染色质与真核基因调控

概括地介绍了染色质在真核基因调控中的关键作用,讨论了从核小体核心组蛋白的修饰、染色质重塑、DNA甲基化和siRNA等方面对染色质高级结构的阻遏或活化状态的调控及其机制。相关内容可为阐明多种生理过程和疾病发生的机理提供新思路,并为疾病的防治提供新靶点。     

ATP依赖的染色质重塑复合体

真核基因转录调节需要改变染色质结构 (即染色质重塑 ) ,需要特异因子结合启动子和增强子等顺式作用元件 ,需要这些位点和 RNA聚合酶之间建立联系 (通讯 ) ,这些作用都需要不同的多蛋白复合体。这些复合体中的每一个都可能是调节某个特定基因的关键因素。本文讨论 ATP依赖的重塑复合体如何起到修饰染色质结构的作用     

表达子与蛋白质的进化

随着DNA快速定序技术的发展,第一个真核细胞基因结构的测定揭示了一个使人意想不到的及费解的问题。原核细胞基因的编码顺序是连续的,而真核细胞的编码顺序是被插入的非编码顺序所分离。当然,这个难题是关于真核基因的镶嵌编制的意义。最有希望的解说是由Walter Gilbert于1978年提出的看法,他给编码顺序组提出了实用的及易被接受的术语称“表达子”,对非编码碱基的插入顺序称“内在子”。他论证表达子/内在子结构可能     

染色质非组蛋白的研究

染色质可以看成是处于间期的真核细胞核的一种散在形式。染色质含有三种主要组份:DNA、RNA和蛋白质,蛋白质又有组蛋白和染色质非组蛋白(简称NHCP)之分。染色质中NHCP和RNA的含量与组蛋白相比是多变的;染色质的模板活性与其所含NHCP和RNA的量密切相关。特别有兴趣的是,高等生物体每种器官所含DNA和五种主要组蛋白在量上都相同,可是每种组织却依然能合成各自专一的蛋白质。一般认为,组蛋白是一种阻遏剂,NHCP是一种去阻遏剂。组蛋白主要是与染色质的结构有关,其特点是:(1)组蛋白(如H_4和H_3)的氨基酸序列显示有进     

人类Y染色体

本文综述了经典分析法和分子分析法对Y染色体结构所见的比较,同时也描述了作者用经典方法和分子方法研究12E7单克隆抗体的情况,并扼要介绍了H-Y抗原研究近况,对睾丸决定基因及基因产物尚不十分了解,因而本文没有提及.经典模式Y染色体能分成两个大小近于相等的主区:一个异染色质区(Yq11→qter);一个常染色质区(Ypter→q11).常染色质区可进一步细分成亚区,经典模式认为可识别     

组蛋白H3甲基化修饰与心脏发育的研究进展

正哺乳动物心脏发育需要干细胞的精确定位、增殖以及心肌祖细胞的分化等过程~([1]),这一系列过程涉及到多个心脏目的基因的精确编程调控。心脏基因组装于致密的染色质结构中,而染色质的基本单位核小体主要是由147 bp碱基对组成的线性DNA盘绕于组蛋白八聚体外侧构成~([2])。心脏目的基因的表达除了与基因序列相关外,还与心脏关键转录因子及基因组染色质结构修饰因子等表观遗传学途径密切相关。表观遗传学修饰是在基因序列不变的情     

染色质结构和精子DNA新发生的甲基化作用——父源基因组对激活作用的意义

最近报道,胚胎发育早期,父源基因组对基因的选择性表达有重要作用.例如,在小白鼠的胚胎发生中,雄原核对胚外组织的形成是必需的,而多种动物的胚外组织中,父源X染色体却选择性地失活.所以,在受精过程中,父源DNA很可能受卵内成分的影响而重新组合.但也有证据说明,精子的某些成分仍是发出控制基因表达信息的模板.染色质结构的改变与真核基因转录过程的激活有关.例如:活性基因含有某些核苷酸     

人类大脑DNA甲基化标记

DNA甲基化是对基因DNA的一种修饰，是基因印迹、转录调控、染色质结构和基因组稳定的中心环节。个体基因中异常的DNA甲基化是肿瘤发生的标记，并在神经紊乱性疾病中发挥着重要作用，例如Rett综合征。那么正常的DNA甲基化是否还有其所独有的特点呢，如：能否鉴别人类大脑的功能分区？Ladd-Acosta等对此课题展开了研究。     

