MolecularWhatWhatisMolecularBiology專 課專 課程內(nèi)RNA聚合啟動子、通用轉(zhuǎn)錄因 特異轉(zhuǎn)錄因子（激活因子 染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)RNA剪(后(后 翻) 翻)真核生物轉(zhuǎn)錄與翻譯隔開原核生物是多順反子真核生物轉(zhuǎn)錄后加工ⅣⅣ.轉(zhuǎn)錄因素RNA聚合RNA聚合啟動子、增強轉(zhuǎn)錄因類型組成&結(jié)構(gòu)功能α-鵝膏蕈（xùn）堿（α—amanitin致死性毒蘑菇鬼筆鵝膏菌（Amanitaphalloides）不同濃度的α-Amanitin對三種RNA聚合酶活性的影PNAS1974;71(5):酵母三種RNA聚合酶的電泳IIBiochemistry1977;16(1):1-表 法（epitope 片段融合，導(dǎo)入該亞基缺失的細胞株中， SDS變性膠電RNA聚合酶的亞基的功能是什么 克隆各種RNA聚合酶的亞基，逐B(yǎng)acteriaβBDωLK[+6[+9[+7[+11RNA聚合酶Ⅱ的異質(zhì)轉(zhuǎn)錄起 轉(zhuǎn)錄延Rpb1碳末端結(jié)構(gòu)域CTD的磷酸Ⅳ.真核生物 轉(zhuǎn)錄及其調(diào)轉(zhuǎn)錄因素DNA模RNA聚合啟動子、啟動子、增強轉(zhuǎn)錄因類型組成&結(jié)構(gòu)功能真核RNA聚合酶識別的啟動I類啟動子——RNA聚合酶I識II類啟動子——RNA聚合酶II識III類啟動子——RNA聚合酶III識II類啟動

- 5類元件，后4類 啟動子元上游元件（upstreamTFⅡB識別元件起始子下游元件（downstream25-30bp左右）；有時甚至是決定整個啟上游元件（upstreamGCboxes：富含G和C，如GGGCGG（-47~61region）和CCGCCC（-80~105region），可有2個或的拷貝Note：GCbox與CCAATbox介于啟動子與增強子之間，它們沒有方向依賴性(增強子個元件。缺少TATAbox的啟動子通常含高效表達特 的啟動子通常含I類啟動子：rRNA前 的啟動物種之間序列差異較大III類啟動子：small 的啟動典型的III類啟動子 型III類啟動子類似于II類啟動增強子(Enhancer)與沉默子無方向和位置依賴的DNA元件，增強子促進轉(zhuǎn)錄，沉默子抑制轉(zhuǎn)具有組織特異其活性依賴于DNA結(jié)合蛋 ⅣⅣ.轉(zhuǎn)錄因素DNA模RNA聚合啟動子、增強轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄因轉(zhuǎn)錄因子分為兩類 通用轉(zhuǎn)錄因子(generaltranscriptiontranscriptionfactors，GSTFs)與RNAⅠ類因子(RNA聚合酶Ⅰ所需Ⅲ類因子(RNA聚合酶Ⅲ所需的轉(zhuǎn)錄起始示意A&BtoBRE,F&PolⅡtocoreE&Htodownstream,Promotermelting(H+ATP),Promoterescapes(CTD+P).figure12-TFIID的結(jié)構(gòu)及功box結(jié)合蛋白（TATAbox-bindingprotein,TBP）和8~10個TBP相聯(lián)因子（TBP-associated由2條多肽構(gòu)成：RAP30與RAP30與細菌σ因子有一定的同源性PolII結(jié)合后，能減少聚合酶與DNA之間使PolII（CTD）磷酸化，即使PolIIA變?yōu)镻ol（promoterclearance）所需結(jié)合因子（人類稱SL1，其它生物UPE結(jié)合因子（upstream-factor，UBF包含TFIIIA、TFIIIB、IB和IC是所有在III類啟動子的的轉(zhuǎn)錄所需的；TFIIIB包含TBP（TATAbox結(jié)合蛋白）5SrRNA的轉(zhuǎn)錄還需要通用轉(zhuǎn)錄因識別啟動子招募RNA聚合酶到啟動子上特異轉(zhuǎn)錄因識別增強子（或沉默子）2、真核生物與原核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控的不調(diào)控序列（元件調(diào)控因子（coactivators,chromatinremodelers,histoneacetylases,deacetylaseskinases,andmethylases） 表達調(diào)控角度來看通用轉(zhuǎn)錄因子：6UnitsofTranscription特異轉(zhuǎn)錄因子:~2600FineControlof現(xiàn)代化 特異轉(zhuǎn)錄因子的功能Activator（激活因子有時統(tǒng)稱Repressor（抑制因子激活一 ，抑制另一部 DNA結(jié)合域（DNA- ） 非共有結(jié)構(gòu)二聚體形成域 配體結(jié)合域（Ligand- （一）含鋅Useoneormorezincionstocreateashapetofitan-helixofthemotifintotheDNAmajorgroove分類ClassicZincZincfinger（主要）依靠-helix的氨基The“classicZincCys2His2-like(Zn+-helix+β-NuclearReceptorSuperfamilyofligand-dependenttranscriptionfactors（結(jié)合各種激素，分類TypeⅠNuclear當(dāng)激素刺激時，它們與激素結(jié)合，構(gòu)象改變，與分子伴侶脫離，以同源二聚體形式進入細胞核，結(jié)合在靶的增強子上，激活轉(zhuǎn)錄。代表：類固醇激素受TypeⅡNuclear有無激素配體時，它們都可以結(jié)合DN上的調(diào)控元件，無配體結(jié)合時抑制 轉(zhuǎn)錄與配體結(jié)合后構(gòu)象改變，促進 轉(zhuǎn)錄。代表：甲狀腺激素受體

