1、原核生物啟動(dòng)子基本結(jié)構(gòu)二、啟動(dòng)子（promoter）Pribnowbox-35區(qū)-10區(qū)+1，起始點(diǎn)上游|約17bp|第1頁第1頁原核生物啟動(dòng)子第2頁第2頁2、真核生物啟動(dòng)子基本結(jié)構(gòu)真核生物啟動(dòng)子有其特殊性，真核生物有各種RNA聚合酶，每一個(gè)都有自己?jiǎn)?dòng)子類型。以RNA聚合酶Ⅱ啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)為例，人們比較了上百個(gè)真核生物RNA聚合酶Ⅱ啟動(dòng)子核苷酸序列結(jié)構(gòu)，發(fā)覺在-25區(qū)有TATA框，又稱為Hogness框或Goldberg-Hogness框。其一致序列為T28A97A93A85A63T37A83A50T37，基本上都由A，T堿基所構(gòu)成，又叫TATA框。HognessboxTATAbox

-75區(qū)-25區(qū)+1，起始點(diǎn)上游CAATbox第3頁第3頁TATA框決定了轉(zhuǎn)錄起始部位，即RNA聚合酶要和它結(jié)合才干夠開始轉(zhuǎn)錄。CAAT框則決定了轉(zhuǎn)錄起始頻率。由于真核生物突變體誘導(dǎo)和鑒定非常困難，因此，真核生物啟動(dòng)子研究遠(yuǎn)比原核生物困難。除啟動(dòng)子外，真核生物轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游處尚有一個(gè)稱為增強(qiáng)子序列，它能極大地增強(qiáng)啟動(dòng)子活性，它位置往往不固定，可存在于啟動(dòng)子上游或下游。第4頁第4頁在原核生物中，當(dāng)RNA聚合酶亞基發(fā)覺其辨認(rèn)位點(diǎn)（-35區(qū)）時(shí)，全酶就與啟動(dòng)子-35區(qū)序列結(jié)合形成一個(gè)封閉（指DNA為雙鏈狀態(tài)）啟動(dòng)子復(fù)合物。由于全酶分子較大（大約能夠覆蓋70bp長(zhǎng)度），其另一端可到達(dá)-10區(qū)。這時(shí)，整個(gè)酶分子向-10序列轉(zhuǎn)移并與之牢固結(jié)合，在此處發(fā)生局部DNA解鏈（普通在12-17bp左右），形成全酶和啟動(dòng)子開放性（DNA為單鏈狀態(tài)）復(fù)合物。三、轉(zhuǎn)錄開始和延伸第5頁第5頁在復(fù)合物中起始位點(diǎn)和延長(zhǎng)位點(diǎn)被相應(yīng)核苷酸充斥，在RNA聚合酶β亞基催化下形成RNA第一個(gè)磷酸二酯鍵。RNA合成第一個(gè)核苷酸總有GTP或ATP，以GTP常見。此時(shí)因子就完畢了它這一次起始使命，從全酶解離下來，靠關(guān)鍵酶在DNA鏈上向下游滑動(dòng)，而脫落因子與另一個(gè)關(guān)鍵酶結(jié)合成全酶，能夠重復(fù)利用。第6頁第6頁第7頁第7頁第8頁第8頁

真核生物轉(zhuǎn)錄起始機(jī)制非常復(fù)雜，還不是很清楚。由于有各種轉(zhuǎn)錄酶，每一個(gè)都有它特異性。但是，能夠知道是，有許多蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄因子要參與起始和延伸。（參考p408-410）轉(zhuǎn)錄速度：30-50bp/秒，但不是恒定，會(huì)有改變。第9頁第9頁四、轉(zhuǎn)錄終止（Termination)

