第六章：真核表达调控

6.1 真核基因调控概述

与原核生物的差异

特征	原核生物	真核生物
转录翻译	偶联	分隔（核膜）
基因组织	操纵子	单基因
染色质	无	有核小体
主要调控点	转录	多水平

调控层次

真核基因表达调控发生在多个层次：

• 染色质水平（表观遗传）
• 转录水平（转录因子）
• RNA加工（选择性剪接）
• mRNA运输（核质运输）
• 翻译水平
• 蛋白质修饰

6.2 染色质水平调控

DNA 甲基化

DNA 甲基化：

• 位点：CpG 岛中的胞嘧啶（C→5mC）
• 酶：DNA 甲基转移酶（DNMT）
• 效应：通常抑制基因表达

组蛋白修饰

修饰	位点	效应
乙酰化	赖氨酸	激活转录
甲基化	赖氨酸/精氨酸	H3K4me3 激活，H3K27me3 抑制
磷酸化	丝氨酸	调控染色质结构

染色质重塑

染色质重塑复合物：SWI/SNF、ISWI、CHD、INO80 家族

6.3 转录水平调控

顺式作用元件

元件	位置	功能
启动子	转录起始点附近	基础转录装置组装
增强子	远端（1kb-1Mb）	显著增强转录效率
沉默子	远端	抑制转录
绝缘子	边界	阻断增强子/沉默子作用

反式作用因子

转录因子结构：

• DNA 结合域：识别特定序列
• 转录激活域：招募转录 machinery
• 二聚化结构域：形成同源/异源二聚体

常见 DNA 结合域

结构域	特征	代表因子
同源异型域	螺旋 - 转角 - 螺旋变体	HOX 蛋白
锌指	Zn²⁺稳定	SP1、TFIIIA
碱性亮氨酸拉链	亮氨酸拉链二聚化	AP-1、CREB
螺旋 - 环 - 螺旋	HLH 二聚化	MyoD、E47

6.4 转录后调控

选择性剪接

选择性剪接：

• 一个基因产生多种 mRNA 异构体
• 人类约 95% 的基因存在选择性剪接
• 增加蛋白质组多样性

RNA 编辑

转录后改变 RNA 序列，脱氨酶（ADAR、APOBEC）介导

miRNA 调控

miRNA（微小RNA）：

• 长度：21-25 nt
• 与 RISC 复合物结合，靶向 mRNA
• 完全互补：mRNA 切割；部分互补：翻译抑制

6.5 翻译水平调控

全局翻译调控

eIF2 磷酸化：

• 应激条件下 eIF2α磷酸化
• 抑制全局翻译起始
• 但激活特定应激基因翻译

mTOR 通路

mTOR 激酶感知营养信号，磷酸化 4E-BP，释放 eIF4E，促进翻译起始

6.6 信号转导与基因表达

MAPK 通路

生长因子 → Ras → Raf → MEK → ERK → 入核激活转录因子

激素调控

类固醇激素：

• 脂溶性，可穿过细胞膜
• 与核受体结合
• 激素 - 受体复合物直接调控转录