notwell-Glutamine- Proline- Ⅳ.真核生物 轉(zhuǎn)錄及其調(diào)轉(zhuǎn)錄因素DNADNA模RNA聚合啟動子、增強轉(zhuǎn)錄因theDynamicRangeof10x10x

50 25,00050xModifiedfromCell1999;“open”“open”的染色質(zhì)狀態(tài)是轉(zhuǎn)錄起始InaccessibleAccessible5類：H2A,H2B,H3H4,H1H2A/H2B,H3/H4形成八聚體，是 （nucleosomecore） 活核小體結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)錄的影組蛋白對5S 轉(zhuǎn)錄的影完整的組蛋白組分抑 轉(zhuǎn)組蛋白對Ⅱ 轉(zhuǎn)錄的影 組蛋白（H2A,H2B,H3,H4）與 Q:為什么H1SV40染色質(zhì)的無核小體核小體區(qū)位Dnase超敏位點（活躍基組蛋白修飾 轉(zhuǎn)錄的影組蛋白乙?；╤istone乙?；l(fā)生在賴氨酸側(cè)鏈的氨acetyltransferase,HAT）催化2.2組蛋白修飾 轉(zhuǎn)錄的影組蛋白甲基化demethylases，HDTs）甲基化的位置和效Typeofmono-di-tri-其它組蛋白修Phosphorylation(磷酸化Ubiquitylation泛素化Sumoylation(SUMO修飾…Thehistone各種組蛋白修飾決定 的活 DNA甲基用方式的改變，從而控制表達。六、RNAmRNA前體剪rRNAtRNA前體剪真核生物 是斷裂的（in真核生物每中內(nèi)含子的Roy真核生物每中內(nèi)含子的Royetal.NatureReviewsGenetics7,211–221(MarchG.C.E.G.thetaC.S.C.S.D.N.D.natansC.C.C.C.O.A.M.H. 小（10bp左右），且只有1個；一些 也是斷 線粒體和葉綠體中也有斷 2、RNA接RNA剪接的過程2、RNA接RNA剪接的過程和機剪接體（spliceosome）剪自剪Ⅱ類自剪接內(nèi)含Ⅰ類自剪接內(nèi)含剪接體Pre-mRNA的剪接由剪接體完成剪接體包含5種snRNA(smallnuclear五種snRNA為：U1,U2,U4,U5, （smallnuclearribonuclearproteins,Pre-mRNA的剪接過Step1：內(nèi)含子內(nèi)分枝點的腺苷酸的2’羥基進攻5’剪接位點的磷酸二酯鍵，將5’外顯子的羥基替換下來，Pre-mRNA的剪接過Step2：5’外顯子的3’羥基進攻3’剪接位點的磷酸剪接信號（splicing高等真核生5’-AG/GUAAGU—YNCURAC—YnNAG/G-酵母5’-AG/GUAUGU—UACUAAC—YAG/G(UU)-剪接復(fù)合體循反式剪接（trans-不同RNA的外顯子之

錐蟲、線蟲常核酶具有催化活性的RNA包括ⅠⅡRNaseP（大腸桿菌tRNA前體端核苷酸的切除三種剪接類型的比Verycommon;mosteukaryoticgenesTwosequentialreactions;branchsiteAGroupIIRare;someeukaryoticgenesfromorganellesandprokaryotesTwosequentialreactions;branchsiteARNAenzymeencodedbyGroupIRare;nuclearrRNAinsomeeukaryotes,organellegenes,andafewprokaryoticgenesexogenousGRNAenzymeencodedby3、可變剪接（alternative 可變剪接的模

