类固醇受体家族成员组成的转录因子的作用(增强子是一种转录激活因子而沉默子是转录抑制因子)

1. 增强子是一种转录激活因子而沉默子是转录抑制因子

1、转录起始水平。

这一环节是调控的最主要环节，由对基因转录活性的调控来完成，包括基因的空间结构、折叠状态、DNA上的调控序列、与调控因子的相互作用等。a.活化染色质：在真核生物体内，RNApol与启动子的结合受染色质结构的限制，需通过染色质重塑来活化转录。常态下，组蛋白可使DNA链形成核小体结构而抑制其转录，转录因子若与转录区结合则基因具有转录活性。因而基础水平的转录是限制性的，核小体的解散时必要前提，组蛋白与转录因子之间的竞争结果可以决定是否转录。组蛋白的抑制能力可因其乙酰化而降低。另外，由于端粒位置效应或中心粒的缘故，抑或是收到一些蛋白的调控，真核生物细胞可能出现10%的异染色质，异染色质空间上压缩紧密，不利于转录。b.活化基因：真核生物编码蛋白的基因含启动子元件和增强子元件（启动子：在DNA分子中，RNA聚合酶能够识别、结合并导致转录起始的序列。增强子：指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列。），转录因子与启动子元件相互作用调节基因表达；转录激活因子与增强子元件相互作用，再通过与结合在启动子元件上的转录因子相互作用来激活转录。两种元件以相同的机制作用于转录。真核生物RNApol对启动子亲和力很小或没有，转录起始依赖于多个转变路激活因子的作用，而若干个调节蛋白与特定DNA序列的结合大大提高了活化的精确度，无疑是这一作用机制的一大优势。在这一作用中，增强子与适当的调节蛋白作用以增加临近启动子的转录是没有方向性的，典型的增强子可以出现在转录起始位点上游或下游。RNApol与启动子的结合一般需要三种蛋白质的作用，即基础转录因子（又名通用转录因子）、转录激活因子和辅激活因子。能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件上，参与调控靶基因转录的蛋白质又名转录因子。基础转录因子与RNApol结合成全酶复合物并结合到启动子上，转录激活因子可以以二聚体或多聚体的形式结合到DNA靶位点上，远距离或近距离作用域启动子。在远距离作用时，往往还会有绝缘子参与，以阻断邻近的增强子对非想关基因的激活；在近距离作用时，结构转录因子可以改变DNA调控区的形状，使其他蛋白质相互作用、激活转录。2、转录后水平。真核生物mRNA前体须经过5’-加帽、3’-加尾以及拼接过程、内部碱基修饰才能成为成熟度的mRNA，加帽位点与加尾位点、拼接点的选择就成了调控的手段。a.5’-加帽：几乎所有的真核生物和病毒mRNA的5’端都具有帽子结构，其作用为保护mRNA免遭5’外切酶降解、为mRNA的核输出提供转运信号和提高翻译模板的稳定性和翻译效率。实验证实，对于通过滑动搜索起始的转录过程来说，mRNA的翻译活性依赖于5’端的帽子结构。b.3’-加尾：3’UTR序列及结构调节mRNA稳定性和寿命

2. 转录因子的激活方式

荧光素酶(Luciferase)是自然界中能够产生生物发光的酶的统称，不同的能够控制发光的生物体用不同的荧光素酶来催化不同的发光反应。

萤光生成反应通常分为以下两步：

萤光素+ atp→萤光素化腺苷酸(luciferyladenylate)+ PPi

萤光素化腺苷酸+ O2→氧萤光素+ AMP +光

荧光素酶的基因可以被合成并插入到生物体中或转染到细胞中，将不同类型的细胞(骨髓干细胞、T细胞等)标记上(即表达)荧光素酶，就可以用高敏感度的CCD相机进行对动物体内进行活体观察而不会伤害到动物本身。在荧光素酶中加入正确的萤光素底物就可以放出荧光，而发出的光子可以被光敏感元件，如萤光探测器或改进后的光学显微镜探测到。这就使得对包括感染在内的多种生命活动进程进行观察成为可能。

荧光素酶分析可应用于启动子研究中分析顺式作用元件和反式作用因子、药物筛选、sirna和miRNA筛选、分泌途径及蛋白定位报告基因检测、活细胞的实时动态研究、信号转导通路分析、难转染的细胞(包括干细胞和原代细胞)的研究、RNA剪接研究。

萤光素酶是理想的报告基因，因为哺乳动物细胞中不含内源性萤光素酶，一旦转录完成立刻就生成功能性的萤光素酶。单报告基因实验往往会受到各种实验条件的影响，而双报告基因则通过共转染的“对照”作为内参为试验提供一基准线，从而可以在最大程度上减小细胞活性和转染效率等外在因素对实验的影响，使得数据结果更为可信。Dual-Luciferase®双萤光素酶报告基因检测系统在细胞中同时表达萤火虫萤光素酶和海肾萤光素酶，两者没有种源同源性并对应不同的反应底物，故而没有交叉干扰。得益于超强的光信号和超高的信噪比，本系统被广泛用于miRNA靶基因验证。

转录因子是一种具有特殊结构、行使调控基因表达功能的蛋白质分子，也称为反式作用因子。某些转录因子仅与其靶启动子中的特异序列结合，这些特异性的序列被称为顺式因子，转录因子的DNA结合域和顺式因子实现共价结合，从而对基因的表达起抑制或增强的作用。萤光素酶报告基因实验(luciferase Assay)是检测这类转录因子和其靶启动子中的特异顺序结合的重要手段，其原理简述如下：

