多細胞生物的基因組編碼的調(diào)控因子可以分為兩大類：增強子和沉默子。增強子是一段短的序列，它包含轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點。增強子對靶向基因的作用與它們的方向無關(guān)，通?？缭胶荛L的距離通過順式或反式方式起作用。沉默子抑制基因表達或者將基因限制在特定的染色質(zhì)邊界內(nèi)（所以也叫做絕緣子）。發(fā)育和分化過程中，增強子、沉默子及其靶向的啟動子以及染色質(zhì)三維結(jié)構(gòu)中的表觀遺傳學修飾相互作用，調(diào)控基因的表達。但是，它們相互作用的分子機制仍然是未知的。

增強子

增強子具有以下特征：（1）增強子序列在不同物種間往往具有保守型。因此，保守型分析可以用來作為增強子預測的有效方法。但是，仍然存在一些例外，有些基因在不同物種間具有相同的表達模式（expression pattern），但是它們所依賴的增強子沒有相似性。（2）增強子對DNaseⅠ具有敏感性，通常帶有組蛋白特征性修飾。它們的典型特征是具有200bp的開放的染色質(zhì)，同時兩側(cè)序列富集H3K4me1/H3K4me2和H3K27ac修飾，并結(jié)合乙酰轉(zhuǎn)移酶p300。利用這一特征進行的增強子鑒定的方法也被認為是更可靠的鑒定增強子的方法。

沉默子

沉默子在分化中抑制基因表達，抑制細胞周期的進程。這也與RNA的產(chǎn)生相關(guān)。已有大量證據(jù)證明了長的和短的RNA分子在轉(zhuǎn)錄過程中的抑制作用。反基因RNAs（Antigene RNAs, agRNA）是一類小RNA, 它們靶向啟動子及其下游區(qū)域。表達孕酮、低密度脂蛋白、雄激素受體、環(huán)氧酶-2等的基因都受到agRNA的抑制。類似的，微小RNA（miRNA）長約20-22 bp, 它們在轉(zhuǎn)錄后，或者通過調(diào)控轉(zhuǎn)錄的起始、延伸調(diào)控基因的表達。對細胞核和細胞質(zhì)的小RNA庫進行深度測序發(fā)現(xiàn)大部分的成熟miRNA定位于細胞核，這一結(jié)果支持以上miRNA調(diào)控基因表達的結(jié)論。

絕緣子

功能上自主的領(lǐng)域（Functionallyautonomous domains）在染色質(zhì)纖維上串聯(lián)在一起，這就需要與它們相鄰的區(qū)域隔絕開來以防止不相關(guān)的增強子或沉默子起作用。絕緣子就發(fā)揮了這樣的功能。對絕緣子進行突變或敲除會改變基因表達的模式，導致發(fā)育的異常。有一類啟動子上結(jié)合了驅(qū)動染色質(zhì)重構(gòu)和染色質(zhì)長距離相互作用的轉(zhuǎn)錄因子，有研究表明絕緣子可能就是從這類驅(qū)動子進化而來。

一個模型

以下四種模型被用來描述增強子對基因的調(diào)控（圖1）：（1）追蹤模型。一個蛋白轉(zhuǎn)載到增強子區(qū)域，沿著染色質(zhì)纖維向啟動子區(qū)域追蹤，到達啟動子開始轉(zhuǎn)錄。（2）連接模型。這一模型與追蹤模型較為相似，不同的是裝載到啟動子區(qū)域的蛋白驅(qū)動向著啟動子的蛋白多聚化。（3）重定位模型。一個特定基因重新定位到細胞核的另一區(qū)域，在此區(qū)域中增強子、啟動子傾向于發(fā)生相互作用。（4）環(huán)狀模型。這一模型與上述重定位模型有一些共同特征。在這一模型中，增強子與啟動子直接相互作用，而介于二者之間的DNA則形成一個環(huán)。接著，結(jié)合到增強子上的活化因子與增強子-啟動子復合物相互作用，招募RNAPⅡ以及普通的轉(zhuǎn)錄因子（general transcription factor）到啟動子區(qū)域，進行轉(zhuǎn)錄。目前，研究人員比較認可的是第四種模型，這一模型可以解釋增強子和啟動子的反式作用，同時，也有從3C實驗以及模型得到的大量實驗數(shù)據(jù)支持這一模型。

從一個更廣闊的范圍看，在三位空間上，基因組不是隨機組織的，轉(zhuǎn)錄的進行也是基于染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)組織。這一觀點正逐漸被接受。有報道認為：蛋白編碼基因的轉(zhuǎn)錄發(fā)生在核質(zhì)的熱點區(qū)域（轉(zhuǎn)錄工廠），在這些區(qū)域中局部高濃度的轉(zhuǎn)錄所需分子機器使得整個轉(zhuǎn)錄過程更高效。

以上觀點是如何被用來解釋增強子、沉默子或絕緣子的功能的呢？一個增強子（unit 1，圖2A）拴著它的靶向啟動子（在unit 2）中接近轉(zhuǎn)錄工廠A，其中含有轉(zhuǎn)錄必須的機器。結(jié)果，啟動子2會在核質(zhì)中擴散（diffuse），與轉(zhuǎn)錄工廠A 中聚合酶相互作用，從而啟動轉(zhuǎn)錄。雖然啟動子3也接近轉(zhuǎn)錄工廠A，但是它卻不會啟動轉(zhuǎn)錄（因為轉(zhuǎn)錄工廠A中缺乏這一啟動子所需的轉(zhuǎn)錄因子）。雖然啟動子3能夠在轉(zhuǎn)錄工廠B （含有高濃度的相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子）中起始轉(zhuǎn)錄，但是轉(zhuǎn)錄還是基本不會發(fā)生，只是簡單地因為啟動子3被拴著接近轉(zhuǎn)錄工廠A，遠離轉(zhuǎn)錄工廠B。因此，unit 1是unit 2的增強子，同時是unit 3的沉默子。此外，各個unit 上的活化的組蛋白修飾或非活化的組蛋白修飾進一步加強上述轉(zhuǎn)錄狀態(tài)。在另一個發(fā)育階段，表達另一套轉(zhuǎn)錄因子（圖2B），unit 1可能在轉(zhuǎn)錄工廠C中轉(zhuǎn)錄，它的兩側(cè)仍然是unit 2， unit 3，但它們只可能在轉(zhuǎn)錄工廠B（富含必須的因子）中發(fā)生轉(zhuǎn)錄。由于unit 2，unit 3被綁定在轉(zhuǎn)錄工廠C中而無法相互作用，unit 1此時就是絕緣子。

結(jié)論

轉(zhuǎn)錄機器、表觀遺傳學標志和染色質(zhì)三維結(jié)構(gòu)組合在一起決定了啟動子的活性。