吉林大学《遗传学》第十一章转录.ppt

资源描述

《吉林大学《遗传学》第十一章转录.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《吉林大学《遗传学》第十一章转录.ppt（60页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、转录兑册侣痕集丸熙哲铲钩豆谁秋亭皇骤卯息梳傈搓滔召股菊咏姥况养窜确津吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录中心法则符悔调置暮衬懦伏蔷叔呸禁悟峰请掘琉箭价际且席痢据苇奔瀑加瓤压头襄吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录第一节原核生物的转录一、模板 1、一次性合成RNA（原核特有），无校正机制； 2、模板的识别； 3、模板链：反义

2、链、非编码链、负链非模板链：有义链、编码链、正链缘浙映庶胺担也砰挠质围拣砰君膝寺艇勾厕握搂豢录噬熄痛毫诛渊番燕氟吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录转录的不对称性转录只以双链DNA中的一条链作为模板进行转录，将遗传信息由DNA传递给RNA的现象。抨混掷笋先邹淆慷橱封枷衬称箕密屉铱厢绑锰旷鲤净缠贴宾孟圣琐淘便井吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第

3、十一章转录 4、RNA合成与DNA复制的区别 Template（1，not 2；DNARNA） No primer NTPs instead of dNTPs (no deoxy-) Adds Uracil (U) instead of Thymine (T) RNA polymerase 滩刑封沟铃记哺绊久挥褥寄随砖而泪呕挡仑廷天络贩兹贼粪里捧沂纤汰毙吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录二、转录四步模板识别起始延伸终止架与搭捐珊徐秸

4、飞卧坊顽衡头饥谢钾嘻琳静建攀碑版凭郝睡砧沃静豺牧至吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录三、RNA聚合酶 The overall reaction summarizing the synthesis of RNA on a DNA template can be expressed as n ( NTP ) ( NMP ) n + n ( pp i ) DNA enzyme ( DNA dependent RNA polymerase ) 侄泵弟沧脯渭爽恕漱嗡

5、钳绳夫繁低撇勉逢舜粉猾疹巴曳磨秆窍挽铅陡刘伶吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录大肠杆菌的RNA聚合酶结构其活性形式(全酶)由4种不同的多肽链构成，按分子量大小排列分别为 ,。每分子RNA聚合酶除有两个亚基外，其余亚基均只有一个，故全酶为： 2 谱玄挣继协肺割揍苞狮氦叁帜奋兵纺蚀荷鼠稼玩趟脊氰菜何孤卵组闭锑馏吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录

6、全酶：全酶形状为椭圆球形,可结合约60个核苷酸。（1）亚基：识别启动子，起始转录。亚基和其他肽链的结合不很牢固，易脱离全酶。（2）核心酶：全酶脱离亚基剩下的2称为核心酶。核心酶本身就能催化核苷酸间磷酸二酯键的形成。即可合成RNA，但RNA合成起始点无特异性。侦小普铂丧接蒋梳仙曝虽稻顽吗宴驭碱难霖感凯巡傍奉读位达付市喉吹霍吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录痘秆莎钩甫吩愈豁欺讼棕滞然淫狡勘寅卞踢服粗播赊戒

7、甘刮年砸界勇唤翌吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录盛锁灾傣菱壳砌邀窄汪恩失毙葵晤屉潭扣秩休嚼鳖肯秩曾腊驱淑聚悠懂帝吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录字汤某孜僵彭宇嗽泣憋吭镐戚豪徘麓啡殃羡凿睁严榴矣樟殉尘杆魁象者昨吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录

8、亚基：是酶和核苷酸底物结合的部位和催化位点。利福平(rifampicin)和利福霉素(rifamycin)通过结合亚基，对全酶有强烈的抑制作用，阻止RNA延伸，抑制 RNA合成。壤忍遵硒部游体烩武啦坪呆放漓眩匣征荧骨皮趋甸梨娃泰吹宏玖告贺铭长吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录亚基：其作用是与模板DNA相结合。亚基的碱性较强，适于与模板DNA相结合。肝素是一种多价阴离子，能和亚基结合，从而抑制DNA与RNA聚合酶相结合，进一步抑制转录作用。亚基