外顯子遺外顯子延內(nèi)含子保選擇不同外顯不同不同啟動不同七、RNA加工(RNAmRNA加帽、加RNA編rRNA加tRNA加加帽 Cap加帽 Cap&RNA三磷酸酯鳥苷酸轉(zhuǎn)腺苷甲硫甲基轉(zhuǎn)移聚腺苷酸化pre-mRNA3’長度：~200-250poly(A)polymerase把AMP殘基逐聚腺苷酸化Mechanismof聚腺苷酸化Polyadenylationpoly(A)位點上游約20nt處的poly(A)位點富GU區(qū)及富U3.帽子結(jié)構(gòu)與poly(A)的功 ProtectmRNAsfromEnhancetranslatabilityofTransportofmRNAsoutofEfficiencyofsplicing4.4.RNAEditing(RNA編輯些轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA與其編碼DNA細胞色素氧化酶II（cytochromeoxidaseII,錐蟲RNAUGuide

哺乳動物RNA脫氨基化 .轉(zhuǎn)錄 ForTranslationalpoly(A)urnver細胞質(zhì)中，poly(A)因RNase的作用不斷變短， 發(fā)生，聚腺苷酸化信號為AAUAAA和上游7nt的（cytoplasmicpolyadenylationelement,DestabilizationofDestabilizationofTfR順烏頭酸脫輔基蛋鐵離子應(yīng)答元件TfR:轉(zhuǎn)鐵蛋白Post-transcriptionalGeneDiscoveryDiscoveryofRNANature(1998)391:806-Double-stranded

A,CK-,uninjected;B,Ck+,senseRNA;C,AntisenseRNA;D,dsRNAC.

Conclusion:dsRNAreducedmex-3betterthanantisense

合成的小RNAs是否可起作用21nt22nt3’21-ntsiRNAduplexesspecificallysuppressexpressionofendogenousgenesinmammaliancelllines.Nature.2001May24;411:494-

GreatSignificanceSmallinterferingRNA(siRNA)isaneasiertooltosilenceagenewithouttheneedtochangeitssequence,thuswillbeapowerfulweaponintherapyhumandisease.AnotherAnotherfamilysmallFeaturesFeaturesofthelin-4/let-7classMatureRNAof~22ntinLocationinintergenicorintronicHighlyconservedbetweencloserelatedProcessedfromastem-loopprecursortranscriptof~65nt.ScienceVol294,853-864,

microRNAsshareasimilarmechanismwithNat.Rev.Genet.5(7):522-Ⅵ.Ⅵ.翻譯1、信使反子(polycistronicmRNA)2、轉(zhuǎn)移 氨基識 2、轉(zhuǎn)移二級結(jié)構(gòu)與三級tRNA如何攜帶氨基酸t(yī)RNA負載(tRNAtRNA3’CCA尾巴的腺苷酸上,形成氨酰-tRNA(aminoacyl-tRNA).tRNA負載（tRNAstep1：氨基酸ATP→氨酰-AMP+tRNA負載（tRNAstep2：氨酰-AMPtRNA→氨酰-tRNA氨酰tRNA合成酶對tRNA的識第二遺tRNA上的某些結(jié)構(gòu)特征能使它遺傳。“第二遺 ”的位 核原糖核體生組物核原糖核體生組物分與的真比核較物>80>80,liriology>50>50核糖體超過三分之二的質(zhì)量來23SrRNAMW≈核糖體的功能結(jié)構(gòu)大亞基：肽基轉(zhuǎn)移酶活性中小亞基 中核糖體的功能結(jié)構(gòu)Asite:aminoacylated-tRNAP-site:peptidyl-tRNAE-site:unchargedtRNAEPEPA4、翻譯的過核糖體循MolecularBiologyof e,6E,Fig14-

翻譯的起核糖體結(jié)合到mRNA負載tRNA進入核糖體P位核糖體精確定位到起 原核生物翻譯的起核糖體小亞基結(jié)合依靠16S與mRNA5’端SD序列的配原核生物翻譯的起f第一個氨基酸是N-fMet(N-甲酰甲tRNAMetf原核生物翻譯的起Step1：IF1使核糖體大小亞基分離Step2：IF3結(jié)合在小亞基上使之不能與大亞基結(jié)合原核生物翻譯的起Step3：IF2結(jié)合GTP后與IF1一起結(jié)合到小亞基Step4：fMet-tRNAf