增強子

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增強子(enhancer)指增加同它連鎖的基因轉錄頻率的DNA序列。增強子是通過啟動子來增加轉錄的。有效的增強子可以位於基因的5』端,也可位於基因的3』端,有的還可位於基因的內含子中。增強子的效應很明顯,一般能使基因轉錄頻率增加10~200倍,有的甚至可以高達上千倍。例如,人珠蛋白基因的表達水平在巨細胞病毒(cytomegalovirus,CMV)增強子作用下可提高600~1 000倍。增強子的作用同增強子的取向(5』一3』或3』一5』)無關,甚至遠離靶基因達幾千kb也仍有增強作用。

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增強子的發現

1981年Benerji在SV40DNA中發現一個bp的序列,它能大大提高SV40DNA/兔β-血紅蛋白融合基因的表達水平,這是發現的第一個增強子。它位於SV40早期基因的上游,由兩個正向重複序列組成,每個長72 bp。目前發現的增強子多半是重複序列,一般長50bp,通常有一個8-12bp組成的「核心」序列,如SV40增強子的核心序列是5』—GGTGTGGAAAG—3』。  

增強子的分類

增強子可分為細胞專一性增強子和誘導性增強子兩類:①組織和細胞專一性增強子。許多增強子的增強效應有很高的組織細胞專一性,只有在特定的轉錄因子(蛋白質)參與下,才能發揮其功能。②誘導性增強子。這種增強子的活性通常要有特定的啟動子參與。例如,金屬硫蛋白基因可以在多種組織細胞中轉錄,又可受類固醇激素、鋅、鎘和生長因子等的誘導而提高轉錄水平。  

增強子的特點作用

增強子能大大增強啟動子的活性。增強子有別於啟動子處有兩點:[1]增強子對於啟動子的位置不固定,而能有很大的變動;[2]它能在兩個方向產生相作用。一個增強子並不限於促進某一特殊啟動子的轉錄,它能刺激在它附近的任一啟動子。首先被發現的增強子是SV40增強子。兩個增強子位於基因組的兩個串連的72nbp重複中,約在轉錄起始點上游200bp處,每個bp重複中有一個。缺失實驗顯示兩個重複缺失一個並不產生什麼影響,而如兩個均缺失即將大大降低活體內的轉錄。有人發現,如果將β珠蛋白基因放在含有72bp重複的DNA分子中,它的轉錄作用在活體內將增高約200倍以上,甚至當此72bp順序位於離轉錄起點上游1400bp或下游3000bp時仍有作用。各個基因中的增強子順序差別較大,但有一個基本的核心順序(core sequence):AAAGGTGTGGGTTTGG

增強子具有組織特異性,例如免疫球蛋白基因的增強子只有在B淋巴胞內,活性才最高。除此以外,在胰島素基因和胰凝乳蛋白酶基因的增強子中都發現了有很強的組織特異性。此外,所有的增強子中均有一段由交替的嘧啶-嘌呤殘基組成的DNA,這種DNA極易形成Z-DNA型;故有人認為在形成一小段Z-DNA後,增強子才有功能。在酵母中有類似增強子的順序,稱為上游激活順序(UAS)。UAS能向兩個方向起作用。並位於啟動子上游的任何距離處,但在啟動子下游則無作用(有別於一般的增強子)。小鼠乳腺腫瘤病毒(MMTV)DNA的轉錄可受糖類固醇激素的刺激。這個能受激素影響的順序位於轉錄起點上游約100bp處。此順序能和激素及其蛋白受體組成的複合物相結合。當將此順序放在某基因的啟動子的任一方面(即上游或下游)和各種不同的距離時,它仍能刺激該基因的轉錄。所以增強子激活作用可能是糖類固醇能調控一組靶基因的機制:糖類固醇激素進入細胞後即與其受體結合。結合作用激活受體,使其能識別存在於增強子中的共同順序,進而激活了在增強子附近能對糖類固醇起反應的基因。即當糖類固醇-受體複合物和增強子結合時,其附近的啟動子即起始轉錄。

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