1、枯藤老樹昏鴉，小橋流水人家，古道西風(fēng)瘦馬。夕陽西下，斷腸人在天涯。第三章第二節(jié)啟動(dòng)子與增強(qiáng)子授課目：授課重、點(diǎn)：授課內(nèi)容：一、原核生物啟子1啟子：是一段位于構(gòu)基因5端上游區(qū)的DNA序列，在初步從前被RNA聚合合的DNA部位稱啟子；啟子的構(gòu)影響它與RNA聚合的和力，決定基因表達(dá)度。元：是一段從啟子開始到止子（terminator）束的DNA序列，RNA聚合從起點(diǎn)開始沿著模板前，直到止子止，出一條RNA；在菌中，一個(gè)元能夠是一個(gè)基因，也能夠是幾個(gè)基因。2起點(diǎn)：指與再生RNA第一個(gè)核苷酸相DNA上的堿基，研究平時(shí)一個(gè)呤。上游：常把起點(diǎn)前面，即5尾端的序列稱（upstream）上游;下游：起點(diǎn)后邊即3

2、尾端的序列稱下游（downstream）。在描述堿基的地址，起點(diǎn)1，下游方向依次2，3，上游方向依次1，2，3。3啟子構(gòu)：Pribnow框：在初步點(diǎn)上游，幾乎在所有啟子都存在一個(gè)6bp富含A/T地域TATAAT。平時(shí)位于18位到9位，稱Pribnow框。地域是RNA聚合牢固合位點(diǎn)，RNA聚合合后，一富含A/T的DNA雙解開。Sextama框：位于35區(qū)周邊有一TTGACA序列，是RNA聚合中的因子位點(diǎn)。以上兩個(gè)位點(diǎn)于初步都是特別重要的。因子35區(qū)并與之合。由于RNA聚合分子覆蓋面能達(dá)到70bp，因此分子上的一個(gè)合適部位能接觸10區(qū)。分子一旦與10區(qū)合今后，就從位點(diǎn)上解離下來。其他，35序列的重

3、要性在于在很大程度上決定了啟子的度。10區(qū)和35區(qū)的最正確距離：在原核生物中，35區(qū)和10區(qū)的距離大是1619bp，小于15bp或大于20bp都會(huì)降低啟子的活性；保持啟子兩段序列以及它之的距離是十分重要的，否就會(huì)改它所控制的基因表達(dá)水平。在菌中常兩種啟子突：下降突：若是把Pribnow其從TATAAT成AATAAT，就會(huì)大大降低其構(gòu)基因的水平；上升突:：即增加Pribnow區(qū)共同序列的同一性。突變后的-10區(qū)和-35區(qū)越湊近共同序列，轉(zhuǎn)錄的RNA就越多；越遠(yuǎn)離共同序列，轉(zhuǎn)錄的RNA就越少。比方，在乳糖控制子的啟動(dòng)子中，將其Pribnow區(qū)從TATGTT變成TATATT，就會(huì)提高啟動(dòng)子的效率，提

4、高乳糖控制子基因的轉(zhuǎn)錄水啟動(dòng)子區(qū)的鑒別一般認(rèn)為，RNA聚合酶其實(shí)不直接鑒別堿基對(duì)自己，而是經(jīng)過氫鍵互補(bǔ)的方式加以鑒別。在啟動(dòng)子區(qū)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中，腺嘌呤分子上的N6、鳥嘌呤分子上的N2、胞嘧啶分子上的都是氫鍵供體，而腺嘌呤分子上的N7、N3，胸腺嘧啶分子上的O4、O2，鳥嘌呤分子上的N7O6、N3和胞嘧啶分子上的O2都是氫鍵受體。由于它們分別處于DNA雙螺旋的大溝和小溝內(nèi)，因此都擁有特定方向，而酶分子中也有處于特定空間構(gòu)象的氫鍵受體與供體，當(dāng)它們與啟動(dòng)子中對(duì)應(yīng)的分子在必然距離內(nèi)互補(bǔ)時(shí)，就形成氫鍵，相互結(jié)合。這種氫鍵互補(bǔ)學(xué)說較為圓滿地講解了啟動(dòng)子功能既受DNA序列的影響，又受其構(gòu)象影響這一事實(shí)

