(二)真核基因的轉(zhuǎn)錄與染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化相關(guān)
真核基因組DNA絕大部分都在細胞核內(nèi)與組蛋白等結(jié)合成染色質(zhì)，染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)、染色質(zhì)中NA和組蛋白的結(jié)構(gòu)狀態(tài)都影響轉(zhuǎn)錄，至少有以下現(xiàn)象：
1.染色質(zhì)結(jié)構(gòu)影響基因轉(zhuǎn)錄 細胞分裂時染色體的大部分到間期時松開分散在核內(nèi)，稱為常染色質(zhì)(euchromatin)，松散的染色質(zhì)中的基因可以轉(zhuǎn)錄。染色體中的某些區(qū)段到分裂期后不像其他部分解旋松開，仍保持緊湊折疊的結(jié)構(gòu)，在間期核中可以看到其濃集的斑塊，稱為異染色質(zhì)(heterochromatin)，其中從未見有基因轉(zhuǎn)錄表達；原本在常染色質(zhì)中表達的基因如移到異染色質(zhì)內(nèi)也會停止表達；哺乳類雌體細胞2條X染色體，到間期一條變成異染色質(zhì)者，這條X染色體上的基因就全部失活。可見緊密的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)阻止基因表達。
2.組蛋白的作用 早期體外實驗觀察到組蛋白與DNA結(jié)合阻止DNA上基因的轉(zhuǎn)錄，去除組蛋基因又能夠轉(zhuǎn)錄。組蛋白是堿性蛋白質(zhì)，帶正電荷，可與DNA鏈上帶負電荷的磷酸基相結(jié)合，從而遮蔽了DNA分子，妨礙了轉(zhuǎn)錄，可能扮演了非特異性阻遏蛋白的作用；染色質(zhì)中的非組蛋白成分具有組織細胞特異性，可能消除組蛋白的阻遏，起到特異性的去阻遏促轉(zhuǎn)錄作用。
發(fā)現(xiàn)核小體后，進一步觀察核小體結(jié)構(gòu)與基因轉(zhuǎn)錄的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)活躍轉(zhuǎn)錄的染色質(zhì)區(qū)段，有富含賴氨酸的組蛋白(H1組蛋白)水平降低，H2A·H2B組蛋白二聚體不穩(wěn)定性增加、組蛋白乙酰化(acetylation)和泛素化(ubiquitination)，以及H3組蛋白巰基化等現(xiàn)象，這些都是核小體不穩(wěn)定或解體的因素或指征。轉(zhuǎn)錄活躍的區(qū)域也常缺乏核小體的結(jié)構(gòu)。這些都表明核小體結(jié)構(gòu)影響基因轉(zhuǎn)錄。
3.轉(zhuǎn)錄活躍區(qū)域?qū)怂崦缸饔妹舾卸仍黾印∪旧|(zhì)DNA受DNase Ⅰ作用通常會被降解成00、400……bp的片段，反映了完整的核小體規(guī)則的重復結(jié)構(gòu)。但活躍進行轉(zhuǎn)錄的染色質(zhì)區(qū)域受DNase Ⅰ消化常出現(xiàn)100－200bp的DNA片段，且長短不均一，說明其DNA受組蛋白掩蓋的結(jié)構(gòu)有變化，出現(xiàn)了對DNase Ⅰ高敏感點(hypersensitive site)。這種高敏感點常出現(xiàn)在轉(zhuǎn)錄基因的5′側(cè)區(qū)(5′flanking region)、3′末端或在基因上，多在調(diào)控蛋白結(jié)合位點的附近，分析該區(qū)域核小體的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，可能有利于調(diào)控蛋白結(jié)合而促進轉(zhuǎn)錄。
4.DNA拓撲結(jié)構(gòu)變化 天然雙鏈DNA的構(gòu)象大多是負性超螺旋。當基因活躍轉(zhuǎn)錄時，RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄方向前方DNA的構(gòu)象是正性超螺旋，其后面的DNA為負性超螺旋。正性超螺旋會拆散核小體，有利于RNA聚合酶向前移動轉(zhuǎn)錄；而負性超螺旋則有利于核小體的再形成。醫(yī)學 全在.線提供