轉(zhuǎn)錄是在DNA模板某一位置上停止，人們比較了若干原核生物RNA轉(zhuǎn)錄終止位點(diǎn)附近DNA序列，發(fā)覺DNA模板上轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)有兩種情況:一類是不依賴于蛋白質(zhì)因子而實(shí)現(xiàn)終止作用，一類是依賴蛋白質(zhì)輔因子才干實(shí)現(xiàn)終止作用，這種蛋白質(zhì)輔因子稱為釋放因子，通常又稱ρ因子。兩類終止信號(hào)有共同序列特性，在轉(zhuǎn)錄終止之前有一段回文結(jié)構(gòu)。第10頁第10頁不依賴ρ因子終止序列中富含G·C堿基對(duì)，其下游6-8個(gè)A。依賴ρ因子終止序列中G·C堿基對(duì)含量較少，其下游序列也沒有固定特性，轉(zhuǎn)錄生成RNA可形成二級(jí)結(jié)構(gòu)即柄一嚕噗結(jié)構(gòu)，又稱發(fā)夾結(jié)構(gòu)。這樣二級(jí)結(jié)構(gòu)也許與RNA聚合酶某種特定空間結(jié)構(gòu)相嵌合，阻礙了RNA聚合酶進(jìn)一步發(fā)揮作用。除DNA模板本身終止信號(hào)外，在噬菌體中，發(fā)覺一些蛋白質(zhì)有幫助RNA聚合酶跨越終止部位作用，叫抗轉(zhuǎn)錄終止蛋白。終止序列特性：第11頁第11頁真核生物由于RNA轉(zhuǎn)錄后不久就進(jìn)行了加工，因此很難擬定原初轉(zhuǎn)錄物3’末端。病毒SV40終止位點(diǎn)通過研究發(fā)覺，很像大腸桿菌不依賴ρ因子終止子，轉(zhuǎn)錄后RNA可形成一個(gè)發(fā)夾結(jié)構(gòu)，3’末端帶有一連串U。爪蟾5sRNA3’末端有4個(gè)U，它們前后序列為富含G·C序列，這是所有真核生物RNA聚合酶Ⅲ轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)。這種序列特性高度保守，從酵母到人都很相同，任何改變這種序列特性突變都將造成轉(zhuǎn)錄終止位置改變。第12頁第12頁第13頁第13頁第14頁第14頁第15頁第15頁第二節(jié)RNA轉(zhuǎn)錄后加工與修飾

提醒：原核或真核生物rRNAs和tRNAs都是以初級(jí)轉(zhuǎn)錄本(transcript)形式被合成，然后加工成為成熟RNA分子。絕大多數(shù)原核生物mRNA卻不需加工，仍為初級(jí)轉(zhuǎn)錄本形式。真核生物產(chǎn)生mRNA要通過復(fù)雜加工才干成為成熟RNA。加工過程大體分為四種。第16頁第16頁一、mRNA轉(zhuǎn)錄后加工1、原核生物轉(zhuǎn)錄生成一條mRNA能夠包含幾個(gè)基因，有共同開啟子和共同終止信號(hào)，編碼幾個(gè)不同蛋白質(zhì)。比如乳糖操縱子上Z、Y及A基因，轉(zhuǎn)錄生成mRNA可翻譯生成三種酶，即半乳糖苷酶，透過酶和乙?；D(zhuǎn)移酶。原核生物中沒有核膜，因此轉(zhuǎn)錄與翻譯是連續(xù)進(jìn)行，往往轉(zhuǎn)錄還未完成，翻譯已經(jīng)開始了，因此原核生物中轉(zhuǎn)錄生成mRNA沒有特殊轉(zhuǎn)錄后加工修飾過程。第17頁第17頁2、真核生物真核生物轉(zhuǎn)錄一個(gè)mRNA分子，只編碼一個(gè)蛋白質(zhì)分子。真核生物mRNA加工修飾，主要包括對(duì)5’端和3’端修飾以及對(duì)中間部分進(jìn)行剪接。（1）加帽：轉(zhuǎn)錄開始后，mRNA就會(huì)通過鳥苷酸轉(zhuǎn)移酶在5`端催化產(chǎn)生5`-5`之間磷酸二酯鍵。再通過鳥嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶在G7位甲基化，這種帽子叫“0型帽子”。用符號(hào)表示：m7GpppX。在酵母當(dāng)中，這種類型帽子占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。第18頁第18頁假如在第一個(gè)核苷酸2`-O位上再發(fā)生甲基化，則形成了“2型帽子”，符號(hào)表示為：m7GpppXm。