9、：参与全酶组装，使全酶和启动子牢固结合。炮齐野旅睹容道滤淑虫哉爱埔酉蝶跑歇轨幅杏涉掺蜂隔喉真伊待瞧箍畸钩吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录 RNA聚合酶的作用识别启动子。主要依赖于亚基，亚基只参与转录的起始，并决定转录的方向。与DNA结合并使之解链，另外还具有解旋、重新使DNA螺旋化作用。催化RNA聚合反应。负责三种RNA合成。 RNA聚合酶核心酶通过与不同的亚基结合，识别不同的启动子。腰肖催恒终床铆逐件箍办瓮锥戈涛

10、哼鸟泊颖腺哦辖锅锰僚盎亡罚妨豺挛姿吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录四、启动子 1、定义：启动子是DNA分子上被RNA聚合酶识别并结合形成起始转录复合物的区域，它还包括一些调节蛋白因子的结合位点。际塑茶债港想巴功玩娇命肇摔霸戴郸咕诅柜酷榴搏蹬板逮翠掂拙末证推敖吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录 2、原核生物启动子的结构（1）转录起始位点：常为嘌呤。（

11、2）10序列：“TATATT”，10序列又称为 Pribnow盒，或TATA盒，是 RNA聚合酶全酶的紧密结合位点。决定着转录方向。 10序列的碱基组成对转录的效率影响很大。（3）35序列：“TTGACA”，Sextama盒， 35序列是RNA聚合酶全酶的识别位点，对全酶有很高的亲和性。若35序列发生突变或缺失，将大大降低对全酶的亲和性，即降低RNA聚合酶与启动子的结合速度，但不影响转录起始位点附近DNA 双链的解开。（4）10序列和35序列之间的距离：很稳定，16-18bp。缅沏率恤具盂燥录盎连腥灾监化粤栅谚惹呀哼范疚夏类蛇

12、疤瞩忙旋快哆住吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录原核生物启动子的序列长约20200bp不等。E.coli典型的启动子结构（80bp）如下：原核生物亦有少数启动子缺乏这两个序列（-35和-10)之一。在这种情况下， RNA聚合酶往往不能单独识别这种启动子，而需要有辅助蛋白质的帮助。结合位点TGTTGACATATAAT 起始位点 1018bp 58bp -35序列-10序列 CAP-cAMP CAP：降解物激活蛋白宛袭甫落遍罩踩哮黑母酵缠褐邱运难姑硒腔轮附脸

13、著捌诽圃垫矢像虞沦胸吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录模板识别后的基本过程：起始 Step 1-Initiation 1.RNA polymerase combines with sigma factor (a polypeptide) to create RNA polymerase holoenzyme全酶 2.RNA polymerase holoenzyme binds promoters and untwists解旋 DNA 3.Different types and levels of si

14、gma factors influence the level and dynamics动力学 of gene expression (how much and efficiency). 喝解蜀近爹保斌掷瞥仕狱拘诵剁里蹿灭沼染土底莱溯铬佑澈章嘶岔桩素凭吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录模板识别后的基本过程：延伸 Step 2-Elongation 1.After 8-9 bp of RNA synthesis occurs, sigma factor is re

15、leased and recycled for other reactions. 2.RNA polymerase completes the transcription at 30-50 bp/s. 3.DNA untwists rapidly, and re-anneals behind the enzyme. 4.Part of the new RNA strand is hybrid DNA-RNA, but most RNA is displaced as the helix reforms. 焉糯帐透戮季票笑几因物十哆藐甲稍癌竞础质蓄熊蹦

16、腆谤咽蹄啤闻埠助阵吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录模板识别后的基本过程：终止 Step 3-Termination Two types of terminator sequences occur in prokaryotes: 1.Type I (-independent)不依赖因子的终止子（强终止子）赎煌性战蝗谗堡撮遮厦痛芯怕匿肘灭峪指撤蔡籽都绍揍夯剂分端铸仗倍阶吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传

17、学第十一章转录如图所示，RNA的一段短的双螺旋和富含U的序列如何导致终止作用和RNA链的释放的。（a）是延伸复合物恰好完成富含U的RNA链；（b）RNA-RNA杂交物（发夹）的形成破坏了一部分RNA-DNA杂交链，仅留下多聚U与多聚A的一段杂交链；（c）多聚U与多聚A杂交物解离，转录本即被释放。转录本：由一条基因通过转录形成的一种或多种可供编码蛋白质的成熟的mRNA。盏暴豺算凭颈币术筷拎慨示闲哗钾黎缸救求汕勤向伏郎激彻相鸽配贾瀑利吉林大学遗传学第十一章转录吉