非细胞体系核重构过程的超微结构研究

用电镜观察Lambda DNA与非洲爪蟾卵提取物在非细胞体系内的核重构,发现Lambda DNA首先诱导形成类染色质结构,膜泡、核孔复合体围绕这一结构组装成双层核膜,同时类染色质也随着核膜的装配,表现出从致密凝聚到呈现松散均匀分布的变化。有工作表明,在由染色质诱导的核重构过程中,或者是膜泡先与染色质结合,然后有核孔出现,或者是核孔物质先与染色质作用,膜泡通过结合核孔物质形成双层核膜。我们观察由外源DNA诱导的核重构过程,则发现膜泡与核孔复合体先分别独立地与类染色质结构相互作用,然后核孔复合体再镶嵌到双层核膜中。     

Argonaute蛋白在染色质隔离子形成中的作用

RNA干扰(RNAi)是一保守的沉默机制,可以改变染色质结构发挥沉默效应。其中RISC(RNA-induced silencing complex)和miRNP（microRNA effector ribonucleoprotein）是RNA干扰和microRNA途径发挥沉默效应的关键,其核心成分是Argonaute蛋白。染色质隔离子是真核生物基因组表达基因与非表达基因的边界序列,能促进形成更高级核结构,所形成的DNA功能区可行使不同的转录调控作用。最近研究证实Argonaute蛋白影响染色质隔离子的核结构并可能作为核结构的调节者影响基因表达的整体改变。     

DNA甲基化及其抑制剂研究进展

甲基化是真核细胞 DNA正常的修饰方式 ,它由 DNA甲基转移酶催化发生。但异常甲基化是肿瘤发生的重要因素 ,例如 ,甲基化引起 C→ T突变、高甲基化抑制抑癌基因表达等。因此 ,以 5氮杂脱氧胞苷为代表的 DNA甲基转移酶抑制剂是一类前景看好的癌变抑制药。本文全面总结了甲基化影响的基因、现有研究开发的甲基化抑制剂类型 ,以及甲基转移酶结构和 DNA甲基化检测方法等     

DNA甲基化及其抑制剂研究进展

甲基化是真核细胞DNA正常的修饰方式,它由DNA甲基转移酶催化发生,但异常甲基化是肿瘤发生的重要因素,例如,甲基化引起C→T突变,高甲基化抑制抑癌基因表达等,因此,以5氮杂脱氧胞苷为代表的DNA甲基转移酶抑制剂是一类前景看好的癌变抑制药,本全面总结了甲基化影响的基因,现有研究开发的甲基化抑制剂类型,以及甲基转移酶结构和DNA甲基化检测方法等。     

肿瘤表遗传学(九)

第九讲肿瘤的表遗传学改变(2) 1 组蛋白修饰及其在癌细胞中的改变 1.1 染色质结构功能状态与组蛋白修饰 真核细胞DNA的生理状态是染色质,是由DNA、组蛋白和非组蛋白组成的核蛋白.染色质结构的基本单位是核小体,该复合物是146 bp的基因组DNA围绕核心组蛋白八聚体而成,八聚体是由1个H3-H4四聚体和两个H2A-H2B二聚体组成;连接组蛋白H1则把核小体连接起来,成为纤丝状的染色质.除常见组蛋白外,还存在一些组蛋白变体如H2A.X,也与基因组功能状态密切相关.组蛋白是真核细胞DNA主要结合蛋白,也是已知进化上最保守的蛋白,是一些小分子碱性蛋白,其中带正电荷的氨基酸,如赖氨酸和精氨酸的含量较高[1-3].     

肿瘤DNA异常甲基化与组蛋白修饰

基因启动子区域异常甲基化是肿瘤抑制基因失活的一个关键机制 ,与肿瘤每一步形成有关的基因也能靠这种机制失活。DNA甲基化抑制剂如 5氮杂脱氧胞苷 (5AZA)能逆转这种表观遗传学事件 ,说明可以用它治疗肿瘤。染色质的结构对基因表达调控也起重要作用 ,组蛋白中包含低乙酰化赖氨酸的染色质有一个紧密的结构 ,对转录起抑制作用。组蛋白去乙酰化酶 (HDAC)抑制剂能够使染色质结构开放 ,激活抑制肿瘤生长的某些基因 ,这些组蛋白去乙酰化抑制剂也可用于肿瘤治疗。DNA甲基化与组蛋白去乙酰化的联合作用可以用于沉寂基因转录 ,具体分子机理牵涉到甲基化CpG岛结合蛋白吸附到甲基化启动子上 ,以及吸附组蛋白去乙酰化酶形成抑制转录的复合物 ,这两种表观遗传学修饰代表了用 5AZA和HDAC抑制剂治疗干预的靶位点 ,这两种试剂联合使用显示有重新激活肿瘤抑制基因和增强抗肿瘤细胞增殖的协同效果 ,应当作为表观遗传学治疗肿瘤的新方法加以研究。     