5.DNA堿基修飾變化 真核DNA中的胞嘧啶約有5%被甲基化為5甲基胞嘧啶(5methylcytidine,m5C)，而活躍轉(zhuǎn)錄的DNA段落中胞嘧啶甲基化程度常較低。這種甲基化最常發(fā)生在某些基因5′側(cè)區(qū)的CpG序列中，實驗表明這段序列甲基化可使其后的基因不能轉(zhuǎn)錄，甲基化可能阻礙轉(zhuǎn)錄因子與DNA特定部位的結(jié)合從而影響轉(zhuǎn)錄。如果用基因打靶的方法除去主要的DNA甲基化酶，小鼠的胚胎就不能正常發(fā)育而死亡，可見DNA的甲基化對基因表達調(diào)控是重要的。
由此可見，染色質(zhì)中的基因轉(zhuǎn)錄前先要有一個被激活的過程，但目前對激活機制還缺乏認識。
(三)真核基因表達以正性調(diào)控為主
真核RNA聚合酶對啟動子的親和力很低，基本上不依靠自身來起始轉(zhuǎn)錄，需要依賴多種激活蛋白的協(xié)同作用。真核基因調(diào)控中雖然也發(fā)現(xiàn)有負性調(diào)控元件，但其存在并不普遍；真核基因轉(zhuǎn)錄表達的調(diào)控蛋白也有起阻遏和激活作用或兼有兩種作用者，但總的是以激活蛋白的作用為主。即多數(shù)真核基因在沒有調(diào)控蛋白作用時是不轉(zhuǎn)錄的，需要表達時就要有激活的蛋白質(zhì)來促進轉(zhuǎn)錄。換言之：真核基因表達以正性調(diào)控為主導。
三、真核基因轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控
真核細胞的三種RNA聚合酶(Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ)中，只有RNA聚合酶Ⅱ能轉(zhuǎn)錄生成mRNA，以下主要討論RNA聚合酶Ⅱ的轉(zhuǎn)錄調(diào)控。
(一)順式作用元件(cisacting elements)
真核基因的順式調(diào)控元件是基因周圍能與特異轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合而影響轉(zhuǎn)錄的DNA序列。其中主要是起正性調(diào)控作用的順式作用元件，包括啟動子(promoter)、增強子(enhancer)；近年又發(fā)現(xiàn)起負性調(diào)控作用的元件棗沉寂子(silencer)。
1.啟動子 與原核啟動子的含義相同，是指RNA聚合酶結(jié)合并起動轉(zhuǎn)錄的DNA序列。但真核同啟動子間不像原核那樣有明顯共同一致的序列，而且單靠RNA聚合酶難以結(jié)合DNA而起動轉(zhuǎn)錄，而是需要多種蛋白質(zhì)因子的相互協(xié)調(diào)作用，不同蛋白質(zhì)因子又能與不同DNA序列相互作用，不同基因轉(zhuǎn)錄起始及其調(diào)控所需的蛋白因子也不完全相同，因而不同啟動子序列也很不相同，要比原核更復雜、序列也更長。真核啟動子一般包括轉(zhuǎn)錄起始點及其上游約100－200bp序列，包含有若干具有獨立功能的DNA序列元件，每個元件約長7－30bp。最常見的哺乳類RNA聚合酶Ⅱ啟動子中的元件序列見表19－1。
表19－1 哺乳類RNA聚合酶Ⅱ啟動子中常見的元件
| 元件名稱 | 共同序列 | 結(jié)合的蛋白因子 | ||
| 名稱 | 分子量 | 結(jié)合DNA長度 | ||
| TATAbox | TATAAAA | TBP | 30,000 | ～10bp |
| GC box | GGGCGG | SP-1 | 105,000 | ～20bp |
| CAA box | GGCCAATCT | CTF/NF1 | 60,000 | ～22bp |
| Octamer | ATTTGCAT | Oct-1 | 76,000 | ～10bp |
| Oct-2 | 53,000 | ～20bp | ||
| kB | GGGACTTTCC | NFkB | 44,000 | ～10bp |
| ATF | GTGACGT | AFT | ? | 20bp |
啟動子中的元件可以分為兩種：
�、俸诵膯幼釉�(core promoter element) 指RNA聚合酶起始轉(zhuǎn)錄所必需的最小的DNA序列，包括轉(zhuǎn)錄起始點及其上游－25/－30bp處的TATA盒。核心元件單獨起作用時只能確定轉(zhuǎn)錄起始位點和產(chǎn)生基礎水平的轉(zhuǎn)錄。
