真核细胞表达的转录水平调控

几年来，随着分子生物学、遗传学及其新技术的迅速发展，真核生物基因表达(geexprc~ioB)的问题已有了突破性的进展。认为真核细胞基因的表达，受到多层次的调控，诸如转录，转录后，翻译、翻译后等水平。而不同基因的表达受到不同水平的调控，其中zui为主要的就是转录水平的调控。

转录水平的调控涉及到顺式作用元件(cls acting elemeat)、反式作用因子(t rans acting factor)和“基本转录单位”等。顺式元件是指对基因转录有调控作用的DNA序列，反式作用因子是指能直接或间接与DNA调控元件结合而发挥调控作用的蛋白质因子。转录单位包括转录模板和5近端调控序列。转录的起始具有严格而精密的调控机制，而转录链的延伸则没有严格的选择性和明确的终止信号。

真核细胞的三种RNA聚合酶（Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ）中，只有RNA聚合酶Ⅱ能转录生成mRNA，以下主要讨论RNA聚合酶Ⅱ的转录调控。

1、真核基因转录的顺式调控

真核基因的顺式元件按功能可以分为启动子(promote r)、增强子(enhancer)以及负调控元件-沉寂子(silencer)。从总体看，启动子较增强子更靠近转录起始点，因此是近端的元件。但在启动子区本身又有近端的(转录起始点和TATA盒等)以及远端(上游)启动子之分。

（1）启动子的结构与功能

启动子 与原核启动子的含义相同，是指RNA聚合酶结合并起动转录的DNA序列，但真核不同启动子间不像原核那样有明显共同一致的序列，而且单靠RNA聚合酶难以结合DNA而起动转录，而是需要多种蛋白质因子的相互协调作用，不同蛋白质因子又能与不同DNA序列相互作用，不同基因转录起始及其调控所需的蛋白因子也*相同，因而不同启动子序列也很不相同，要比原核更复杂、序列也更长。真核启动子一般包括转录起始点及其上游约100-200bp序列，包含有若干具有独立功能的DNA序列元件，每个元件约长7-30bp。zui常见的哺乳类RNA聚合酶Ⅱ启动子中的元件序列见表。

启动子中的元件可以分为两种

①核心启动子元件(core promoter element) 指RNA聚合酶起始转录所必需的zui小的DNA序列，包括转录起始点及其上游-25/-30bp处的TATA盒。核心元件单独起作用时只能确定转录起始位点和产生基础水平的转录。

②上游启动子元件(upstream promoter elements) 包括通常位于-70bp附近的CAAT盒和GC盒、以及距转录起始点更远的上游元件。这些元件与相应的蛋白因子结合能提高或改变转录效率。不同基因具有不同的上游启动子元件组成，其位置也不相同，就使得不同的基因表达分别有不同的调控。

1）典型的启动子结构

真核细胞典型启动子或者启动子区通常是由转录起始点(+1)的5上游100个碱基对以内的一些具有独立功能的序列所组成，每组约有7～20个bp。其中至少有一个位于转录起始点上游-25～-30bp处的“TATA盒”；它是借助于转录辅助因子而参与决定RNA聚合酶Ⅱ转录起始点的关键元件，但它的单独作用只能产生基础水平的转录。其它的上游启动子元件 (UPE)包括位于-70bp附近的CCAAT(CAT盒)和富含GC~GGGCGG序列(GC盒)等则调节转录起始的频率，可以提高转录效率。

(1)有TATA盒的典型启动子是上游启动子和增强子产生诱导性效应所必需的。有时一个基因上有串联着的两个TATA盒，它们可分别地或有侧重地对不同的诱导物做出应答；在某些情况下也参与组织特异性的选择。基因在唾液腺和肝脏两种组织中分别选择了相距2.8kb、转录效率不同的两个转录起始点，以保证唾液中酶的活性远高于肝脏组织。另一个证据是当用金属诱导小鼠体内的金属硫蛋白基因表达时，在大多数细胞中都是通过TATA盒进行诱导，产生出从单一位点起始的转录予；然而在睾丸组织中TATA盒尽管存在 却不接受金属诱导，而只表现为睾丸特殊形式的多起点基础水平的表达。