1. 順式作用元件
與相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因同處于一個(gè)DNA分子上，對(duì)基因的轉(zhuǎn)錄起調(diào)控作用的一段DNA序列。包括啟動(dòng)子，增強(qiáng)子，終止子和沉默子。
1.1 啟動(dòng)子
是一段特定的直接與RNA聚合酶及其轉(zhuǎn)錄因子（或其他蛋白質(zhì)）相結(jié)合決定基因轉(zhuǎn)錄起始與否的DNA序列。啟動(dòng)子分為核心啟動(dòng)子(TATA盒和轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)，屬于必須結(jié)構(gòu))和上游啟動(dòng)子元件(GC盒和CAAT盒)。
①核心啟動(dòng)子元件(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(diǎn)及其上游－25/－30bp處的TATA盒。核心元件單獨(dú)起作用時(shí)只能確定轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)和產(chǎn)生基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄。
②上游啟動(dòng)子元件(upstream promoter element) 包括通常位于－70bp附近的CAAT盒和GC盒、以及距轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)更遠(yuǎn)的上游元件。這些元件與相應(yīng)的蛋白因子結(jié)合能提高或改變轉(zhuǎn)錄效率。不同基因具有不同的上游啟動(dòng)子元件，其位置也不相同，這使得不同的基因表達(dá)分別有不同的調(diào)控。圖19-14以人金屬硫蛋白基因?yàn)槔?，說明真核基因上游啟動(dòng)子元件的組織情況和各元件相應(yīng)結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子。
轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)：是轉(zhuǎn)錄開始的第1個(gè)核苷酸，所以把轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)設(shè)置為(+1)。真核生物第一個(gè)核苷酸通常是腺苷酸。其上游是(-)的序列，下游是(+)的序列。轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)通常也叫做帽子位點(diǎn)，因?yàn)檗D(zhuǎn)錄加工過程中會(huì)給它加帽。
TATA盒：位于-25到-30bp處，功能序列是TATAAAA，主要作用是與轉(zhuǎn)錄因子TFIID結(jié)合，決定轉(zhuǎn)錄起始的準(zhǔn)確率和頻率。
GC盒和CAAT盒：CAAT盒位于-75bp處，功能序列是GCCAAT；GC盒位于-30到-110bp處，是一段富含GC的序列。它們的主要作用是控制轉(zhuǎn)錄的效率和頻率。
1.2 增強(qiáng)子
遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)，與轉(zhuǎn)錄因子特異性結(jié)合，大大增加啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄活性的一段DNA序列。增強(qiáng)子通過中介子與轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物結(jié)合形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物。最早是在SV40病毒中發(fā)現(xiàn)的長(zhǎng)約200bp的一段DNA，可使旁側(cè)的基因轉(zhuǎn)錄提高100倍，其后在多種真核生物，甚至在原核生物中都發(fā)現(xiàn)了增強(qiáng)子。增強(qiáng)子通常占100－200bp長(zhǎng)度，也和啟動(dòng)子一樣由若干組件構(gòu)成，基本核心組件常為8-12bp，可以單拷貝或多拷貝串連形式存在。
增強(qiáng)子有如下特點(diǎn)：
- 增強(qiáng)子增強(qiáng)基因轉(zhuǎn)錄的效應(yīng)十分明顯，一般能使基因轉(zhuǎn)錄效率增加10-200倍，有的可以增加上千倍；
- 增強(qiáng)子提高同一條DNA鏈上基因轉(zhuǎn)錄效率，但其發(fā)揮作用的方式通常與其方向，或與其所在部位與轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的距離無關(guān)。通?？删嚯x1－4kb、個(gè)別情況下離開所調(diào)控的基因30kb仍能發(fā)揮作用，而且在基因的上游或下游都能起作用；將增強(qiáng)子方向倒置也依然能起作用。而將啟動(dòng)子倒就不能起作用，可見增強(qiáng)子與啟動(dòng)子是很不相同的。但增強(qiáng)子的活性與其在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中的空間方向性有關(guān)；
