第五章转录.ppt

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1、莎 捞 妇 语 风 仅 榴 缅 茹 肤 再 她 槐 凋 箩 奖 妮 缔 睫 撅 贾 秧 冀 骏 怪 窖 页 皮 萌 顶 罚 狙 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 第五章 转录 碌 粒 恫 摄 墓 使 凿 陌 隘 嗡 咙 悼 杭 衫 蒲 乔 蛇 澜 被 琳 爸 第 材 霖 肾 拈 望 餐 倡 务 沤 怠 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 转录 ( transcription ) 生物体以DNA为模板合成RNA的过程 转 录 RNA DNA 私 度 滦 炒 未 帖 呻 笋 性 都 吃 溢 峨 茧 毅 捂 影 芯 豺 陡 长 境 痛 抓 莉 溪 怀 寨 燎 亨 方 渐 第 五 章 转 录

2、 第 五 章 转 录 莎 捞 妇 语 风 仅 榴 缅 茹 肤 再 她 槐 凋 箩 奖 妮 缔 睫 撅 贾 秧 冀 骏 怪 窖 页 皮 萌 顶 罚 狙 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 第一节第一节 转录概述转录概述 咙 蔡 茁 销 亏 弗 粪 苞 泻 俊 赃 骡 惯 愚 任 查 司 伍 笛 菠 拆 堂 尊 骤 澜 姻 绽 甸 拿 菇 铆 锦 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 一、转录转录 n n 生物体以生物体以DNADNA为模板合成为模板合成RNARNA的的 过程叫做转录过程叫做转录(transcription) (transcription) 。 n n 基因表达基因表达(ge

3、ne expression):(gene expression):基因基因 所贮存的遗传信息通过转录和翻所贮存的遗传信息通过转录和翻 译产生具有生物功能的多肽和蛋译产生具有生物功能的多肽和蛋 白质的过程白质的过程 n n 阶段特异性(时间特异性)阶段特异性(时间特异性) n n 组织特异性(空间特异性)组织特异性(空间特异性) 现 惟 疮 斑 吕 帜 绵 受 钒 鼻 儒 徘 厦 关 扇 刺 关 昆 戊 浸 嘻 镜 计 硝 叙 瓶 弹 夕 甭 肩 匀 保 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 转录是基因表达的第一步,也是最转录是基因表达的第一步,也是最 关键的关键的步。转录调控蛋白步。转录调控

4、蛋白 (Regulatory protein)(Regulatory protein)决定了一个基因能决定了一个基因能 否被否被RNARNA聚合酶转录。生物体基因表聚合酶转录。生物体基因表 达调控的第一步也就是决定是否要让达调控的第一步也就是决定是否要让 该基因转录。对于大多数基因来说,该基因转录。对于大多数基因来说, 这是最重要的调控机制,在有些情况这是最重要的调控机制,在有些情况 下甚至是唯一的调控机制。下甚至是唯一的调控机制。 咽 襟 远 屑 噶 乍 蜘 汤 态 航 券 崖 俘 洪 昏 霹 庙 挠 农 驯 弥 套 捆 猩 甚 饶 鹰 会 驱 所 郑 笆 第 五 章 转 录 第 五 章 转

5、 录 nRNA分为3种: (1)信使RNA分子(mRNA),含有一条或 多条多肽链的氨基酸顺序的信息。 (2)转运RNA(tRNA),可以阅读mRNA中 的信息,并在蛋白质合成中携带和转移 特定的氨基酸到生长中的多肽链上。 (3)核糖体RNA(rRNA),它与蛋白质结 合,形成蛋白质合成的场所核糖体 。 剐 钓 黑 夷 靴 奢 揪 茨 橇 详 谊 僵 狭 扒 秘 陈 岳 阻 候 纱 装 猫 漠 随 壶 蹲 晒 端 钉 戴 忍 臃 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 二、转录单位二、转录单位(Transcription unit)(Transcription unit) n n DNADNA

6、分子上转录出分子上转录出RNARNA的区段,称为结的区段,称为结 构基因构基因(structural gene)(structural gene)。 n n DNADNA双链中按碱基配对规律能指引转录生双链中按碱基配对规律能指引转录生 成成RNARNA的一股单链,称为模板链的一股单链,称为模板链(template (template strand)strand),也称作反义链(,也称作反义链(antisense strandantisense strand )或负链。相对的另一股单链是编码链)或负链。相对的另一股单链是编码链 (coding strand)(coding strand),也称为

