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1、,第三节 染色质结构与基因活化,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,1,向上教学,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,一,二,2,向上教学,真核生物内DNA是裸露的吗？,染色质,核酸,蛋白质,少量RNA,DNA,组蛋白,非组蛋白,核小体,阻断了转录的进行,3,向上教学,一、活性染色质及其主要特征,活性染色质(active chromatin)与非活性染色质(inactive chromatin) 活性染色质的主要特征,（一）,（二）,4,向上教学,活性染色质：具有转录活性的染色质 非活性
2、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(active chromatin)与 非活性染色质(inactive chromatin),5,向上教学,.活性染色质具有DNase I超敏感位点（DNase I hypersensitive site，DHS）：活性染色质对DNase具有优先敏感性。超敏感位点是一段长100200bp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
3、性染色质的主要特征,6,向上教学,. 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,7,向上教学, .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,8,向上教学,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
4、的DNA模板进行转录？,9,向上教学,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,10,向上教学,. 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,疏松染色质结构的形成,（一）,11,向上教学,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。,12,向上教学,
5、. 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. 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）,疏松染色质结构的形成,13,向上教学,（二）染色质的区间性,基因座控制区（locus control region,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
6、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。,14,向上教学,（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”（nucleosome plow）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。,15,向上教学,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,16,向上教学,17,向上教学,