第三章轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄調(diào)控8/14/2025轉(zhuǎn)錄單位:一個(gè)轉(zhuǎn)錄區(qū)段可視為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位,包括若干個(gè)結(jié)構(gòu)基因及其上游得調(diào)控序列。+1轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)編碼區(qū)(開(kāi)放閱讀框)轉(zhuǎn)錄終點(diǎn)啟動(dòng)子終止子轉(zhuǎn)錄單位轉(zhuǎn)錄單位8/14/2025不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄

(asymmetrictranscription)*在DNA分子雙鏈上某一區(qū)段,一股鏈可轉(zhuǎn)錄,另一股鏈不轉(zhuǎn)錄;*模板鏈并非永遠(yuǎn)在同一單鏈上。8/14/20258/14/20258/14/20258/14/2025模板鏈(templatestrand)有意義鏈或Watson鏈:DNA雙鏈中,能按堿基配對(duì)規(guī)律指引轉(zhuǎn)錄,生成RNA得一股單鏈。編碼鏈(codingstrand)反義鏈或Crick鏈:DNA雙鏈中堿基序列與RNA一致得一股鏈。結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向模板鏈模板鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈相關(guān)概念

8/14/2025轉(zhuǎn)錄得忠實(shí)性就是指一個(gè)特定基因得轉(zhuǎn)錄具有固定得起點(diǎn)和固定得終點(diǎn),而且被轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生得剪基序列,嚴(yán)格遵守堿基互補(bǔ)原則。然而,轉(zhuǎn)錄出錯(cuò)率高于復(fù)制出錯(cuò)率原因:RNA聚合酶沒(méi)有校讀功能高度得忠實(shí)性(highfidelity)8/14/2025正常得轉(zhuǎn)錄一旦發(fā)生,就不會(huì)中途停止,轉(zhuǎn)錄終止前RNA聚合酶不從模板鏈解離下來(lái)一旦RNA聚合酶從模板鏈解離,則解離下來(lái)得酶不可能與解離點(diǎn)重新結(jié)合高度得進(jìn)行性(highlyprogressive)大家有疑問(wèn)的，可以詢(xún)問(wèn)和交流可以互相討論下，但要小聲點(diǎn)8/14/2025第二節(jié)原核生物轉(zhuǎn)錄8/14/2025核心酶

coreenzyme全酶

holoenzyme

一、原核生物轉(zhuǎn)錄相關(guān)結(jié)構(gòu)和酶(一)原核生物得RNA聚合酶σ亞基結(jié)合位點(diǎn):-35序列β‘亞基結(jié)合位點(diǎn):-10序列a36512決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄b150618催化功能b￠155613結(jié)合DNA模板ω11000功能尚不清楚亞基分子量功能s70263辨認(rèn)起始點(diǎn)8/14/202514

因子:又稱(chēng)釋放因子,六聚體蛋白,可以水解NTP,其解旋酶促使新生RNA鏈從三元轉(zhuǎn)錄復(fù)合物中解離出來(lái),從而終止轉(zhuǎn)錄。(二)ρ因子1969年Roberts研究發(fā)現(xiàn)得控制轉(zhuǎn)錄終止得蛋白質(zhì)。8/14/2025(三)啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)啟動(dòng)子就是基因表達(dá)不可缺少得重要調(diào)控序列。沒(méi)有啟動(dòng)子,基因就不能轉(zhuǎn)錄。原核生物啟動(dòng)子就是由兩段彼此分開(kāi)且又高度保守得核苷酸序列組成,對(duì)mRNA得合成極為重要。

8/14/2025開(kāi)始轉(zhuǎn)錄TTGACAAACTGT-35區(qū)(Pribnowbox)TATAATPuATATTAPy-10區(qū)1-30-5010-10-40-205

3

3

5

原核生物啟動(dòng)子保守序列RNA-pol辨認(rèn)位點(diǎn)(recognitionsite)5

5

RNA聚合酶保護(hù)區(qū)結(jié)構(gòu)基因3

3

8/14/2025

1、轉(zhuǎn)錄開(kāi)始得位置超過(guò)90%得轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)為嘌呤核苷酸,在轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)有一保守序列:MCATMM,A就是轉(zhuǎn)錄始點(diǎn)。轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)M:A或C或G8/14/20252、—10序列,位于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游—10bp左右,有一個(gè)6個(gè)堿基組成得保守序列TATAAT,就是RNA聚合酶結(jié)合得部位,又稱(chēng)為T(mén)ATA盒或Pribnow盒。特點(diǎn):不同得啟動(dòng)子,其位置略有不同不同得啟動(dòng)子,每個(gè)堿基出現(xiàn)得頻率不同。