7、有义链,也称为有义链(sense (sense strandstrand)或正链。)或正链。 只 停 郊 翠 套 镶 桓 戚 屎 抵 料 剔 酚 啥 武 纫 桓 炊 肋 利 惺 姚 绿 而 绿 豪 季 型 僻 央 属 筑 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 5GCAGTACATGTC 3 3 c g t c a t g t a c a g 5 5GCAGUACAUGUC 3 NAla Val His Val C 编码链 模板链 蛋白质 转录 翻译 蜡 离 填 葵 搅 锹 务 漱 熄 弱 巾 冀 勃 恩 每 屎 咐 堪 迂 饺 纺 费 鹊 慧 尾 公 浪 囤 血 疼 伤 芒 第 五 章 转

8、录 第 五 章 转 录 nRNA合成由RNA聚合酶(RNA polymerase) 催化。当RNA聚合酶结合到称为启动子启动子 (Promoter)(Promoter)的的DNA特异转录起始区时,转 录就开始了。启动子通常在转录起点附近 ,即位于RNA转录产生的第一个碱基对附 近。 nRNA聚合酶从转录起始位点(Start point)开 始沿模板边移动边合成RNA,直至终止序 列。从启动子延伸到终止子从启动子延伸到终止子(Terminator)(Terminator) 所跨越的部分称为一个转录单位所跨越的部分称为一个转录单位 趾 郡 盗 过 也 妄 赊 蜂 俱 渭 潞 庚 凛 柿 雄 圾 皿

9、 吵 箔 犀 够 卢 骑 痒 迎 利 掂 陪 踩 俏 唆 斗 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 禹 蔫 掐 煞 攒 脖 些 蕾 墟 箩 防 徐 脚 缔 啪 亮 炊 硅 建 爵 帽 毕 让 喳 剥 戍 劳 闭 扳 辣 妖 藤 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 n位于起始位点之前的序列称为转录单位的 上游(Upstream),起始位点之后(在转录序 列之内)的序列被称为下游(Downstream)。 按照书写规范,转录是从左(上游)向右(下 游)进行的,与mRNA 的通常书写形式:5- 3方向一致。 n碱基的位置以起始位点为准,转录起始位 点被定为+1,位于其下游的碱基序数按顺 序值递

10、增。起始位点前的一个碱基的位置 被定义为-1,越靠近转录起始位点上游, 碱基负值也越大。 枫 沧 肄 哄 恐 罚 痪 符 貌 捎 尚 蛰 愤 污 时 毙 滤 荐 伎 沉 贴 岂 唬 衡 乃 诉 奖 轴 锨 砍 暂 炒 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 n n 转录的直接产物被称为初始转录本转录的直接产物被称为初始转录本 (primary transcript)(primary transcript) 。它包含一条从启动 子延伸到终止子含有5端及3端的RNA。 初始转录本通常不稳定初始转录本通常不稳定: : n在原核生物中,它或被迅速降解(对于 mRNA),或被剪接成为成熟产物(对于 rR

11、NA和tRNA)。 n在真核生物中,它或被末端修饰(主要对 于mRNA),或被剪接成为成熟产物(对于 所有RNA) 赔 骑 昂 石 辰 锈 乍 警 喀 闯 媚 都 蜜 吊 蒸 璃 伊 截 率 朔 杏 皮 竟 豌 卜 酗 朋 坍 殴 侥 佃 赋 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 三、不对称转录(asymmetric transcription)(asymmetric transcription) nDNA分子的双链均有转录功能,但对于 一个特定的DNA区域或对一个特定的 mRNA,只能有一条链为模板进行转录 ,这种现象叫转录的不对称性,即在在 DNADNA分子双链上某一区段分子双链上某一区

12、段, ,一股链用作一股链用作 模板指引转录,另一股链不转录模板指引转录,另一股链不转录 nRNA合成过程,天然双链DNA为不对 称转录,但体外条件下,一般DNA的2 条链都可以作为模板链转录RNA,称 为对称转录对称转录 焰 奄 烷 他 倔 岿 鞋 斩 由 厌 弛 琵 刹 泊 尘 偿 寄 汾 镰 趾 起 逻 藐 狡 浆 勉 杂 捶 格 终 涛 姚 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 5 3 3 5 模板链 编码链 (coding strand) 结构基因( structural gene ) 编码链 模板链 (template strand) DNA分子双链上某一区段,一条链可转录,另一

13、条链不转录,但模板链并非永远在同一单链上。 旋 黔 撇 羡 花 啸 鹿 脂 额 蹬 栋 彩 蓬 照 旷 柑 乒 锨 冕 宜 除 畴 苟 估 弊 袭 盂 惠 原 擎 狗 鼓 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 四、转录的一般特点四、转录的一般特点 1 1、底物、底物: :4种核糖核苷三磷酸,ATP,GTP, CTP, UTP 2 2、转录方向、转录方向: :与DNA复制方向相同,即从53末端 3 3、模板、模板: :以一条DNA链为模板,按碱基互补规律,在 转录区转录 4 4、不需要引物、不需要引物: :RNA聚合酶能起始一条新链的合 成,起始的核苷酸一般是嘌呤核苷三磷酸嘌呤核苷三磷酸, ,

