1、關(guān)于真核生物基因的轉(zhuǎn)錄第一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月一、真核生物基因轉(zhuǎn)錄概述（一）真核生物的轉(zhuǎn)錄和原核生物轉(zhuǎn)錄的不同點(diǎn)： 1、原核細(xì)胞只有一種RNA聚合酶，而真核細(xì)胞 有三種聚合酶； 2、啟動子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同，真核基因有三種不 同的啟動子和有關(guān)的元件； 3、真核基因的轉(zhuǎn)錄有很多蛋白質(zhì)因子的介入。第二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）真核生物RNA聚合酶（三種）類型轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物rRNA:18s,5.8s,28stRNA,5srRNA,snRNAhnRNA對鵝膏蕈堿的反應(yīng)不敏感高度敏感不同物種敏感性不同第三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）真核生物RNA 聚

2、合酶（RNA Pol II）與模板結(jié)合；與轉(zhuǎn)錄起始、延伸有關(guān)與DNA、底物和新生的RNA結(jié)合負(fù)責(zé)酶的裝配250KDa130KDa40KDa40KDa 由814個亞基組成，分子質(zhì)量為500KDa第四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月附：真核基因在轉(zhuǎn)錄時RNA聚合酶需要多種 轉(zhuǎn)錄因子的協(xié)助Pol ITBPTAFIs第五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（四）轉(zhuǎn)錄因子1、通用因子(General factor)（1）是所有啟動子起始RNA合成所必須（2）與RNA 聚合酶在起始位點(diǎn)周圍形成復(fù)合體， 并決定起始的位置。Pol ITBPTAFIsPol III(B, TBP, BRF)TF

3、 III B第六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2、上游因子(Upstream factor)（1）識別并與啟動子上游元件結(jié)合（2）與上游元件結(jié)合可增加轉(zhuǎn)錄起始的效率UBF1上游元件Startpoint第七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（五）啟動子 RNA 聚合酶的啟動子：位于轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)上游 RNA 聚合酶的啟動子：位于轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)上游RNA 聚合酶III的啟動子：位于轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)下游基因內(nèi)啟動子第八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月二、RNA 聚合酶 I 基因的轉(zhuǎn)錄（一）rRNA基因（Ribosomal RNA Genes ） 多拷貝基因第九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2

4、022年6月1、核心啟動子（core promoter）或核心元件： 位于-45 +20，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄的起始。2、上游控制元件（upstream control element ）： 位于-180 -107，可增加轉(zhuǎn)錄起始的效率。（二）RNA聚合酶啟動子人類RNA Pol I的啟動子上游控制元件（UCE）startpointCTCCGAGTCGNNNNNNTGGGCCGCCGG核心啟動子（core element）+20-40-110-170第十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）RNA Pol I的輔助因子(UBF1 & SL1)1、上游結(jié)合因子（UBF1）（1）可以與UCE結(jié)合（2

5、）可與核心元件的一段序列結(jié)合（3）兩個UBF1通過蛋白蛋白相互作用而相互結(jié)合，導(dǎo)致在兩個結(jié)合位點(diǎn)間的DNA形成一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)。UBF1UBF1第十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2、選擇因子1（SL1）（1）組成：4個亞基 a、TBP (TATA-binding protein): 是保證RNA pol 準(zhǔn)確結(jié)合到起始位點(diǎn)的一個關(guān)鍵因子 b、其他的三個亞基TAF：（TBP 相關(guān)因子） 為RNApol I轉(zhuǎn)錄所需的亞基稱為TAFI（2）功能：是使RNA 聚合酶正確的定位在起始位點(diǎn)。第十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月UBF1UBF1上游控制元件（UCE）startpoint

6、CTCCGAGTCGNNNNNNTGGGCCGCCGG核心啟動子（core element）+20-40-110-170+1SL1TBPTAFIsPol ITBPTAFIsRNA 聚合酶 I 基因轉(zhuǎn)錄起始第十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月三、RNA 聚合酶III 基因的轉(zhuǎn)錄（一）tRNA基因的轉(zhuǎn)錄 1、啟動子-基因內(nèi)啟動子（1）啟動子的兩個保守序列： A框（5-TGGCNNAGTGG-3)； B框(5-GGTTCGANNCC-3) （2）A框和B框編碼的序列： A框-D-loop； B框- TC-loop第十五張，PPT共四十七頁，