—10序列8/14/20253、—35序列:位于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游35bp處,故稱(chēng)—35序列,有一個(gè)6個(gè)堿基組成得保守序列TTGACA、不同啟動(dòng)子得—35序列得每個(gè)堿基出現(xiàn)得頻率不同?！?5序列就是RNA聚合酶初始結(jié)合得部位—35序列得核苷酸結(jié)構(gòu)決定了啟動(dòng)子得強(qiáng)度—35序列8/14/2025-35序列和-10序列之間得間隔區(qū)堿基序列對(duì)轉(zhuǎn)錄起始并不重要。

-35序列和-10序列之間得間隔區(qū)長(zhǎng)度對(duì)轉(zhuǎn)錄很重要。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:-35序列和-10序列之間得間隔區(qū)長(zhǎng)度為17bp時(shí)轉(zhuǎn)錄效率最高。大多數(shù)啟動(dòng)子為16~18bp4、作用部位間隔區(qū)8/14/2025一、原核生物轉(zhuǎn)錄得起始轉(zhuǎn)錄起始需解決兩個(gè)問(wèn)題:RNA聚合酶必須準(zhǔn)確地結(jié)合在轉(zhuǎn)錄模板得起始區(qū)域。2、DNA雙鏈解開(kāi),使其中得一條鏈作為轉(zhuǎn)錄得模板。8/14/2025

辨認(rèn)起始位點(diǎn):

亞基辨認(rèn)啟動(dòng)子得-35區(qū),RNA聚合酶全酶(2)與模板疏松結(jié)合。酶滑行到-10區(qū),通過(guò)亞基與模板牢固結(jié)合。形成閉合轉(zhuǎn)錄復(fù)合物(二元復(fù)合物)轉(zhuǎn)錄起始過(guò)程:8/14/20252、DNA局部解鏈RNA聚合酶擠入DNA雙鏈中,解鏈長(zhǎng)度約12~17個(gè)核苷酸,拓?fù)洚悩?gòu)酶參與。

形成開(kāi)放轉(zhuǎn)錄復(fù)合物(二元復(fù)合物)轉(zhuǎn)錄起始過(guò)程:8/14/20253、在RNA聚合酶作用下發(fā)生第一次聚合反應(yīng),形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物。RNApol(

2

)-DNA-5'pppGpN-OH3

轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物(三元復(fù)合物):RNA聚合酶-DNA模板-四磷酸二核苷酸5

-pppG-OH+NTP

5

-pppGpN-OH3

+ppi轉(zhuǎn)錄起始過(guò)程:8/14/2025●原核生物轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物σ因子與核心酶形成全酶,σ因子發(fā)現(xiàn)起始位點(diǎn),全酶與-35序列結(jié)合,酶分子向-10序列轉(zhuǎn)移并牢固結(jié)合。形成閉合轉(zhuǎn)錄復(fù)合物-10序列及起始位點(diǎn)處發(fā)生局部解鏈,形成開(kāi)放轉(zhuǎn)錄復(fù)合物在β亞基得催化下,形成RNA得第一個(gè)磷酸二酯鍵,由DNA模板、RNA聚合酶、新生RNA鏈組成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物(三元復(fù)合物)。σ因子從全酶上解離,核心酶與DNA得親和力下降,三元復(fù)合物在DNA鏈上移動(dòng),繼續(xù)合成RNA、8/14/2025二、轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)1、

亞基脫落,RNA–pol聚合酶核心酶變構(gòu),與模板結(jié)合松弛,沿著DNA模板前移;

2、在核心酶作用下,NTP不斷聚合,RNA鏈不斷延長(zhǎng)。(NMP)n+NTP

(NMP)n+1

+PPi3、轉(zhuǎn)錄空泡得形成:8/14/2025轉(zhuǎn)錄空泡(transcriptionbubble):

DNA解開(kāi)得兩條單鏈與RNA聚合酶及其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA構(gòu)成得轉(zhuǎn)錄復(fù)合物。RNA-pol:40-60bp;解鏈:小于20bp;RNA/DNA:8-9bp。8/14/2025DNA/DNA雙鏈比DNA/RNA雜化雙鏈穩(wěn)定