(1)用靶启动子的特定片段替换报告基因质粒(如pGL3-basic)的启动子区。

(2)将要检测的转录因子表达质粒与报告基因质粒共转。如果该转录因子能够激活靶启动

3. 类固醇激素受体作为一种转录因子具有转录激活结构域

含氮的激素指的是蛋白和多肽类激素。

这类激素无法自由通过细胞膜，只能和细胞膜上外侧的受体结合。固醇类激素是脂溶性，可以自由通过细胞膜。所以可以和细胞内受体结合（一般是转录因子）。激素分为两种，一种是含氮激素，化学本质为蛋白质、多肽链、氨基酸的衍生物（如甲状腺激素为氨基酸的含碘衍生物、胰岛素为蛋白质等），这种的激素的受体都位于靶细胞的细胞膜表面；第二种激素，即固醇类激素，化学本质为类固醇（如性激素为脂质，维生素D为固醇类衍生物等），这种激素的受体一般位于细胞核中，一部分受体位于细胞质中，仅有极少一部分的受体位于细胞膜。

4. 增强子是特异性高的转录调控因子

启动子是RNA 聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA 序列，它含有RNA 聚合酶特异性结合和转录起始所需的保守序列，多数位于结构基因转录起始点的上游,启动子本身不被转录。

但有一些启动子(如tRNA启动子)位于转录起始点的下游,这些DNA序列可以被转录。启动子的特性最初是通过能增加或降低基因转录速率的突变而鉴定的。启动子一般位于转录起始位点的上游。

起始时间和表达的程度。启动子（Promoters）就像“开关”，决定基因的活动。既然基因是成序列的核苷酸（nucleotides），那么启动子也应由DNA组成。启动子本身并不控制基因活动，而是通过与称为转录（transcription）因子的这种蛋白质（proteins）结合而控制基因活动的。转录因子就像一面“旗子”，指挥着酶（enzymes）（RNA聚合酶polymerases) 的活动。这种酶制造着基因的RNA复制本。一般分为广谱表达型启动子、组织特异性启动子、肿瘤特异性启动子等多种形式。基因的启动子部分发生改变（突变），则导致基因表达的调节障碍。这种变化常见于恶性肿瘤。

5. 转录激活因子的作用机制

真核生物真核基因表达在转录水平的调控机制极为复杂。

据估计，真核细胞的基因大约有十分之一是用以编码参与转录调控尤其是转录起始调控的蛋白质的。目前，这方面的研究主要集中于通用转录因子在ＴＡＴＡ盒上的组装与去组装以及基因特异性激活蛋白对转录的正调控作用两个方面，而对转录的负调控作用尚未予以足够重视。这是由于较晚才发现真核基因表达调控中存在阻遏蛋白，对它的认识尚需一个不断深化的过程，同时也有观点上的束缚：认为既然在真核细胞中通常只有大约７％的基因能被转录，而其它的基因与组蛋白等结合为染色质而受到阻遏，所以经济的调控手段应为激活而非阻遏。但在真核细胞中，确实存在着普遍的转录阻遏机制，与基因的激活相拮抗。阻遏蛋白参与的作用机制可区分为３种：竞争性ＤＮＡ结合机制、猝灭或遮盖机制及直接作用于通用转录机构的作用机制竞争性ＤＮＡ结合机制阻遏蛋白结合于基因上游调控区的特定序列，阻止了紧邻的ＤＮＡ序列与活化蛋白的结合，从而使该基因不能转录。

6. 简述转录激活因子的结构域及其功能

1,富含酸性aa的结构域

2，富含谷氨酰氨的结构域

3，富含脯氨酸的结构域

7. 转录因子活化

反式作用因子是转录模板上游基因编码的一类蛋白调节因子，包括激活因子和阻遏因子等，它们与顺式作用元件中的上游激活序列特异性结合，对真核生物基因的转录分别起促进和阻遏作用。

概述

参与基因表达调控的因子, 它们与特异的靶基因的顺式元件结合起作用。编码反式作用因子的基因与被反式作用因子调控的靶序列(基因)不在同一染色体上。反式作用因子有两个重要的功能结构域:DNA结合结构域和转录活化结构域,它们是其发挥转录调控功能的必需结构，此外还包含有连接区。反式作用因子可被诱导合成, 其活性也受多种因素的调节。

结构

同一类序列特异性的反式作用因子由多基因家族所编码, 它们具有特定的蛋白质结构(如上述的锌指结构、碱性亮氨酸拉链、螺旋-环-螺旋基元等)和蛋白质结构上的同源性, 因而构成反式作用因子家族, 如类固醇激素受体家族、AP1家族等。

主要包括:

1.DNA结合域:

a.螺旋-转角-螺旋

b.锌指结构

c.亮氨酸拉链

d.螺旋-突环-螺旋

2.转录激活域:与其他转录因子相互作用的结构成分。常见的转录激活结构域有富含谷氨酰胺结构域，富含脯氨酸结构域及酸性α螺旋结构域

随着表观遗传学的发展，研究发现除了蛋白，DNA、RNA也有调控功能，所以也称反式调控元件，主要有miRNA，转录因子等