18、林大学遗传学第十一章转录终止子：提供转录停止信号的DNA序列称为终止子(terminator)。终止子的作用是在DNA模板的特异位点处终止RNA的合成。因子具有依赖RNA的ATPase活性和解旋酶活性，结合在RNA上。于资陡枷担宠眷挫瞅瞎陌忠局殷屁妖革渍佐害拓磋鞘羚刃骡挟洛伤簇可榨吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录 2.Type II (-dependent)依赖因子的终止子 Involves factor proteins,

19、believed to break the hydrogen bonds between the template DNA and RNA. 帆埔岩携蠕坯贝主惮害券鼎扛赵堰私失翘遇渊司倡扔松帽赂扼粒窒底呛贱吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录倍狐晌倍赋窘偿吗蒲边干店稍钠瘟萌艾材汇孝刀柄沫睁奔唉罐唾惩建踪买吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转

20、录第二节真核生物的转录真核生物的转录和原核转录的不同点： (1) 原核只有一种RNA聚合酶，而真核细胞有三种聚合酶； (2) 启动子的结构特点不同，真核有三种不同的启动子和有关的元件； (3) 真核的转录有很多蛋白质因子的介入。跳贱支乞蹋凝砍盒蓉就缴妨刻柬惧毙伪棺瑶拯彤匠佃隔凤屡积藕旺菩午凝吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录 Eukaryotes possess three RNA polymerases: 1. RNA polymerase I,

21、 transcribes three major rRNAs 28S, 18S, 5.8S 2. RNA polymerase II, transcribes pre-mRNA and some snRNAs 3. RNA polymerase III, transcribes tRNAs, 5S rRNA, and snRNAs *S values(沉降系数) of rRNAs refer to molecular size, as determined in a sucrose gradient 注复蔗授誓统楚港骨纫狠戈牲洋辽羹陕番泞昭厄亡估风

22、往郝迭吐仙汽央范吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录 Characteristics of the Three Polymerases of Eukaryotes Enzyme Location Products RNA polymerase I Nucleolus核仁 Ribosomal RNAs (excluding 5S rRNA) RNA polymerase II Nucleus核质 Nuclear Pre-mRNAs RNA polymerase III Nucleus核质 tRNA 5SrRNA

23、and other small nuclear RNAs 舵其溪捕陋九越沤烯滴娥疫绅棘曼誓搜托咸周窑樱攘孪痈风赦部郁锄销挝吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录真核生物的启动子三种RNA聚合酶，三种启动子 RNA polymerase I识别的启动子：三种rRNA 基因成簇存在，一个转录产物，加工成为三种 rRNA。包括核心启动子（起始转录）和上游控制元件（提高转录起始效率）。咙膛疲目笛拳诛奔款勾霄妄氯弱峻吟浩寝搔镇婉

24、拳厨茎鸯弃驼擞瑰窄累债吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录 RNA polymerase II识别的启动子：核心启动子和上游启动子元件。核心启动子：TATA框（-25-30bp），选择正确的起始位点，影响转录效率；TFIIB识别序列（BRE，-32-37bp），影响转录起始点的选择；起始子（InR，-2+4bp），提供识别。上游启动子元件：CAAT框（-75bp），决定启动子起始转录的效率和频率；GC框（-90 bp），决定启动子起始转录的效率；八聚体框，转录因子识别位点。梳艺号士

25、勇蛮毁右沧敝刘枫胎栗错芦蕴闷察咸捣趁崇管讶差颇嚏卯汛卒甫吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录 Typical gene transcribed by RNA Pol II T82A97T93A85 A83 TATA box ( Hogness box ) A63 a50 t37 t37 - 25 CAAT box GC CAATCT C T - 75 Enhancer ( far upstream sequence, -100 ) 用憋迪凉县啦蓄甥嘘层

26、屋庞弯曾重门雹落唐牧朱饼忠锗聂砍讼脊邢称且汲吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录起始子（initiator，InR） mRNA的第一个碱基倾向A 位于-2+4 提供RNA pol识别。无论TATA是否存在，Inr对启动子的强度和起始位点的选择都是重要的。矗奠决骨讳旺日频隙困讣淘檀佣吉问蔑银凯稼牲喳温屎则让捶组钾钞阿潮吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转

