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增強子能強化轉錄起始的一段DNA序列為增強子或強化子(enhancer)。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600~1000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。

增強子的分類

增強子可分為細胞專一性增強子誘導性增強子兩類: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。

增強子的發現

1981年Benerji在SV40DNA中發現一個140bp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』。[1]

增強子的特點作用

① 具有遠距離效應。

② 無方向性。

③ 順式調節。

④ 無物種和基因的特異性。

⑤ 具有組織特異性。

⑥ 有相位性。

⑦ 有的增強子可以對外部信號產生反應。

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:增強子對於啟動子的位置不固定,而能有很大的變動;它能在兩個方向產生相互作用。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72bp重複中,約在 轉錄起始點上游200bp處,每個72bp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[2]

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。

參考文獻