- 增強(qiáng)子要有啟動(dòng)子才能發(fā)揮作用，沒有啟動(dòng)子存在，增強(qiáng)子不能表現(xiàn)活性。但增強(qiáng)子對(duì)動(dòng)子沒有嚴(yán)格的專一性，同一增強(qiáng)子可以影響不同類型啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄。例如當(dāng)含有增強(qiáng)子的病毒基因組整合入宿主細(xì)胞基因組時(shí)，能夠增強(qiáng)整合區(qū)附近宿主某些基因的轉(zhuǎn)錄；當(dāng)增強(qiáng)子隨某些染色體段落移位時(shí)，也能提高移到的新位置周圍基因的轉(zhuǎn)錄。使某些癌基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)增強(qiáng)，可能是腫瘤發(fā)生的因素之一。
- 增強(qiáng)子的作用機(jī)理雖然還不明確，但與其他順式調(diào)控元件一樣，必須與特定的蛋白質(zhì)因結(jié)合后才能發(fā)揮增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄的作用。增強(qiáng)子一般具有組織或細(xì)胞特異性，許多增強(qiáng)子只在某些細(xì)胞或組織中表現(xiàn)活性，是由這些細(xì)胞或組織中具有的特異性蛋白質(zhì)因子所決定的。
- 增強(qiáng)子增強(qiáng)基因轉(zhuǎn)錄的效應(yīng)具有嚴(yán)格的組織細(xì)胞特異性；
- 增強(qiáng)子沒有基因?qū)Ｒ恍裕梢栽诓煌虻霓D(zhuǎn)錄中發(fā)揮作用；
- 許多增強(qiáng)子是否發(fā)揮作用受外部信號(hào)驅(qū)使，這時(shí)的增強(qiáng)子又被稱為反應(yīng)元件，如cAMP反應(yīng)元件、激素反應(yīng)元件、金屬反應(yīng)元件盒血清反應(yīng)元件等。
1.3 沉默子
是具有抑制基因轉(zhuǎn)錄功能的特定DNA序列，為一種負(fù)性調(diào)節(jié)元件，當(dāng)其結(jié)合一些特異反式作用因子時(shí)，對(duì)基因的轉(zhuǎn)錄起阻遏作用，使基因沉默。
1.4 終止子
是結(jié)構(gòu)基因下游近3’端的一段DNA序列，由AATAAA和一段回文序列組成，再轉(zhuǎn)錄中提供終止信號(hào)，使轉(zhuǎn)錄作用終止。
2. 反式作用因子
與順式作用元件特異性結(jié)合的，使順式作用元件發(fā)揮對(duì)基因表達(dá)調(diào)節(jié)作用的蛋白質(zhì)因子。
2.1 結(jié)構(gòu)
同一類序列特異性的反式作用因子由多基因家族所編碼, 它們具有特定的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)（如上述的鋅指結(jié)構(gòu)、堿性亮氨酸拉鏈、螺旋-環(huán)-螺旋基元等）和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上的同源性, 因而構(gòu)成反式作用因子家族, 如類固醇激素受體家族、AP1家族等。
2.1.1 DNA結(jié)合域：
DNA結(jié)合域是指轉(zhuǎn)錄因子識(shí)別順式作用元件并與之結(jié)合的一段氨基酸序列，相同類型轉(zhuǎn)錄因子DNA結(jié)合域的氨基酸序列較為保守，因此，這段氨基酸序列決定了轉(zhuǎn)錄因子的特異性。主要包括：
a.螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋
b.鋅指結(jié)構(gòu)
c.亮氨酸拉鏈
d.螺旋-突環(huán)-螺旋
2.1.2 轉(zhuǎn)錄激活域：
與其他轉(zhuǎn)錄因子相互作用的結(jié)構(gòu)成分。常見的轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域有富含谷氨酰胺結(jié)構(gòu)域，富含脯氨酸結(jié)構(gòu)域及酸性α螺旋結(jié)構(gòu)域
隨著表觀遺傳學(xué)的發(fā)展，研究發(fā)現(xiàn)除了蛋白，DNA、RNA也有調(diào)控功能，所以也稱反式調(diào)控元件，主要有miRNA，轉(zhuǎn)錄因子等
2.2 分類
①通用轉(zhuǎn)錄因子。普遍存在的轉(zhuǎn)錄因子，具有識(shí)別啟動(dòng)子元件功能的基本轉(zhuǎn)錄因子。
②組織特異性轉(zhuǎn)錄因子：與基因表達(dá)的組織特異性有很大關(guān)系，能識(shí)別增強(qiáng)子或沉默子的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子。
③誘導(dǎo)性反式作用因子：活性能被特異的誘導(dǎo)因子所誘導(dǎo)，不需要通過DNA-蛋白質(zhì)相互作用就參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控的共調(diào)解因子。