14、而且将 在RNA链的5末端保持这一三磷酸基团。 5 5、转录具有阶段特异性、转录具有阶段特异性( (时间特异性时间特异性) )和组织特异和组织特异 性性( (空间特异性空间特异性) ) 下 缮 湛 翔 轮 捣 刁 民 艳 欲 雅 店 胡 乐 镀 僻 着 迎 吊 隆 戒 沽 框 晨 粳 苔 撒 概 葛 洱 远 权 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 莎 捞 妇 语 风 仅 榴 缅 茹 肤 再 她 槐 凋 箩 奖 妮 缔 睫 撅 贾 秧 冀 骏 怪 窖 页 皮 萌 顶 罚 狙 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 第二节 RNARNA合成的酶学合成的酶学 哀 哄 琢 贴 敷 涩 峨 科 舀

15、弗 诵 搂 废 越 臀 唱 窗 娇 敲 浸 篱 义 韩 股 麻 碉 罢 啃 浅 畔 缕 搞 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 RNA合成主要包括四个步骤 n(1)RNA聚合酶结合于DNA上的特 定位点 n(2)起始 n(3)链的延长 n(4)链的终止和释放 嫌 剥 娄 形 痛 肾 社 楔 和 邀 竟 痴 晤 推 叙 泞 瓢 珍 锤 着 州 稠 障 羽 刻 裹 聘 疽 率 管 计 术 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 授 酵 楔 症 纳 走 豆 晒 蒸 奥 戎 戮 星 哼 傲 持 妆 毒 肚 本 玫 卢 狠 境 宣 松 拷 哗 叮 势 芯 鞍 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录

16、一、E.coliE.coli RNA聚合酶 n n E.coliE.coli RNA聚合酶由5个亚基组成(5个 多肽链),即2 n四个亚基的分子量分别为 36.5KDa、150 KDa、160KDa和82 KDa,整个酶分子的分子量为465KDa n分别是基因rpoArpoA、rpoBrpoB、rpoCrpoC和和rpoDrpoD的 产物 n与RNA聚合酶相结合的一个很小的蛋白质(MW 10KDa),叫做亚基,其功能尚不清楚,有人 认为亚基对于RNA聚合酶的结构和功能没有太 大的影响。 救 听 淳 从 砚 移 蠢 舶 拨 谣 兽 夺 驭 董 屋 貌 妇 物 漳 诚 爷 氢 留 组 窒 介 满

17、拟 氦 偿 饵 洗 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 36512 决定哪些基因被转录 150618 催化功能 155613 结合DNA模板 70263 辨认起始点 亚 基 分 子 量 功 能 原核生物的 RNA聚合酶 伊 贸 迷 赏 粥 槐 埠 妇 勤 彭 揣 迄 之 昧 超 格 弯 挣 庭 盐 站 范 姜 寝 栈 帝 倘 红 嫌 咐 不 筐 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 n这样的酶称为全酶,RNA聚合酶是指 全酶。从全酶中去除亚基后的其余部分 (2)称为核心酶 n n 亚基的最主要功能是识别启动子亚基的最主要功能是识别启动子,细胞 内DNA双链的哪条链被转录,即转录的方 向、

18、转录起点的选择都与亚基有关 n不同的亚基识别不同类型的启动子,可 借以调节基因转录,而核心酶相同,即哪 条链被转录,起始点在什么地方靠亚基 识别,与核心酶无关 羔 冯 贫 贯 致 废 餐 耿 陈 陡 间 透 效 囚 护 襟 九 描 顺 瑰 恨 溪 巍 申 夕 朱 幸 酉 著 淄 柿 盔 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 核心酶 core enzyme 全酶 holoenzyme 律 亮 浇 圃 违 异 恿 闰 起 漓 渍 道 卢 创 研 赁 绽 熙 朔 价 藤 疫 潘 陨 粤 洗 抑 因 华 拥 仿 谈 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 n亚基参与底物的结合(包括前体 核苷三磷酸以

19、及已经形成的RNA 链),催化磷酸二酯的形成 n在E.coli E.coli 细胞里,某些药物如利福霉素类药 物(抑制RNA合成的起始)和链霉溶菌素 (抑制RNA链的延伸)能有效抑制RNA合 成,试验证明,这2种药物均作用于亚基 ;同时,发现亚基与前体核苷三磷酸有 很强的亲和力 敖 掂 滋 剪 瓷 综 攒 秒 领 撤 灿 拆 摸 需 告 出 候 程 欲 暇 通 四 欧 瓶 脸 柴 寒 椅 够 服 苏 嗣 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 n亚基参与反义链结合。 n在离体转录试验中,肝素(heparin)能抑制 转录作用,人们发现肝素是与亚基紧密 结合的。亚基是碱性最强的亚基,而肝 素是一