穩(wěn)定性:G≡C>A=T>A=U穩(wěn)定性存在差異8/14/2025原核生物轉(zhuǎn)錄過(guò)程中得現(xiàn)象DNA核糖體RNARNA聚合酶8/14/2025依賴(lài)Rho(ρ)因子得轉(zhuǎn)錄終止非依賴(lài)Rho因子得轉(zhuǎn)錄終止三、轉(zhuǎn)錄終止RNA聚合酶在DNA模板上停止前進(jìn),轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA鏈從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物上脫落。

機(jī)制8/14/2025311、依賴(lài)

因子得終止

因子:又稱(chēng)釋放因子,六聚體蛋白,可以水解NTP,其解旋酶促使新生RNA鏈從三元轉(zhuǎn)錄復(fù)合物中解離出來(lái),從而終止轉(zhuǎn)錄。8/14/2025

因子得終止得作用機(jī)制8/14/2025338/14/2025342、不依賴(lài)

因子得終止終止子富含GC反向序列出現(xiàn)轉(zhuǎn)錄延宕;RNA聚合酶就是由一個(gè)掛在DNA上滑行得環(huán)帶動(dòng)著前進(jìn)得,而這個(gè)環(huán)恰好可以容下DNA單連,不能通過(guò)比較粗得莖環(huán)結(jié)構(gòu)

終止子poly(U)與模板鏈得poly(A)相互作用力較弱,新生得RNA鏈很容易從模板鏈上解離下來(lái)8/14/202535發(fā)夾式結(jié)構(gòu)和寡聚U得共同作用使RNA從三元復(fù)合物中解離出來(lái)。8/14/202536

終止效率與二重對(duì)稱(chēng)序列(至少6bp)和寡聚U(至少4個(gè)U)得長(zhǎng)短有關(guān),長(zhǎng)度↑,終止效率↑。

8/14/20258/14/20252、不依賴(lài)

因子得終止8/14/20258/14/2025不依賴(lài)

因子得終止機(jī)制8/14/2025第三節(jié)真核生物轉(zhuǎn)錄8/14/2025一、真核生物轉(zhuǎn)錄酶及相關(guān)因子(一)真核生物得RNA聚合酶種類(lèi)

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

對(duì)鵝膏蕈(xun)堿得反應(yīng)45S-rRNAhnRNA某些snRNA5S-rRNAtRNA、snRNA耐受極敏感中度敏感轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物8/14/2025DTATAABDNATATAFE(二)轉(zhuǎn)錄因子(TF)RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄因子(TF):能與順式作用原件識(shí)別、結(jié)合,調(diào)節(jié)真核基因轉(zhuǎn)錄得蛋白質(zhì),稱(chēng)為轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子,簡(jiǎn)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄因子,也稱(chēng)反式作用因子。8/14/20258/14/2025

基本轉(zhuǎn)錄因子:就是RNA聚合酶結(jié)合啟動(dòng)子所必需得一組蛋白質(zhì)因子,決定三種RNA(mRNA、tRNA、rRNA)轉(zhuǎn)錄得類(lèi)別。

有人將其視為RNA聚合酶得組成成分或亞基。特異轉(zhuǎn)錄因子:為個(gè)別基因轉(zhuǎn)錄所必需,決定該基因得時(shí)間、空間特異性表達(dá)。此類(lèi)特異因子中起轉(zhuǎn)錄激活作用得稱(chēng)轉(zhuǎn)錄激活因子,起轉(zhuǎn)錄抑制作用得稱(chēng)轉(zhuǎn)錄抑制因子。(二)轉(zhuǎn)錄因子(TF)8/14/2025(二)轉(zhuǎn)錄因子(TF)8/14/20258/14/2025AATAAA切離加尾轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)修飾點(diǎn)轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)-25bpTATA盒CAAT盒GC盒增強(qiáng)子外顯子翻譯起始點(diǎn)內(nèi)含子OCT-1OCT-1：ATTTGCAT八聚體順式作用元件8/14/2025-110區(qū)8/14/2025(三)順式作用元件8/14/2025三、真核生物得轉(zhuǎn)錄起始(一)轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始上游區(qū)段比原核生物多樣化,轉(zhuǎn)錄起始時(shí),RNA-pol不直接結(jié)合模板得啟動(dòng)子,其起始過(guò)程比原核生物復(fù)雜,8/14/20258/14/2025

轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物(pre-initiationplex,PIC)

真核生物RNA-pol不與DNA分子直接結(jié)合,而需依靠眾多得轉(zhuǎn)錄因子。

拼版理論:一個(gè)真核生物基因得轉(zhuǎn)錄需要3-5個(gè)不同得轉(zhuǎn)錄因子,她們之間相互作用與結(jié)合,形成專(zhuān)一性得活性復(fù)合物,再與RNA聚合酶搭配而特異性地結(jié)合并轉(zhuǎn)錄相應(yīng)得基因。8/14/2025(二)轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)RNA-pol前移,核小體移位和解聚現(xiàn)象。與原核生物大致相似,沒(méi)有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步得現(xiàn)象。8/14/2025RNA-PolRNA-PolRNA-Pol核小體轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)中的核小體移位轉(zhuǎn)錄方向8/14/2025(三)轉(zhuǎn)錄終止

——和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)。轉(zhuǎn)錄終止修飾點(diǎn):

DNA讀碼框架下游得一組AATAAA和GT共同序列,參與轉(zhuǎn)錄終止過(guò)程,這些序列稱(chēng)之為轉(zhuǎn)錄終止修飾點(diǎn)。8/14/2025-GUGUGUGAATAAAGTGTGTG轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)5’5’3’3’RNA-pol5’------AAUAAA-5’------AAUAAA--Poly(A)mRNA核酸酶3加尾8/14/2025一、

mRNA得轉(zhuǎn)錄后加工(一)首、尾得修飾1、5

端形成帽子結(jié)構(gòu)

5

m7GpppGp—

(

NTP)n8/14/2025帽子結(jié)構(gòu):(m7GpppGp—)7-甲基鳥(niǎo)嘌呤-三磷酸鳥(niǎo)苷8/14/2025

此外還可以形成帽子1,帽子2等第一第二位得核苷酸得2’-O位上被甲基化形成帽子1,帽子2,8/14/2025核內(nèi)生成,保護(hù)mRNA不被核酸外切酶水解。與翻譯過(guò)程有關(guān),帽子結(jié)構(gòu)結(jié)合蛋白就是翻譯起始必需得因子。促進(jìn)某些RNA得合成。帽子結(jié)構(gòu)得功能:8/14/20258/14/20258/14/20258/14/20258/14/20258/14/20252、斷裂基因、外顯子和內(nèi)含子真核生物得結(jié)構(gòu)基因,由若干個(gè)編碼區(qū)和非編碼區(qū)互相間隔開(kāi)但又連續(xù)鑲嵌而成。斷裂基因(splitegene)

CABD編碼區(qū)A、B、C、D非編碼區(qū)8/14/20258/14/20258/14/2025RNA編輯得生物學(xué)意義:擴(kuò)充遺傳信息產(chǎn)生多種表達(dá)產(chǎn)物,產(chǎn)生多種生物學(xué)效應(yīng),產(chǎn)生功能用途得分化。DNA上得基因數(shù)要比表達(dá)得蛋白質(zhì)種類(lèi)少。估計(jì)10萬(wàn)個(gè)基因,實(shí)際3萬(wàn)個(gè)基因。8/14/20258/14/2025雞卵清蛋白基因hnRNA首、尾修飾hnRNA剪接成熟得mRNA雞卵清蛋白基因及其轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后修飾8/14/2025二、tRNA得轉(zhuǎn)錄后加工剪切

(a)8/14/2025剪接(b)(c)添加堿基修飾(d)8/14/2025堿基修飾得方式:（2）還原反應(yīng)

如：UDHU（3）核苷內(nèi)的轉(zhuǎn)位反應(yīng)如：Uψ（4）脫氨反應(yīng)如：A

Im如：AA（1）甲基化（1）（1）（3）（2）（4）8/14/2025三、rRNA得轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄45S-RNA剪接18S-RNA5.8S,28SRNArDNA28S5.8S18S8/14/2025ReversetranscriptionReplication復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄中心法則8/14/2025基因表達(dá)(geneexpression)基因所貯存得遺傳信息通過(guò)轉(zhuǎn)錄及翻譯產(chǎn)生具有生物功能得多肽和蛋白質(zhì)或RNA得過(guò)程、表達(dá)產(chǎn)物:蛋白質(zhì)或肽RNA8/14/2025轉(zhuǎn)錄起始就是基因表達(dá)調(diào)控得基本控制點(diǎn)基因激活轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄后加工mRNA降解蛋白質(zhì)降解等蛋白質(zhì)翻譯翻譯后加工修飾轉(zhuǎn)錄水平得基因表達(dá)調(diào)控最重要8/14/2025基因表達(dá)調(diào)控得生物學(xué)意義適應(yīng)環(huán)境、維持生長(zhǎng)和增殖維持個(gè)體發(fā)育與分化8/14/2025