5、。二、真核生物啟動(dòng)子真核生物啟動(dòng)子有三類，分別由RNA聚合酶、和進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。種類（class）啟動(dòng)子：只控制rRNA前體基因的轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物經(jīng)切割和加工后生成各種成熟rRNA。種類啟動(dòng)子由兩部分保守序列組成：核心啟動(dòng)子（corepromoter）：位于轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)周邊，從-45至+20；上游控制元件（upstreamcontrolelement，UCE）：位于-180至-107；N4、RNA聚合酶對(duì)其轉(zhuǎn)錄需要2種因子參加：UBF1：一條M為97000的多肽鏈，結(jié)合在上述兩部分的富含GC區(qū)；1個(gè)TBP，即TATA結(jié)合蛋白（TATA-bindingprotein，TBP）；SL1：一個(gè)四聚體蛋白，含有3

6、個(gè)不同樣的轉(zhuǎn)錄輔助因子TAF；在SL1因子介導(dǎo)下RNA聚合酶結(jié)合在轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)上并開始轉(zhuǎn)錄。種類（class）啟動(dòng)子：種類啟動(dòng)子涉及眾多編碼蛋白質(zhì)的基因表達(dá)的控制。該類啟動(dòng)子包括4類控制元件：基本啟動(dòng)子（basalpromoter）：序列為中心在-25至-30左右的7bp保守區(qū)，TATAAAA/T，稱為TATA框或Goldberg-Hogness框。與RNA聚合酶的定位相關(guān)，DNA雙鏈在此解開并決定轉(zhuǎn)錄的起點(diǎn)地址。失去TATA框，轉(zhuǎn)錄將在好多位點(diǎn)上開始。初步子（initiator）：轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)地址處的一保守序列，共有序列為：PyPyANT(A)PyPy+1Py為嘧啶堿（C或T），N為任意堿基，A為轉(zhuǎn)

7、錄的起點(diǎn)。DNA在此解開并初步轉(zhuǎn)錄。上游元件（upstreamfactor）：寬泛存在的上游元件有CAAT框、GC框和八聚體（octamer）框等。CAAT框的共有序列是GCCAATCT，GC框的共有序列為GGGCGG和CCGCCC，八聚體框含有8bp，共有序列為ATGCAAAT；應(yīng)答元件（responseelement）：引誘調(diào)治產(chǎn)生的轉(zhuǎn)錄激活因子與靶基因上的應(yīng)答元件結(jié)合。如熱休克效應(yīng)元件HSE的共有序列是鑒別和作用；血清效應(yīng)元件CNNGAANNTCCNNG，可被熱休克因子HSFSRE的共有序列CCATATTAGG，可被血清效應(yīng)因子SRF鑒別和作用。參加RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄初步的各種因子數(shù)目很大

8、，可分為3類：通用因子（generalfactor）：作用于基本啟動(dòng)子上的輔助因子稱為通用（轉(zhuǎn)錄）因子（GTF），或基本轉(zhuǎn)錄因子（basaltranscription），為任何細(xì)胞種類啟動(dòng)子初步轉(zhuǎn)錄所必需，以TF來表示，其中按發(fā)現(xiàn)先后次序用英文字母命名，如TFA、TFD、TFH。上游因子（upstreamfactor）：或轉(zhuǎn)錄輔助因子（transcriptionancillaryfactor），是指鑒別上游元件的轉(zhuǎn)錄因子。可引誘因子（induciblefactor）：在真核生物中，與細(xì)胞種類和發(fā)育階段相關(guān)的基因表達(dá)，主要經(jīng)過轉(zhuǎn)錄因子的重新合成來進(jìn)行調(diào)治的，是長遠(yuǎn)的過程。對(duì)外界刺激的快速反應(yīng)則主