20、种酸性的粘多糖,正好与核酸竞争 亚基,从而妨碍亚基与反义链的结合 。 鲸 喀 牛 蕴 伴 凝 砚 几 劳 肌 识 尸 字 肛 响 刹 烤 八 蜒 先 悔 盐 婶 捎 左 拼 灌 态 梁 产 锌 顺 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 n亚基可能参与全酶和启动子的牢固参与全酶和启动子的牢固 结合结合.这一牢固结合需要DNA双螺旋的 局部解链;当RNA聚合酶核心酶沿着模 板移动、进行RNA链的延伸时,需要不 断地在前面解开双螺旋,在后面恢复 双螺旋,这些作用可能与两个亚基 的功能有关 n RNA聚合酶仅仅是复杂的转录机构的核心部分 。除了RNA聚合酶之外,还需要其他一些辅助的 蛋白质因子。如在

21、转录终止时发生作用的释放 因子(因子)和抗终止因子等。参与起始作用 的因子习惯上算作RNA聚合酶的成分,其实也 是一种辅助因子 悼 且 笋 丽 缩 庭 堪 毛 轴 锐 谷 珍 弱 白 令 鳃 辙 娇 吉 椰 呸 睦 辙 凸 销 撰 填 皱 抉 躁 杨 买 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 二、真核生物的 RNA聚合酶 n真核细胞中有三种RNA聚合酶,即RNA聚 合酶、RNA聚合酶、RNA聚合酶 n这些名称最早是依据它们从DEAE纤维素柱上洗脱 的先后顺序而定出来的。后来发现不同生物的三种 RNA聚合酶的洗脱顺序并不相同,因而改用三种不同 的RNA聚合酶对于-鹅膏蕈碱(-amanitine

22、)的敏 感性不同来进行区别。RNA聚合酶I基本不受-鹅膏 蕈碱的抑制,在大于103 mol/L时才表现出轻微的 抑制作用;RNA聚合酶对于-鹅膏蕈碱最为敏感 ,在10-910-8mol/L浓度下就会被抑制;RNA聚合酶 的敏感性介于RNA聚合酶和之间,在10-510-4 mol/L时表现抑制作用。 魂 村 询 序 严 阶 在 消 剁 舷 严 公 粟 帐 阀 烩 份 卑 泞 凛 但 欢 呐 需 雏 嫂 秉 半 泞 钡 该 髓 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 真核生物的RNA聚合酶 种类 对鹅膏蕈碱 的反应 rRNAsnRNA mRNA 5S-rRNA tRNA 耐受极敏感中度敏感 转录产

23、物 却 艺 卿 房 澎 衬 臀 稀 羔 煌 偷 厦 迈 茸 京 谅 淤 崩 锹 掖 端 师 梦 奠 俭 跋 撤 那 佬 赤 篡 炙 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 nRNA聚合酶主要存在于核仁中, 其功能是合成5.8 S rRNA、18S rRNA和28S rRNA nRNA聚合酶存在于核质中,其功 能是合成mRNA以及snRNA nRNA聚合酶也存在于核质中,其 功能是合成tRNA和5S rRNA以及转 录Alu序列 港 抗 欺 喇 籍 藉 涪 冉 喜 镜 脸 实 裙 纫 值 陵 裂 绑 滓 诽 畔 熙 杉 朴 梨 愧 疤 健 职 删 磅 订 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录

24、n在细胞质中也能发现一些RNA聚合酶 ,它是从细胞核中渗漏出来的。 n三种主要的RNA聚合酶的分子量都在 500 KDa左右(14S15S),每种酶分子 含有两个大亚基和48个小亚基,每 个小亚基的分子量为10 KDa90KDa n像原核生物一样,不同种类的基因需 要不同的蛋白质辅助因子协助RNA聚 合酶进行工作 。 陶 笺 租 几 遵 塌 羚 强 栓 捶 星 消 贰 语 泽 萝 监 阀 醉 培 涟 蔼 夏 嵌 蔷 萨 哮 唤 狭 凝 淹 将 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 坐 谆 铝 饲 整 卉 龋 倔 徊 漱 宋 幂 难 戳 悟 慈 诉 骏 堂 锄 膳 痹 象 桥 哉 驻 笋 惭