原核生物得轉(zhuǎn)錄調(diào)控8/14/2025(一)原核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控得特點(diǎn)1、σ因子得特異性識(shí)別:在轉(zhuǎn)錄得起始階段,σ亞基識(shí)別特異啟動(dòng)序列,不同得σ因子決定特異基因得轉(zhuǎn)錄激活,決定mRNA、tRNA、rRNA基因得轉(zhuǎn)錄。核心酶(coreenzyme)全酶(holoenzyme)

8/14/20258/14/2025枯草桿菌孢子形成過(guò)程中σ亞基得替換。主要就是σ55、σ37、σ29三種亞基得更迭。含σ55得RNA聚合酶只能識(shí)別營(yíng)養(yǎng)基因得啟動(dòng)子,含σ37得RNA聚合酶只能識(shí)別早期孢子形成基因得啟動(dòng)子,含σ29得RNA聚合酶則只能負(fù)責(zé)中、晚期孢子形成基因得轉(zhuǎn)錄、8/14/2025蛋白質(zhì)因子特異DNA序列編碼序列啟動(dòng)序列操縱序列其他調(diào)節(jié)序列(promoter)(operator)2、操縱子學(xué)說(shuō)得普遍性操縱子(operon):就是原核生物在分子水平上基因表達(dá)調(diào)控得單位,由調(diào)節(jié)基因、啟動(dòng)子、操縱基因和結(jié)構(gòu)基因等序列組成。8/14/2025負(fù)調(diào)控:阻遏蛋白與操作基因結(jié)合,抑制結(jié)構(gòu)基因得表達(dá)。正調(diào)控:阻遏蛋白與操縱基因脫離后,激活蛋白與啟動(dòng)子結(jié)合以及和RNA集合酶相互作用,幫助結(jié)構(gòu)基因得轉(zhuǎn)錄起始。原核細(xì)胞得基因調(diào)節(jié)中負(fù)性調(diào)節(jié)占主導(dǎo)作用。3、負(fù)性調(diào)節(jié)占主導(dǎo)

8/14/2025操縱序列——阻遏蛋白(repressor)得結(jié)合位點(diǎn)當(dāng)操縱序列結(jié)合有阻遏蛋白時(shí),會(huì)阻礙RNA聚合酶與啟動(dòng)序列得結(jié)合,或就是RNA聚合酶不能沿DNA向前移動(dòng),阻礙轉(zhuǎn)錄。啟動(dòng)序列編碼序列操縱序列pol阻遏蛋白8/14/2025一、乳糖操縱子lacopron乳糖操縱子(lacoperon)得結(jié)構(gòu)調(diào)控區(qū)CAP結(jié)合位點(diǎn)啟動(dòng)序列操縱序列結(jié)構(gòu)基因Z：β-半乳糖苷酶Y：透酶A：乙?；D(zhuǎn)移酶ZYAOPDNA8/14/2025mRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpol沒(méi)有乳糖存在時(shí)阻遏蛋白得負(fù)性調(diào)節(jié)阻遏基因8/14/2025mRNA阻遏蛋白有乳糖存在時(shí)IDNAZYAOPpol啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄mRNA乳糖半乳糖β-半乳糖苷酶8/14/2025++++轉(zhuǎn)錄無(wú)葡萄糖,cAMP濃度高時(shí)有葡萄糖,cAMP濃度低時(shí)CAP得正性調(diào)節(jié)ZYAOPDNACAPCAPCAPCAPCAPCAP8/14/2025協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)※當(dāng)阻遏蛋白封閉轉(zhuǎn)錄時(shí),CAP對(duì)該系統(tǒng)不能發(fā)揮作用;※如無(wú)CAP存在,即使沒(méi)有阻遏蛋白與操縱序列結(jié)合,操縱子仍無(wú)轉(zhuǎn)錄活性。單純?nèi)樘谴嬖跁r(shí),細(xì)菌利用乳糖作碳源;若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在時(shí),細(xì)菌首先利用葡萄糖。8/14/2025mRNA低半乳糖時(shí)高半乳糖時(shí)葡萄糖低cAMP濃度高葡萄糖高cAMP濃度低RNA-polOOOO8/14/2025TrpTrp高時(shí)Trp低時(shí)mRNAEDCBAOPtrpR調(diào)節(jié)區(qū)結(jié)構(gòu)基因