這種形式是除了單細(xì)胞真核生物以外其它大多數(shù)真核生物帽子主要形式。在一些真核生物中，還存在著第二個(gè)核苷酸（能夠是四種中任何一個(gè)）2`-O位上再發(fā)生甲基化情況，這么就產(chǎn)生了“3型帽子”。用符號(hào)表示為：m7GpppXmpYm，這種類型比較少，只有戴帽子mRNA10-15%左右。不同生物帽子結(jié)構(gòu)不同，進(jìn)化程度高，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。第19頁第19頁三種不同5`端“帽子”第20頁第20頁三種不同5`端“帽子”第21頁第21頁（2）5`帽子作用：主要包括：它是mRNA做為翻譯起始必要結(jié)構(gòu)，對(duì)核糖體對(duì)mRNA辨認(rèn)提供了信號(hào)?！?型帽子”是核糖體辨認(rèn)mRNA必需結(jié)構(gòu)。體外翻譯試驗(yàn)表明，沒有帽子mRNA，不能進(jìn)行有效翻譯。這種帽子結(jié)構(gòu)還也許增長(zhǎng)mRNA穩(wěn)定性，保護(hù)mRNA免遭5’外切核酸酶襲擊。幫助其從核內(nèi)運(yùn)送到細(xì)胞質(zhì)里。大多數(shù)RNA病毒都能夠在他們基因組和mRNA上加帽，有些自己不能加帽能夠從宿主細(xì)胞mRNA中偷帽子，叫“搶帽”（cap-snatching）。第22頁第22頁（3）多聚腺苷酸尾巴大多數(shù)（2/3）真核mRNA都有3’端多聚（A)尾巴，多聚（A)尾巴大約為200bp。多聚（A)尾巴不是由DNA編碼，而是轉(zhuǎn)錄后在核內(nèi)加上去。此反應(yīng)受poly（A）聚合酶（又叫RNA末端腺苷酸轉(zhuǎn)移酶）催化，并加上約200個(gè)A殘基。過程：轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物3`末端由一個(gè)特異酶切除一端，該酶能夠辨認(rèn)這個(gè)酶切位點(diǎn)上游13-20bp附近特殊序列AAUAAA，此序列高度保守，又叫“加尾信號(hào)”。假如U發(fā)出突變，則切除和加尾效率明顯減少。第23頁第23頁第24頁第24頁（4）polyA尾巴功效：關(guān)于polyA尾巴功效問題盡管通過極其廣泛摸索，但還不完全清楚。有些人推測(cè)polyA也許與mRNA從細(xì)胞核轉(zhuǎn)送到細(xì)胞質(zhì)相關(guān)，但是相稱數(shù)量沒有polyA尾巴mRNA如組蛋白mRNA，也照樣通過核膜進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。尚有些人認(rèn)為這種結(jié)構(gòu)對(duì)真核mRNA翻譯效率含有某種作用，并能穩(wěn)定mRNA結(jié)構(gòu)，保持一定生物半衰期。有些人也認(rèn)為和小核RNA（snRNA）相關(guān)。snRNA不是單獨(dú)起作用。第25頁第25頁二、rRNA轉(zhuǎn)錄后加工原核生物原核生物大腸桿菌有三種rRNA，即5S，16S和23S，分別有120bp，1541bp和2904bp。其中5S核苷酸中有一段保守序列，能夠和tRNATC環(huán)結(jié)合，是兩者互相辨認(rèn)位點(diǎn)。原核生物rRNA轉(zhuǎn)錄后加工，包括下列幾方面：第26頁第26頁大腸桿菌中有7種操縱子，這些操縱子中排列著rRNA和tRNA基因，其中rRNA首先合成一個(gè)30S前體；前體被大腸桿菌RNaseⅢ，RNaseE等剪切成一定鏈長(zhǎng)rRNA分子；rRNA分子在修飾酶催化下進(jìn)行堿基修飾；rRNA與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核糖體大、小亞基。第27頁第27頁真核生物真核生物rRNA前體比