7、創(chuàng)作于2022年6月2、tRNA基因轉(zhuǎn)錄因子（1）TFC：識別boxB（2）TFB：與A框上游50kb上游序列結(jié)合 a、組成: TBP、BRF、B” b、功能：是RNA聚合酶真正的起始因子第十六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月Pol IIITF III CboxBboxATF III B3、tRNA基因轉(zhuǎn)錄的起始第十七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）5S rRNA 基因的轉(zhuǎn)錄1、 5S rRNA 基因： 特點(diǎn)：串連排列，形成基因簇 （是唯一單獨(dú)被轉(zhuǎn)錄的rRNA亞基）2、啟動子： C框 ；A框第十八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月3、轉(zhuǎn)錄因子：(1) TFII

8、IA ：結(jié)合位點(diǎn)為C box 。(2) TFIIIC(3) TFIIIB： TBP + BRF + B/第十九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4、5s rRNA 基因轉(zhuǎn)錄的起始boxAboxCTF III ATF III CTF III BPol III(B, TBP, BRF)第二十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月四、RNA 聚合酶 II 基因的轉(zhuǎn)錄（一）RNA聚合酶 II 的啟動子 1、組成： 核心啟動子（core promoter）： TATA盒（Hogness box）： - 25 -35bp 上游啟動子（upstream promoter element，UPE）

9、 CAAT盒 ：-70 -80區(qū) GC盒：-80 -110區(qū)-20-40-60-80-100GCCACACCCGGCCAATCATATAAGCCAATTATA第二十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2、核心啟動子（core promoter）：（1）TATA盒（Hogness box）： a、位置： - 25 -35bp b、序列特征：富含AT， 5-TATA(A/T)A(A/T)-3. c、功能：決定RNApol II的定位與轉(zhuǎn)錄精確起始第二十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）起始子(initiator，Inr) 與轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)重疊的短的較保守序列附：缺少TATA

10、盒啟動子（1）無TATA盒，只有一個起始子（2）既無TATA框，也無起始子，這種基因通常轉(zhuǎn)錄速率很低，起始點(diǎn)不固定。第二十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月3、上游啟動子（upstream promoter element，UPE） （1）位置： CAAT盒 ：-70 -80區(qū)（ -70區(qū)） GC盒：-80 -110區(qū)（-90區(qū)） （2）功能： 控制轉(zhuǎn)錄起始的頻率 （基本不參與起始位點(diǎn)的精確定位） （3）功能特點(diǎn)：正反方向排列均能發(fā)揮作用 第二十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（4）上游元件的多樣性O(shè)ctamerCAATGCTATAStartpointSV40 early

11、胸苷激酶ThymidinekinaseHistone H2B-140 -120 -100 -80 -60 -40 -20 第二十五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月上游元件的多樣性真核RNA 聚合酶II 啟動子包含著TATA 盒、CAAT 盒、GC 盒以及其他序列元件之間的不同組合。沒有哪一種上游元件是所有啟動子所共同必需的 第二十六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月哺乳類 RNA聚合酶 II 啟動子的常見組件Module Consensus DNA bound Factor DistributionTATA box TATAAAA 10bp TBP GeneralCAAT b

12、ox # GGCCAATC 22bp CTF/NF1 GeneralGC box GGGCGG 20bp SP1 GeneralOctamer # ATTTGCAT 20bp Oct-1 General 23bp Oct-2 LymphoidB GGGACTTTCC 10bp NF B Lymphoid 10bp H2-TF1 GeneralATF GTGACGT 20bp ATF General# 同一組件可被不同因子識別/結(jié)合 CAATCP1(-globin), CP2(-fibrinogen), CP3 OctamerOct-1, Oct-2(immunoglobulin in Lymp

13、hoid)第二十七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）RNA聚合酶 羧基末端結(jié)構(gòu)域(CTD)： 1、位置：RNA聚合酶最大亞基羧基末端 2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （1）具有7個氨基酸(Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser -Pro-Ser) 的重復(fù)序列（酵母：重復(fù)26次；哺乳類：52次） （2）多個磷酸化位點(diǎn)：Ser、Thr 第二十八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月3、作用： CTD磷酸化對調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄有重要作用： （1）CTD去磷酸化，RNA聚合酶II易與DNA 結(jié)合，這種構(gòu)象適于轉(zhuǎn)錄的起始； （2）CTD磷酸化可使RNA聚合酶II與DNA的 結(jié)合變得松弛，形成適于延伸的構(gòu)象