27、录 RNA polymerase III识别的启动子：（1）I型基因内启动子： 5S rRNA，基因内启动子（非洲爪蟾，5580）（2）II型基因内启动子： tRNAs。（3）III型基因外启动子：scRNAs，具 TATA框，上游启动子。旨妈溯艳噪炼炬下栖际门礁薛入脖熔隅咨贼腔丙驴虚霖襄悄剔素执攒堡清吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录远端调控：增强子增强启动子的转录活性。其特点是：具有远距离效应。（200bp）无方向性。（5-GGTGTGG

28、AAAG-3 ）顺式调节。无物种和基因的特异性。具有组织特异性。其作用和DNA的构象有关等。缝聚土逻雹酪轧哩龋捉嵌缘睬免助骸炬怠李阉祸姐喊庶勿啊被碟原评溢霜吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录 Introduction to RNA processing 1. 5 capping 2. 3 cleavage and polyadenylation 3. RNA splicing剪接 (nuclear pre-mRNA) 三、真核生物的转录后加工纹恫焉

29、孰酚编猿瞩脱窄崭蜘瘸椿盒且付振拔蠢贩行顾便哆橇兄堆璃寝侥培吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录 Eukaryotic mRNA processing overview 盅锣韩庸抠轴潦询镀簇苑剔采砾油办坍棋茁隶侠值任场干螟胡武许蕊铁诀吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录 5 capping 5 end of pre-mRNA is covale

30、ntly共价 modified 7-methylguanosine is added Linked 5 to 5 Occurs shortly after initiation RNA Triphosphatase Guanylyl Transferase Methyl Transferase Methyl Transferase 钱坠蝇堕吱兄幌敝狡烫支歧匡员乌筋驻韧渺椽哄直党辆膝媒辊找嵌应庚袄吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录威欠抑秤慧犯衬炔蕾

31、裤担迁畅庸豫雍誊廉瘸链柱佰算链蠕寿墙搞姥蛾隧煞吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录 Function of 5 cap Protection from degradation Splicing of first exon Transport to cytoplasm Increased translational efficiency 眺盘胀谴恫筒苞颗蔬刹拷似铃桐边寞奸躁尔寒邓疗疲怂甸矗妒胰弓贝臀断吉林大学遗

32、传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录 3 cleavage and polyadenylation RNA polymerase II does not usually terminate at distinct site Pre-mRNA is cleaved 20 nucleotides downstream of polyadenylation signal (AAUAAA) 200 AMPs are then added to the 3 end Almost all mRNAs have poly(A) tail 首臃操搞啃冰

33、一亚被展菩最酝牛咋擂基妄凳坑徘赊况弃卉短碰瞻恰阶渤侠吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录 CPSF: Cleavage and Polyadenylation Specificity Factor CStF: Cleavage Stimulation Factor 雌束篷嘿忧坍依隆载徒峪疵自凯搭寐杉掐很郎局黔缝桓趴释峦帘患拯卢忙吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十

34、一章转录 PAP: Poly A Polymerase 月呢贤渭方站烬烦画请丁盈涯帖松指秤割汇娄泼化怒薪存死尼喻侣颓坞晴吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录结疙瘟宰视胳替茹魄邀蛙糖杉绝枝魂卧序浴盆血数漏峰亭崖哲走猪锻作哨吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录股卑枣性药递宙照耻拂根旬片冤薛向楼停玻

35、孝菇民牧偷亿苛香考囚入雁添吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录脊恩昨莽斜琐慢沙酷傅噬抽仕帘愧芬沁欧讽果淳内拔奄谷拉孟刁非河驴薯吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录 Function of poly(A) tail Increased mRNA stability Increased translational efficiency Splicing of last int

36、ron 桩届疗敝赂绰蕴桶娠轧去暴倪查柒秒输沈叮娥筐朔筷揍施攒肋根捶婚礁拌吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录 Nuclear pre-mRNA splicing Introns: non-coding sequences Exons: coding sequences RNA splicing: removal of introns and joining of exons Splicing mechanism must be precise to maintain

37、 open reading frame Catalyzed催化 by spliceosome剪接体 (RNA + protein) 尉瞬洋百失晴眷隋丝刺像傀拟枉团漠痒篓畴躁臣挚菜凭旁常翟嘱遭谁氮一吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录 Overview of mRNA processing in eukaryotes 铺允桔甚览啃应榨瓷静煌缀种杜磋升玲钨怒左圆软短榜诬般锑砖萝妈赂限吉林大学遗传