用限制酶TaqⅠ揭示人类Yq异染色质的纵向分化

限制酶TaqI在人类随体DNA的TCGA部位切割DNA是很常见的,但却不能成功地消化人类染色体的结构异染色质。本研究显示了用TaqI对1、9、15和16号染色体较大范围异染色质区DNA的切割和提取,以及Yq异染色质的纵向分化。     

真核基因的“非忠实”表达

自从50年代DNA的双螺旋结构问世以来,Crick的另一个重大贡献就是提出了遗传信息传递的“中心法则”,即储存在DNA中的遗传信息除能在细胞周期中进行自身复制以外,还能通过信使核糖核酸mRNA的传递,再将信息在核糖体内转译成特定的蛋白质,这也就是所谓遗传信息由DNA→RNA→蛋白质的传递规律。随后法国的Jacob与Monod首次证实了细菌中乳糖操纵子的调控机制,从而开始了基因调控机制研究的新纪元。直到60年代末期Tamin和Baltimore在病毒的研究中分别发现了能以RNA做为模板合成DNA的逆转录酶,为遗传信息     

人类基因组结构

真核基因组的结构和组成的分子分析表明有大量的重复DNA顺序存在.人类基因组中,不同长度和不同拷贝数量的重复顺序占30%以上,这包括卫星DNA、倒位重复、中度和低度重复顺序.虽然人类基因组所含的DNA足以为几百万基因编码,但为蛋白质编码的结构基因只不过5～10万个,大约占总基因组的2～3%.最近,已把800多个结构基因定位于人类染色组的特定部位.这样一个基因图已经揭示了那些具有相关功能的基因在结构、组     

从免疫遗传学看基因——Ⅳ、DNA复制与转录中的跳越现象

我们在第三篇文章中提出了空间离散基因的空间转录模型。该模型的关键是DNA聚合酶、RNA聚合酶在转录时可能借助DNA的交叉(细胞分裂间期的染色质网络)从一条DNA单链跳越到另一条DNA单链上去,或借助R环由一条DNA的某一区段跳越到另一区段上去。染色体畸变、DNA损伤的修复、一个B-细胞SIg的多种类及其互相转化、一个B-细胞SIg的多特异性及其互相转化以及免疫球蛋白肽链的顺反式结构,都表明跳越转录的可能性。     

染色体原位杂交技术及其应用

染色体原位杂交作为一种直接、快速、有效的基因定位技术最早是由Pardue等于1970年报道的。当时采用小鼠随体DNA为模板,利用氚标记的核苷酸在体外转录合成RNA探针。再用该探针与中期染色体标本进行原位杂交,然后进行放射自显影,显影后用吉姆萨染色,发现银粒大部分集中在染色体上的深染着丝粒区,首次证明小鼠随体DNA主要分布于染色体上的结构异染色质区。该技术发展到     

新等位基因HLA-B*40:96的确认及家系遗传

目的 鉴定一个中国汉族人群中发现的人类白细胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)新等位基因,调查该基因的家系遗传情况.方法 应用Luminex DNA杂交流式分型技术进行HLA分型,发现1例HLA-B位点反应格局异常,采用DNA测序分型技术进行新等位基因鉴定并对该基因的先证者进行家系调查.结果 DNA序列确定为一个新HLA-B等位基因序列,与同源性最高的HLA-B* 40:06:01相比,在第2外显子有7个碱基不同,分别是302位G→A、309位G→C、311位A→C、313位C→G、314位T→C、317位G→T、319位G→C,并导致相应密码子编码的氨基酸发生了改变,密码子101位由丝氨酸(Ser)→天冬氨酸(Asn)、104位由天冬氨酸(Asn)→苏氨酸(Thr)、105位由亮氨酸(Leu)→丙氨酸(Ala)、106位由精氨酸(Arg)→亮氨酸(Leu)、107位由甘氨酸(Gly)→精氨酸(Arg).家系分析表明该新基因来自先证者父亲.结论 鉴定了一个HLA-B新等位基因,2009年2月被世界卫生组织HLA因子命名委员会正式命名为HLA-B* 40:96.