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顺式作用元件

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顺式作用元件（cis-acting element）存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列。顺式作用元件包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等，它们的作用是参与基因表达的调控。顺式作用元件本身不编码任何蛋白质，仅仅提供一个作用位点，要与反式作用因子相互作用而起作用。

元件介绍

顺式作用元件是指与结构基因串联的特定DNA序列，是转录因子的结合位点，它们通过与转录因子结合而调控基因转录的精确起始和转录效率。

在分子遗传学领域，相对同一染色体或DNA分子而言为“顺式”（cis）；对不同染色体或DNA分子而言为“反式”（trans）。

顺式作用元件是转录调节因子的结合位点，包括启动子、增强子和沉默子。真核基因启动子是原核启动序列的同义语。真核启动子是指RNA聚合酶及转录起始点周围的一组转录控制组件，每个启动子包括至少一个转录起始点以及一个以上的功能组件，转录调节因子即通过这些机能组件对转录起始发挥作用。在这些调节组件中最具典型意义的就是TATA盒子，它的共有序列是TATAAA。TATA盒子通常位于转录起始点上游-25至-30区域，控制转录的准确性和频率。TATA盒子是基本转录因子TFⅡD结合位点；TFⅡD则是RNA聚合酶结合DNA必不可少的。除TATA盒子外，GC盒子（GGGCGG）和CAAT盒子（GCCAAT）也是很多基因中常见的，它们位于起始点上游-30至-110bp区域。

所谓增强子就是远离转录起始点、决定组织特异性表达、增强启动子转录活性的特异DNA序列，其发挥作用的方式与方向、距离无关。增强子与启动子非常相似：都是由若干组件组成，有些组件既可在增强子、又可在启动子出现。从功能方面讲，没有增强子存在，启动子通常不能表现活性；没有启动子，增强子也无法发挥作用。增强子和启动子有时分隔很远，有时连续或交错覆盖。

某些基因有负性调节元件在抑制子（沉默子）存在。有些DNA序列既可作为正性、又可作为负性调节元件发挥顺式调节作用，这取决于不同类型细胞中DNA结合因子的性质。

结构组成

顺式作用元件是同一DNA分子中具有转录调节功能的特异DNA序列。按功能特性，真核基因顺式作用元件分为启动子、增强子及沉默子。

启动子

原核操纵子中启动序列的同义语。真核基因启动子是RNA聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件，每一组件含7~20bp的DNA序列。启动子包括至少一个转录起始点以及一个以上的机能组件。在这些机能组件中最具典型意义的就是TATA盒，它的共有序列是TATAAAA。TATA盒通常位于转录起始点上游-25~-30bp，控制转录起始的准确性及频率。TATA盒是基本转录因子TFIID结合位点。除TATA盒外，GC盒（GGGCGG）和CAAT盒（GCCAAT）也是很多基因常见的，它们通常位于转录起始点上游-30~-110bp区域。此外，还发现很多其它类型的机能组件。由TATA盒及转录起始点即可构成最简单的启动子。

增强子

增强子是远离转录起始点、决定基因的时间、空间特异性表达、增强启动子转录活性的DNA序列，其发挥作用的方式通常与方向、距离无关，可位于转录起始点的上游或下游。从功能上讲，没有增强子存在，启动子通常不能表现活性；没有启动子时，增强子也无法发挥作用。

增强子最早是在SV40病毒中发现的长约200bp的一段DNA，可使旁侧的基因转录效率提高100倍，其后在多种真核生物，甚至在原核生物中都发现了增强子。增强子的长度通常为100～200bp，和启动子一样由若干组件构成，基本核心组件常为8～12bp，可以单拷贝或多拷贝串联形式存在。

增强子增强子的特点：（1）增强子可提高同一条DNA链上基因转录效率，可以远距离作用，通常距离l～4kb，个别情况下离开所调控的基因30kb仍能发挥作用，而且在基因的上游或下游都能起作用。

（2）增强子作用与其序列的正反方向无关，将增强子方向倒置依然能起作用。而将启动子倒置就不能起作用，可见增强子与启动子是很不相同的。

（3）增强子要有启动子才能发挥作用，没有启动子存在，增强子不能表现其活性。但增强子对启动子没有严格的专一性，同一增强子可以影响不同类型启动子的转录。

（4）增强子必须与特定的蛋白质因子结合后才能发挥增强转录的作用。增强子一般具有组织或细胞特异性，许多增强子只在某些细胞或组织中表现活性，是由这些细胞或组织中具有的特异性蛋白质因子所决定的。例如，人类胰岛素基因5’端上游约250个核苷酸处有一组织特异性增强子。在胰岛素p细胞中有一种特异性蛋白因子，可以作用于这个区域，以增强胰岛素基因的转录。在其他组织细胞中没有这种蛋白因子，所以也就没有此作用。这就是为什么胰岛素基因只有在胰岛素p细胞中才能很好表达的重要原因。

（5）大多为重复序列，一般长约50bp，适合与某些蛋白因子结合。其内部常含有一个核心序列，即（G）TGGA/TA/TA/T（G），是产生增强效应时所必需的。

（6）增强效应十分明显，一般能使基因转录频率增加10—200倍。经人巨大细胞病毒增强子增强后的珠蛋白基因表达频率比该基因正常转录高600～1000倍。

（7）许多增强子还受外部信号的调控，如金属硫蛋白的基因启动区上游所带的增强子，就可以对环境中的锌、镉浓度做出反应。

（8）增强子的功能是可以累加的。SV40增强子序列可以被分为两半，每一半序列本身作为增强子功能很弱，但合在一起，即使其中间插入一些别的序列，仍然是一个有效的增强子。因此，要使一个增强子失活必须在多个位点上造成突变。对SV40增强子而言，没有任何单个的突变可以使其活力降低10倍。

增强子的作用原理：一种观点认为，增强子为转录因子提供进入启动子区的位点。另一种认为，增强子能改变染色质的构象。因为增强子区域容易发生从B—DNA到Z—DNA的构象变化。

沉默子

某些基因含有的一种负性调节元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。某些基因有负性调节元件枣抑制子（沉默子）存在。有些DNA序列既可作为正性、又可作为负性调节元件发挥顺式调节作用，这取决于不同类型细胞中DNA结合因子的性质。

元件作用

顺式作用元件是同一DNA分子中具有特殊功能的转录因子DNA结合位点和其它调控基序，在基因转录起始调控中起重要作用；按功能特性分为通用调节元件如启动子、增强子及沉默子和专一性元件如激素反应元件，cAMP反应元件；确定顺式作用元件的试验方法主要有：DNA结构分析、序列分析和基因删除或替换等，软件预测是确定顺式作用元件的另一种方法，但不同软件预测结果差异较大，将试验方法与软件预测相结合能够提高顺式作用元件预测的准确性。

多细胞有机体在生长、分化和发育过程中需要整合不同组织的、发育的、环境的信号调节基因表达，转录起始的调节是其中的重要一环。顺式作用（cisacting）元件是同一DNA分子中具有转录调节功能的特异DNA序列，即具有特殊功能的转录因子DNA结合位点和其他调控基序（motif）