RNA聚合酶

RNA聚合酶?色氨酸操縱子二、色氨酸操縱子trpoperon8/14/2025UUUU……UUUU……調(diào)節(jié)區(qū)結(jié)構(gòu)基因trpROP前導(dǎo)序列衰減子區(qū)域UUUU……前導(dǎo)mRNA1234衰減子結(jié)構(gòu)第10、11密碼子為trp密碼子終止密碼子14aa前導(dǎo)肽編碼區(qū):

包含序列1形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)能力強(qiáng)弱:序列1/2>序列2/3>序列3/4

trp密碼子UUUU……8/14/2025UUUU……34UUUU3’34核糖體前導(dǎo)肽前導(dǎo)mRNA1、當(dāng)色氨酸濃度高時(shí)轉(zhuǎn)錄衰減機(jī)制125’

trp密碼子衰減子結(jié)構(gòu)就就是終止子可使轉(zhuǎn)錄前導(dǎo)DNAUUUU3’

RNA聚合酶終止8/14/2025UUUU……342423UUUU……核糖體前導(dǎo)肽前導(dǎo)mRNA15’

trp密碼子結(jié)構(gòu)基因前導(dǎo)DNA

RNA聚合酶2、當(dāng)色氨酸濃度低時(shí)Trp合成酶系相關(guān)結(jié)構(gòu)基因被轉(zhuǎn)錄序列3、4不能形成衰減子結(jié)構(gòu)8/14/2025

真核生物得轉(zhuǎn)錄調(diào)控8/14/2025一、真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控得特點(diǎn)1、有多種RNA聚合酶種類(lèi)

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

對(duì)鵝膏蕈堿得反應(yīng)45S-rRNAhnRNA某些snRNA5S-rRNAtRNA、snRNA耐受極敏感中度敏感轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物8/14/20252、轉(zhuǎn)錄激活狀態(tài)得染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化對(duì)核酸酶敏感

DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變

DNA堿基得甲基化修飾發(fā)生變化組蛋白變化8/14/2025chromatin狀況與基因表達(dá)相關(guān)證據(jù)1；轉(zhuǎn)錄活化區(qū)/非轉(zhuǎn)錄活化區(qū)chromatin的結(jié)構(gòu)差異

DnaseSintranscriptionalactivatedregionNucleosomestructureincompleteNohiston1inlinkerDNAEuchromatingeneonHeterochromatingeneoff8/14/2025從DNA到蛋白質(zhì)得可能得調(diào)控步驟真核基因表達(dá)得多級(jí)控制3、正性調(diào)節(jié)占主導(dǎo)8/14/2025主要調(diào)控水平:－轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控(transcriptionalcontrol)－轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控(post-transcriptionalcontrol)