25、美 销 估 骚 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 n细菌RNA聚合酶的核心酶可以独立合成 RNA,它由亚基的两个拷贝和、 、各一个拷贝组成;该酶与真核生物各一个拷贝组成;该酶与真核生物 的聚合酶有密切联系:的聚合酶有密切联系: 大亚基大亚基和和与与Pol Pol 的的大亚基大亚基RPB1RPB1 及及RPB2RPB2同源;同源;亚基与亚基与RPB11RPB11及及RPB13RPB13同同 源;源;亚基与亚基与RPB6RPB6同源。同源。 n n 原则上,原则上,细菌的核心酶能够在细菌的核心酶能够在DNADNA分子分子 的任何一点开始转录,但在细胞内,聚的任何一点开始转录,但在细胞内,聚

26、合酶只在启动子处起始转录由于合酶只在启动子处起始转录由于 起始因子的加入。此为全酶。起始因子的加入。此为全酶。 羊 整 煽 而 炽 窘 龙 役 珍 链 舀 惋 润 颇 飘 探 吸 索 折 呜 喀 拯 描 灿 冒 耙 尤 烽 氮 捐 坞 菌 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 n大肠杆菌最常见的因子为70。 70 识别的启动子有以下共同特征: 两段6个核苷酸长的保守序列,其中 心分别位于起始位点上游约10bp和 35bp处,被1719个核苷酸的非特异 序列隔开。 爪 磐 壶 司 逐 许 佃 攫 校 忧 床 懒 哮 巷 湖 汹 她 灼 肛 徽 勉 痞 饶 擅 窝 真 愈 鸯 食 丝 雕 秉 第

27、 五 章 转 录 第 五 章 转 录 第三节 启动子和终止子启动子和终止子 力 社 蒲 筋 攀 熊 苦 讽 拎 嘿 阂 雅 眶 惠 秸 漾 仰 叔 物 失 蛛 懒 崔 垣 躲 漂 瑰 吟 付 具 糕 命 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 一、原核生物的启动子结构 n启动子是基因转录起始所必需的一段 DNA序列,一般位于结构基因的上游 ,是DNA分子与RNA聚合酶特异结 合而起始转录的部位。 n启动子本身不被转录。 n原核生物启动子有4 个保守特征:起 始位点、-10 区、-35 区以及-10 和-35 区之间的间隔距离。 亭 袁 娘 咀 柯 屋 浊 畜 稻 著 疙 感 庐 左 匝 铰 署

28、 脓 满 恤 足 腿 潍 它 蜗 筷 囤 哮 信 陕 焉 属 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 保守序列 (一致性序列) 开始转录 T T G A C A A A C T G T -35 区 (Pribnow box) T A T A A T A T A T T A -10 区 1-30-5 010-10-40-20 5 3 3 5 惧 矛 潦 榴 穴 蓟 佩 育 雾 和 厨 惠 耻 鸳 槐 秤 枚 髓 注 倔 怜 省 苑 裔 瑟 约 鞠 臼 榴 膘 怕 寝 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 1、起始位点通常都是嘌呤碱基 (90%) 原核典型的启动子转录启始位点、 -10 区、-3

29、5 区 扒 桩 枣 辣 魔 滞 搽 吐 垄 肚 嫡 弗 辟 恭 际 痹 柴 缆 涤 并 炒 酣 士 窑 驶 宇 汗 翁 给 唇 寐 咬 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 2、Pribnow框 n n PribnowPribnow框框 在原核生物启动子-10 区域的一段核苷酸序列中,大多包含 TATAAT序列或是稍有不同的变化形 式,是RNARNA聚合酶牢固结合的位点聚合酶牢固结合的位点, 此段序列称为Pribnow框。由于其中 心在-10位点附近,所以又称为-10序 列。不同的启动子,其位置略有不同 ,一般都在-4到-13的范围之内。 逼 来 磕 棍 织 谨 滑 夸 痛 愧 诺 豁 带

30、冻 凌 腻 酱 备 暂 珊 昌 要 灶 法 排 萍 振 捻 簇 此 梗 貌 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 n一致序列 : T T 8080 A A 9595 T T 4545 A A 6060 A A 5050 T T 9696 哨 迁 抄 溪 飘 种 匠 雍 唯 师 付 贤 硕 道 懦 保 尼 戮 躬 扒 撬 碗 愈 脉 祟 睡 咳 啄 鞋 筐 咨 泼 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 n其中带有底线的T称为保守T,它存在于目 前已知的几乎所有启动子中,一般位于-6到 -9位点。头两个核苷酸是TA的也占3/4以 上。 nPribnow框是RNA聚合酶的牢固结合位点 (简称结合

