)致基因表達(dá)的差異。與此同時(shí)，通常它們也是信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的靶標(biāo)，也是被調(diào)控的對(duì)象。
轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)（transcription factor binding site，TFBS）是轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)基因表達(dá)時(shí)，與基因模板鏈結(jié)合的區(qū)域。按照常識(shí)，轉(zhuǎn)錄因子（transcription factor，TF）的結(jié)合位點(diǎn)一般應(yīng)該分布在基因的前端，但是，新的研究發(fā)現(xiàn)，人21和22號(hào)染色體上，只有22%的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)分布在蛋白編碼基因的5'端。
真核生物轉(zhuǎn)錄起始十分復(fù)雜，往往需要多種蛋白因子的協(xié)助，轉(zhuǎn)錄因子與RNA聚合酶Ⅱ形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合體，共同參與轉(zhuǎn)錄起始的過(guò)程。根據(jù)轉(zhuǎn)錄因子的作用特點(diǎn)可分為二類；第一類為通用轉(zhuǎn)錄因子,它們與RNA聚合酶Ⅱ共同組成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合體時(shí)，轉(zhuǎn)錄才能在正確的位置開(kāi)始。除TFⅡD以外，還發(fā)現(xiàn)TFⅡA，TFⅡB，TFⅡF，TFⅡE，TFⅡH等，它們?cè)谵D(zhuǎn)錄起始復(fù)合體組裝的不同階段起作用。第二類轉(zhuǎn)錄因子為組織細(xì)胞特異性轉(zhuǎn)錄因子，這些TF是在特異的組織細(xì)胞或是受到一些類固醇激素\生長(zhǎng)因子或其它刺激后，開(kāi)始表達(dá)某些特異蛋白質(zhì)分子時(shí)，才需要的一類轉(zhuǎn)錄因子。
（1）基本轉(zhuǎn)錄因子
基本轉(zhuǎn)錄因子（basic transcription factor），也叫通用轉(zhuǎn)錄因子，是一類能特異識(shí)別并結(jié)合于編碼基因上游啟動(dòng)子區(qū)的蛋白分子，它對(duì)編碼基因的轉(zhuǎn)錄起始起關(guān)鍵作用，是RNA聚合酶結(jié)合啟動(dòng)子所必須的一組蛋白分子。當(dāng)只有通用轉(zhuǎn)錄因子參與的時(shí)候，轉(zhuǎn)錄以很低的速率進(jìn)行，稱為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄。原核生物轉(zhuǎn)錄中，起始需要轉(zhuǎn)錄因子，但隨后不需要。與原核相反，真核生物中由輔助因子識(shí)別啟動(dòng)子，即為基本轉(zhuǎn)錄因子。
（2）特異性轉(zhuǎn)錄因子
特異性轉(zhuǎn)錄因子（specific transcrption factor），結(jié)合于啟動(dòng)子上游調(diào)控區(qū)或增強(qiáng)子等順式作用元件中的特異性識(shí)別序列上，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄的時(shí)間、位置、水平。
激活因子是指與特定DNA序列結(jié)合以促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄的因子。反之，阻遏因子，也叫轉(zhuǎn)錄抑制因子(包括蛋白質(zhì)因子等)通過(guò)直接結(jié)合基因順式元件或間接相互作用，多方式、可選擇地抑制目標(biāo)基因表達(dá)的一種蛋白因子。