9、要經(jīng)過轉(zhuǎn)錄激活物（transcriptionactivator）的可引誘調(diào)治。這些引誘的轉(zhuǎn)錄激活因子與靶基因上所謂應(yīng)答元件相結(jié)合。種類（class）啟動(dòng)子：種類啟動(dòng)子為RNA聚合酶所鑒別，他涉及一些小分子RNA的轉(zhuǎn)錄。RNA聚合酶的啟動(dòng)子有3各種類結(jié)構(gòu)：種類1基因內(nèi)啟動(dòng)子：如5SrRNA基因的啟動(dòng)子，位于轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)下游，即在基因內(nèi)部，是下游啟動(dòng)子，有兩個(gè)框架序列，被3種輔助因子所鑒別。5SrRNA基因的啟動(dòng)子包括框架A（boxA）、中間元件（intermediateelement）和框架C（boxC）3個(gè)元件組成。TFA結(jié)合在框架A上，爾后促使TFC結(jié)合，后者結(jié)合以致TFB結(jié)合到轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)周邊，并

10、引導(dǎo)RNA聚合酶結(jié)合在起點(diǎn)上。TFB使RNA聚合酶正確定位，起“定位因子”（positioningfactor）作用。種類2基因內(nèi)啟動(dòng)子：如tRNA基因的啟動(dòng)子，有兩個(gè)控制元件，分別為框架A和框架B。TFC結(jié)合框架B，其結(jié)合地域包括框架A和框架B，爾后以致TFB結(jié)合到轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)周邊，并引導(dǎo)RNA聚合酶結(jié)合在起點(diǎn)上。上游啟動(dòng)子：如snRNA基因的啟動(dòng)子，位于轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)上游。有3個(gè)上游元件：OCT（八聚體基序octamermotif）、PSE（周邊序列元件proximalsequenceelement）、TATA元件。在RNA聚合酶的上游啟動(dòng)子中，只有湊近起點(diǎn)存在TATA元件，就能初步轉(zhuǎn)錄?？墒荘SE

11、和OCT元件的存在將會(huì)增加轉(zhuǎn)錄效率。三、增強(qiáng)子及其功能增強(qiáng)子（enhancer）：能增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄初步的序列稱為增強(qiáng)子或增強(qiáng)子（1）在SV40的轉(zhuǎn)錄單元上存在增強(qiáng)子，它位于轉(zhuǎn)錄初步位點(diǎn)上游約200bp處，為兩段72bp的重復(fù)序列，它們不是啟動(dòng)子的一部分，但能增強(qiáng)或促使轉(zhuǎn)錄的初步，除去這兩段序列會(huì)大大降低這些基因的轉(zhuǎn)錄水平，若保留其中一段或?qū)⑵淙〕霾逶贒NA分子的任何部位，就能保持基因的正常轉(zhuǎn)錄；除SV40外，還在反轉(zhuǎn)錄病毒基因、免疫球蛋白基因、胰島素基因、胰麋蛋白酶基因等好多基因的啟動(dòng)子區(qū)中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了增強(qiáng)子的存在。增強(qiáng)子很可能經(jīng)過影響染色質(zhì)DNA-蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)或改變超螺旋的密度而改變模板的整體結(jié)構(gòu)，從而使得RNA聚合酶更簡單與模板DNA相結(jié)合，初步基因轉(zhuǎn)錄。（2）增強(qiáng)子的作用特點(diǎn)：增強(qiáng)效應(yīng)特別明顯；增強(qiáng)子提高同一條DNA鏈上基因轉(zhuǎn)錄效率，能夠遠(yuǎn)距離作用，平時(shí)可距離14kb、個(gè)別情況下走開所調(diào)控的基因30kb還可以發(fā)揮作用，而且在基因的上游或下游都能起作用；增強(qiáng)子作用與其序列的正反方向沒關(guān)，將增強(qiáng)子方向倒置仍舊能起作用；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)子不能夠表現(xiàn)活性；但增強(qiáng)子對(duì)啟動(dòng)子沒有嚴(yán)格的專一性，同一增強(qiáng)子能夠影響不同樣種類啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄；增強(qiáng)子必定與特定的蛋白質(zhì)因子結(jié)合后才能發(fā)揮增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄的作用；增強(qiáng)子一般擁有組織或細(xì)胞特異性；大多為重復(fù)序列。默然子最早