31、位点 ) n由于RNA聚合酶的诱导作用,在富含AT 的Pribnow框内的DNA双螺旋首先“熔解” 。 DNA双螺旋在起始点周围大约14 bp的 距离内分开以形成转录泡,即与RNA聚合 酶形成开放式启动子复合体开放式启动子复合体,使RNA聚合 酶定向移动而行使其转录功能。 厨 策 套 鞭 卜 络 宁 擎 畏 射 敏 狮 台 毛 摊 拉 悦 帖 屿 帆 膝 抄 侄 语 呸 崇 酗 掖 积 州 厨 征 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 3、Sextama框 n对于大多数启动子,在RNA聚合酶覆 盖的部分还有一个重要的区域,叫做 Sextama框,其位置在-35附近,因此又叫 -35序列。 n

32、-35序列是RNA聚合酶初始结合位点 ,RNA聚合酶依靠其亚基(因子)识别 该位点,因此又称为RNARNA聚合酶识别聚合酶识别 位点位点 n一致序列为: T T 8282 T T 8484 G G 7878 A A 6565 C C 5454 A A 4545 魔 睫 感 成 崔 棍 证 订 带 甭 匙 亩 及 蓉 寸 醉 贝 勿 叉 琶 郡 尖 渗 俘 捎 恕 早 砾 偏 睛 有 悸 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 nRNA聚合酶先结合于-35序列,然后 才结合于-10序列 n有实验表明,亚基识别-35序列并与 之结合。由于RNA聚合酶分子很长, 大约能覆盖70bp的DNA序列。因此

33、酶 分子上的一个适合部位就能达到-10 序列区域。酶分子一旦与-10序列结合 以后, 亚基就立即从识别位点上解 离下来 。 欣 旬 慧 漾 庇 账 幸 赐 忿 痞 侧 鸡 南 缩 言 膀 疮 价 跨 坯 挟 袒 郧 胯 蚁 律 倔 爷 瓣 呻 怔 葱 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 n -35-35序列的重要性还在于,这一序列的序列的重要性还在于,这一序列的 核苷酸结构在很大程度上决定了核苷酸结构在很大程度上决定了启动启动 子的强度子的强度。RNARNA聚合酶很容易识别强启聚合酶很容易识别强启 动子动子, ,而对弱启动子的识别较差。而对弱启动子的识别较差。 n n PribnowPri

34、bnow框和框和SextamaSextama的碱基序列通过的碱基序列通过 影响开放性启动子复合物的形成速度影响开放性启动子复合物的形成速度 而控制转录。而控制转录。 n n 这两个序列是决定启动子强度的重要因素这两个序列是决定启动子强度的重要因素 ,细胞可以由此来调节单位时间内所转录,细胞可以由此来调节单位时间内所转录 的的mRNAmRNA分子数,从而控制蛋白质的合成速分子数,从而控制蛋白质的合成速 度。度。 逝 予 唤 懊 苦 证 喉 敲 舟 肿 昌 旨 项 畸 肯 卖 望 备 鄙 汤 目 煞 夏 随 凝 澈 佩 会 临 咨 唉 尊 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 n启动子的强度指一

35、个启动子在一定的 时间内可以起始转录物的多少;具有 与共有序列近似序列的启动子“更强 ”。 n启动子的强度受以下因素影响:启动 子最初与聚合酶的结合程度、对异构 化作用的支持效率,以及此后聚合酶 逃离的难易程度。 贝 疮 西 鹊 屠 涨 闪 推 蝗 虫 报 嚏 党 危 愈 累 守 迸 何 蕊 藻 子 吧 毒 录 变 辖 怔 拿 白 敦 茧 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 4、-10 和-35 区之间间隔距离 n在90%启动子中,-35 和-10 区之间 的分隔距离在16 到19bp 之间。个别 例外的可以小于15 或者大于20bp。 尽管间隔区的真实序列并不重要,但 其距离大小保持两个

36、位点恰当分隔, 从而在适合RNA 聚合酶的几何结构方 面是很重要。 抚 技 狭 荚 咱 茬 俱 闷 翟 疗 莱 浸 柿 兴 粮 继 芥 变 才 直 室 绝 嗽 戒 匙 妓 茸 芒 炭 壬 尿 赤 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 几种启动子的Sextama框、Pribnow框 以及二者之间的距离 毁 累 碎 界 枪 腕 亚 棘 癌 津 镇 谚 海 足 斡 孰 拎 扫 点 笨 拐 衣 奄 毒 跋 郎 亩 蜕 屋 巨 县 抓 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 二、真核生物的启动子结构 真核生物有三种RNA聚合酶,每一种 都有自己的启动子类型: nRNA聚合酶只转录rRNA(合成5.8S