14、第二十九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA聚合酶II自身不能起始轉(zhuǎn)錄，需要依靠轉(zhuǎn)錄因子的協(xié)助。第三十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）RNApol II 的轉(zhuǎn)錄因子 TF II D TBP（TATA盒結(jié)合蛋白） + TAFs（TBP協(xié)同因子 ） 結(jié)合在DNA小溝（其他DNA結(jié)合蛋白為大溝），識 別和結(jié)合核心啟動子(TATA盒和Inr) TF II A 含數(shù)個亞基，可能通過解除TAFs的抑制而激活TBP TF II B 覆蓋靠近起始點(diǎn)的啟動位置，C端與TFIID和DNA 的復(fù)合物結(jié)合，N-端與TFF協(xié)同作用募集RNA聚 合酶II。 第三十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于

15、2022年6月TF II F 結(jié)合Pol II并帶向啟動子；RAP74（ATP依賴性解旋酶），RAP30（與細(xì)菌因子有同源性） TF II E 擴(kuò)大DNA覆蓋區(qū)至+30 TF II H 和TF II J H有激酶活性， 使Pol II 的CTD 磷酸化 ，Pol 離開啟動子區(qū)第三十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（1） TFIID: TBP（TATA盒結(jié)合蛋白） + TAFs（TBP協(xié)同因子 ） TBPTAFsTATA-20-10+10-30-40+20（四）RNA Pol基因轉(zhuǎn)錄的過程1、轉(zhuǎn)錄起始第三十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月TBP的作用-定位因子 a、在TA

16、TA框處與DNA結(jié)合 b、是所有三種RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄起始所需的因子第三十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 TBP的作用機(jī)制： a 、兩個結(jié)構(gòu)域形成一個完全二元對稱的馬鞍型 結(jié)構(gòu)，與DNA小溝有效結(jié)合第三十五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 b、TBP 與DNA 結(jié)合，使DNA 彎曲了約80， TATA 盒向大溝彎曲，拓寬了小溝。第三十六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（2） TFIIA含有至少3個亞基與TFIID結(jié)合，穩(wěn)定TFIID-DNA復(fù)合體；可能通過解除TAFs的抑制而激活TBPTF II A第三十七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（3） TFI

17、IB 覆蓋靠近起始點(diǎn)的啟動位置，C端與TFIID和DNA的復(fù)合物結(jié)合，N-端與TFF協(xié)同作用募集RNA聚合酶IITFIIB與TFIID結(jié)合，并為RNA聚合酶結(jié)合起一個橋梁作用。TF II B第三十八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（4）與RNA聚合酶與TFIIF相連的復(fù)合體結(jié)合TF II FPol IITF II F結(jié)合Pol II并帶向啟動子；兩個亞基：RAP74（ATP依賴性解旋酶），可能參與DNA 雙鏈的溶解RAP30（與細(xì)菌因子有同源性），與RNA 聚合酶緊密結(jié)合第三十九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（5）TF II E 擴(kuò)大DNA覆蓋區(qū)至+30TF II E第四

18、十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（6）TF II H 和TF II J加入復(fù)合物第四十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（7）TF II H有多種酶活性，包括ATP酶、解旋酶、和可使Pol II 的CTD 磷酸化的激酶活性。 Pol II 的CTD 磷酸化 ， TF II 在Pol離開啟動 子前釋放，形成適于 延伸的構(gòu)象 Pol II 離開啟動子區(qū)， 進(jìn)入延伸階段第四十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 RNA聚合酶起始復(fù)合物的組裝啟動子TATA盒+ TFD + TFA + TFB +(RNA聚合酶+ TFF)復(fù)合物 +TFE 、TFJ +TFH（解旋酶、蛋白激酶）DNA解旋、RNA聚合酶的 CTD磷酸化 pol從轉(zhuǎn)錄因子中釋放出來 從起始點(diǎn)向下游移動 第四十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2、轉(zhuǎn)錄的終止（1）終止位點(diǎn)： 目前還不清楚RNA聚合酶基因的精確終止位點(diǎn)（2）AAUAAA序列： 初始轉(zhuǎn)錄物3末端的保守序列 對于轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的準(zhǔn)確切割及加poly（A）是必須的第四十四張，P