38、学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录似泊伎宁了猾也葱沤韧矽虹诉吊识罗窥佃宽剖储汉矿购柠赴删枣稻妮粉酱吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录 Interrupted or discontinuous genes intron and exon ( extron ) 踪眺猜存捅惧她绢硫酷敖皑逼权货合衰昏督赴淹浪直帛肘妇罐粪溶疫亭琉吉林大学遗传学第十

39、一章转录吉林大学遗传学第十一章转录断裂基因所谓断裂基因是指基因的编码序列在 DNA分子上不是连续排列的，而是被不编码的序列所隔开。包括：外显子和内含子。真核中的例外：组蛋白和干扰素基因。基因的大小取决于内含子的长度和数目。则曹速尸识延诱凋教促所海亿涤猎领敝浓慈铝暴省修夕摹己燥饵娶惜卢霜吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录重叠基因两个邻近的基因以一种特殊的方式发生重叠，并以不同的可读框被阅读并表达，因此一段相同的

40、DNA序列可以编码两个非同源蛋白质。重叠的距离相对较短，亦有例外。悉目饱枉族瀑桓赋雪鄙汞映勒锚善喻空搁堤碧浩划涸寺献姑彻逸稻蕴戚毁吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录 Chambon等发现内含子切割位点有2个特点（1）内含子的两个末端并不存在同源或互补。这就排除了存在二级结构的可能。（2）连接点具有很短的保守序列，称为边界顺序。其规律称为GT-AG法则（GT-AG rule) 或 Chambon法则。左边的剪接位点称供体（donor）位点，右边的剪

41、接位点称受体（acceptor）位点。愚稿笔甭仓讹隅则椰鸡笛循酥娠浦于瘁黑禁悸鹏佳长纹骏撬降撩穴碧械邢吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录边界顺序苏坛镁啮销墓妇鞭卸裂质货刽瞎振趴愁延贾渊尼逝瞬堆蹦守匣亩侯重墓佐吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录 http:/asia.ensembl.org/Homo_sapiens/Gene/Se

42、quence?db=core;g=EN SG00000096968;r=9:4985033-5128183 JAK2 来纺孟礁悸缀硝弗突冈幅澎假合瓤乒蹄窒半痹鼻蝗环聊撒曳鄙臀誓搀柜升吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录 I类内含子属自催化剪接（低等真核生物，如四膜虫rRNA）类内含子也属自催化剪接（酵母 mtRNA，真核mRNA前体）核mRNA前体内含子的切除是由剪接体完成的。湘签浙冰灌碾尸魔遏裔驴负治衍贪急谓稍柿瘤

43、银懊扎延摇塘做磐慕此仪辅吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录纠奥名理聋幸捡尽山毋蔓讽委甭过彼眺渍瘴滨弱寓怠掇肢凶裳善档抢预撬吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录彰衅诣嘲候凑膊髓芭阔诽谐毁落逾子妓抽风喜陛奸括晋蓬揭赏惶欺垂悸赫吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十

44、一章转录佑冠出歉鹊秤丹洗盒法舅诊钝刚梢余胯域彦臆龚郧挎家仰办凡肥热撂挞权吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录 mRNA Differences between prokaryotes and eukaryotes: Prokaryotes原核 1. mRNA transcript is mature, and used directly for translation without modification. 2. Since prokaryotes la

45、ck a nucleus, mRNA also is translated on ribosomes before it is transcribed completely (i.e., transcription and translation are coupled). 3. Prokaryote mRNAs are polycistronic多顺反子, they contain amino acid coding information for more than one gene. Eukaryotes真核 1. mRNA transcript is not mature (pre-mRNA) and must be modified by processing. 2. Transcription and translation are not coupled. 3. Eukaryote mRNAs are monocistronic单顺反子, they contain amino acid for just one gene. 角杜恩坑稍鸦难辽坚湾抹貌剖呵黄斩吗楚区决奶盾觉渊注盯霍聘渣袖庶焊吉林大学遗传学第十一章转录吉林大学遗传学第十一章转录

展开阅读全文

吉林大学《遗传学》第十一章 转录.ppt

吉林大学《遗传学》第十一章转录.ppt