37、 rRNA、 18S rRNA和28S rRNA),只有一种启动子类型 。 nRNA聚合酶负责蛋白质编码基因(合成 mRNA和snRNA ) ,其启动子结构最复杂 。 nRNA聚合酶负责合成tRNA和5S rRNA, 其启动子常位于转录的DNA序列之内,称称 为下游启动子为下游启动子。 矢 雀 怀 垫 檀 硫 岩 后 谣 宿 邦 肃 蛆 给 呢 颁 连 疹 尾 皇 祥 惨 懦 烧 氧 淄 任 纂 弃 事 撞 宫 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 1、RNA聚合酶的启动子结构 1)帽子位点帽子位点(CAP site)(CAP site),即转录起始位点。碱 基大多为A(指的是非模板链),两

38、侧各有若干 个嘧啶核苷酸。 2)TATATATA框框,又叫Hogness框或Goldberg- Hogness框。其一致序列是: 基本上都由AT碱基对所组成,只在很少的启 动子中有GG碱基对的存在。一般位于-25-25附 近。 枫 铃 剖 脆 喂 曳 萎 灯 嫁 弛 茄 代 传 喉 砒 伦 霹 筋 析 着 峡 吐 辱 踩 泄 笨 窜 培 任 忍 方 殿 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 1、RNA聚合酶的启动子结构 3)CAATCAAT框框 一致序列是: 一般位于-75区域附近。 4)增强子(enhancer),又称为远上游 序列,一般都在-100以上,是启动子 的上游或下游对转录有促进

39、作用的一 段DNA 序列。 谢 填 薪 汕 蔬 押 乡 矫 鳖 昂 迎 迈 擂 负 家 雇 饿 瓶 狈 刃 容 仕 懈 域 刀 缆 俭 锗 徐 蜡 趁 串 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 增强子 的特点 a对依赖于TATA框的转录和不依赖于 TATA框的转录都有增强效应。但对前者 的增强效应高。 b距离效应:离72bp重复序列近的容易起 始转录。 c极性效应:转录方向离开72bP重复序列 的起始序列优先转录,而朝向72bp重复序 列的则效率差。可能是这一重复序列中含 有引起转录中止的序列。 d具有组织细胞特异性。 谅 打 发 检 赶 煞 隆 窗 温 掸 打 都 拄 姆 刑 栏 叛 八

40、叮 虱 在 淀 光 疙 坦 垮 梗 敝 缝 越 抹 足 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 n真核生物的核心启动子(core promoter)是指在体外检测时,Pol 精确地起始转录所需要的最少一组序列 元件;代表性的核心启动子约有40个核 苷酸,向转录起始点的上游或下游延伸 。核心启动子中发现的4个元件:TFB 识别元件(TFB recognition element, BRE)、TATA元件(盒)、起始 密码子(initiator, Inr)和下游启动子 元件(downstream promoter element, DPE)。一个启动子含有其中的2或3个元 件。 跃 韦 剂 淀 懈

41、 丫 钞 弯 八 瀑 浙 崖 狮 郁 茫 示 来 摄 谁 转 兜 右 论 衣 苫 沏 颁 业 缕 糠 赂 诫 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 n在核心启动子之外(上游)存在一些在体内 进行有效转录所需的其他序列元件,共同组 成调节序列(regulatory sequence),包括 :启动子最近元件(promoter proximal element),上游激活物序列(upstream activator sequence, UAS),增强子 (enhancer),以及一列的沉默子(silencer) 、边界元件(boundary element)和绝缘子 (insulator)组成的

42、抑制元件。所有这些DNA 元件都与调节蛋白(激活或抑制因子)结合 ,促进或阻碍从核心启动子开始的转录。 且 则 模 濒 峦 裸 芯 婴 赣 撼 蔓 烩 缴 够 丸 甚 营 著 烃 亿 罐 涸 函 蜡 牧 镑 篆 稼 勾 脓 翔 滇 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 性 雁 钧 嫉 溯 猪 嚏 脸 报 掀 湾 早 狭 诵 玛 型 闹 蹄 尖 显 办 沽 沸 晕 侠 便 足 摘 扫 寓 喉 王 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 2、RNA聚合酶的下游启动子 n5S RNA基因的启动子位于转录区内位于转录区内,在转 录起始点下游5083之间。 n缺失50以前的序列和缺失83以后的序 列都

43、能正常转录,但5083这段序列 缺失,无转录活性;而加上此段序列,又 能正常转录。 n把这段DNA序列插入任何DNA中,RNA聚合 酶都能识别并起始转录。这段序列就是 5S RNA基因的启动子,这样的位于转录起 始点下游的启动子又称为内部启动子内部启动子。 财 帖 综 板 塔 断 搪 埠 酸 胖 测 把 滤 毫 得 阮 善 惋 锥 靴 惯 备 以 杨 蛙 蕊 湃 拭 坎 糜 窟 染 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 3、RNA聚合酶的启动子 nRNA聚合酶转录rRNA,大多数真核生 物rRNA基因启动子可以分为两个部分: 核心元件,位于转录起始点周围(-40 +5),又称近启动子近启动子

44、,其功能决定转录起 始的精确位置;-165-40称为远启动子远启动子( 上游控制元件),其功能是影响转录的频 率。 每种生物都有特定的转录因子与RNA聚 合酶结合,因此,RNA聚合酶的启动 子具有明显的种族特异性。 坷 铱 榷 菏 椅 记 书 慎 人 认 完 捍 兔 蚂 突 守 蹭 乙 搜 感 颈 爪 彻 腾 抛 狰 搏 曝 厕 歉 咸 酥 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 第四节第四节 转录过程转录过程 RNA转录的过程包括: nRNA聚合酶与模板DNA 的结合 nRNA合成的启动:启动子与聚合酶结合,启 动子聚合酶复合体一旦形成,就发生结构 改变,起始过程继续;DNA碱基对断裂,形

45、成“泡”;总是从5端向3端方向进行。 nRNA链的延长:一旦RNA聚合酶以及形成一小 段RNA(10个碱基左右),转录便进入延伸阶 段。 nRNA链合成的终止:在某些细胞存在着特定 的、已研究清楚的引发终止的序列。 绣 进 垣 龚 躬 抵 写 刺 曙 罕 藉 批 逗 陇 扎 王 们 姑 躁 躺 今 他 座 像 怒 蛆 秆 辅 菲 宪 什 都 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 一 转录起始 转录起始需解决两个问题: 1 、RNA聚合酶必须准确地结合在 转录模板的起始区域 2 、DNA双链解开,使其中的一条 链作为转录的模板 诅 芯 爆 足 屡 摈 夯 甜 味 帘 红 饵 夜 辑 终 僵 洽

46、 碍 琳 市 幢 腰 滤 栋 党 苯 云 勘 阮 玛 旭 硝 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 (一) 原核生物的转录起始 2、DNA双链解开,形成转录空泡 1、RNA聚合酶全酶 (2 ) 与模板结合 3、在RNA聚合酶作用下 发生第一次聚合反应 5 -pppGpN OH + ppi RNApol - DNA - pppGpN- OH pppGNTPpppGpN - OH ppi 起始复合物: 5-pppG -OH + NTP 冰 礁 贺 来 迄 波 殖 那 朝 伴 磨 恫 瑞 内 丑 烁 窥 找 带 杂 项 忘 骄 溉 鸡 宿 选 魁 委 热 畴 粹 第 五 章 转 录 第 五 章 转

47、 录 1、在原核生物中,当亚基与核心酶 形成全酶后,全酶与非特异性DNA序 列的结合力显著下降(结合常数下降) ,半衰期极大地缩短,使得全酶有可 能采取快速的尝试错误的方式 (trial and error) 寻找启动子。当 亚基发现其识别位点时,全酶就与 35序列结合(初始结合),形成一个 封闭的启动子复合物封闭的启动子复合物。 腮 掳 隙 准 保 让 拔 赞 厌 突 档 怀 沾 叫 脚 胚 琼 王 耽 砰 莫 肯 饶 梁 蹄 些 雁 张 矢 棺 晕 洲 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 2、可能由于RNA聚合酶全酶的分子很大 ,其一端可以到达10序列,然后由 于某种机制,整个酶分子向

48、10序列 转移并与之牢固结合(此时在操作子 上必须没有阻遏蛋自存在),然后 35序列及起始位点处发生局部解链, 一般为1217bp。这时的全酶和启动 子的复合物称为开放性启动子复合物开放性启动子复合物 名 喜 停 娘 尔 危 殃 窃 夕 陷 撬 畜 恿 辊 销 遥 靛 拜 欠 尼 伏 蒸 挣 朋 枢 橡 司 玻 饿 计 馅 泊 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 3、封闭性和开放性启动子复合物均为 二元复合物。因为只有全酶和DNA这 两种成分在开放性启动子复合物中, RNA聚合酶上的起始位点和延长位点 被相应的核苷酸前体充满,在亚基 的催化下形成RNA的第一个磷酸二酯 键。 4、此时,由RNA聚合酶、DNA模扳和新 生的RNA链组成的复合物称为三元复 合物。三元复合物形成之后,因子 从全酶解离下来,致使三元复合物中 核心酶与DNA的亲和力下降到非特异 性结合水平以下。 虫 荧 晰 衷 弄 论 镊 正 新 公 盯 筋 数 冕 宅 宰 藻 铣 吧 淬 谈 钾 宜 亩 志 巧 均 波 困 玛 潞 惹 第 五 章 转 录 第 五 章 转 录 转录起始过程 盐 辑 变 铱 欢 盔 弥 苹 链 汰 酮 瞄 熔 卜 祥 淮 怖 尼 烽 娄 落 犁 劲 权 能 钎 弛 跺 坝 钠

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