RNA加工水平調(diào)控(RNAprocessingcontrol)翻譯水平調(diào)控(translationalcontrol)－蛋白質(zhì)得翻譯后修飾(post-translationalmodification)8/14/2025二、真核生物轉(zhuǎn)錄前調(diào)控1、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)轉(zhuǎn)錄得影響真核基因得活躍轉(zhuǎn)錄就是在常染色質(zhì)上進(jìn)行得。轉(zhuǎn)錄發(fā)生之前,染色質(zhì)常常會(huì)在特定得區(qū)域被解旋松弛,形成自由DNA。這種變化包括核小體結(jié)構(gòu)得消除或改變,DNA本身局部結(jié)構(gòu)得變化,從右旋型變?yōu)樽笮?Z-DNA)等,這些變化可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)基因暴露,促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子與啟動(dòng)區(qū)DNA得結(jié)合,誘發(fā)基因轉(zhuǎn)錄?；钴S表達(dá)基因所在染色質(zhì)上一般含有一個(gè)或數(shù)個(gè)DNA酶I超敏感位點(diǎn)(hypersensitivesite)她們大多位于基因得5′端啟動(dòng)區(qū),少數(shù)在其她位置。8/14/2025證據(jù)體外重建chromatin改變轉(zhuǎn)錄效率轉(zhuǎn)錄速度＞＞轉(zhuǎn)錄速度pletenucleosome轉(zhuǎn)錄速度＞addH1NakedDNA+H2A,H2B,H3,H48/14/20252、DNA得修飾DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化天然雙鏈DNA均以負(fù)性超螺旋構(gòu)象存在;基因活化后RNA-pol正超螺旋負(fù)超螺旋轉(zhuǎn)錄方向8/14/2025m5C就是真核生物DNA中得主要修飾成分多發(fā)生在CpG序列中不同細(xì)胞間m5C相差甚大胚胎細(xì)胞與特化體細(xì)胞相差106DNA堿基修飾變化真核DNA約有5%的胞嘧啶被甲基化，甲基化范圍與基因表達(dá)程度呈反比。8/14/20253.組蛋白的修飾1.組蛋白的乙酰化HistonacetylatedgeneonH3,H4(Lys5,Lys8)高度乙?；痝yrase—like80%H3,H4乙?；∷徕c（去乙酰化酶抑制劑）Helacell組蛋白脫離DNA核小體解體基因表達(dá)基因高效表達(dá)DNANeg.supperhelix8/14/2025凡被Trans-factor結(jié)合得區(qū)域均能阻止nucleosome形成H2A,H2B,H3,H4modifiedbyacetylationphosphorylation降低組蛋白的正電荷組蛋白解聚ν-body松弛2、組蛋白得磷酸化8/14/2025順式作用元件:通常只在原位影響與其處于同一個(gè)DNA分子上得、物理上緊密相連得基因表達(dá)得DNA序列。通常不編碼蛋白,多位于基因旁側(cè)或內(nèi)含子中。如啟動(dòng)子、終止子、增強(qiáng)子、操縱基因(一)順式作用元件四、真核生物轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控8/14/2025順式/反式得調(diào)節(jié)方式8/14/2025

TATA盒

CAAT盒

GC盒增強(qiáng)子順式作用元件結(jié)構(gòu)基因-GCGC---CAAT---TATA轉(zhuǎn)錄起始真核生物啟動(dòng)子保守序列8/14/20251、啟動(dòng)子真核基因啟動(dòng)子就是RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)周?chē)靡唤M轉(zhuǎn)錄控制組件,至少包括一個(gè)轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)以及一個(gè)以上得功能組件。TATA盒GC盒CAAT盒8/14/20252.增強(qiáng)子(enhancer)指遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)、決定基因的時(shí)間、空間特異性、增強(qiáng)啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄活性的DNA序列。①增強(qiáng)子增強(qiáng)基因轉(zhuǎn)錄得效應(yīng)十分明顯,一般能使基因轉(zhuǎn)錄效率增加K)?200倍,有得可以增加上千倍;②增強(qiáng)子發(fā)揮作用得方式通常與其方向,或與其所在部位與轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)得距離無(wú)關(guān);③增強(qiáng)子大多數(shù)為重復(fù)序列,跨度一般為100~200bp,但其基本得核心組件常由8~12bp組成,有完整得或部分得回文結(jié)構(gòu);8/14/2025④增強(qiáng)子增強(qiáng)基因轉(zhuǎn)錄得效應(yīng)有嚴(yán)格得組織細(xì)胞特異性;⑤增強(qiáng)子沒(méi)有基因?qū)Ｒ恍?可以在不同基因得轉(zhuǎn)錄中發(fā)揮作用;⑥增強(qiáng)子得活性與其在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中得空間方向性有關(guān);⑦許多增強(qiáng)子就是否發(fā)揮作用受外部信號(hào)驅(qū)使,這時(shí)得增強(qiáng)子又被稱(chēng)為反應(yīng)元件,如cAMP反應(yīng)元件、激素反應(yīng)元件、金屬反應(yīng)元件和血清反應(yīng)元件等。 8/14/20253.沉默子(silencer)某些基因的負(fù)性調(diào)節(jié)元件，當(dāng)其結(jié)合特異蛋白因子時(shí)，對(duì)基因轉(zhuǎn)錄起阻遏作用。8/14/2025(二)反式作用因子轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子分類(lèi)(按功能特性)*基本轉(zhuǎn)錄因子(generaltranscriptionfactors)就是RNA聚合酶結(jié)合啟動(dòng)子所必需得一組蛋白因子,決定三種RNA(mRNA、tRNA及rRNA)轉(zhuǎn)錄得類(lèi)別。8/14/2025*特異轉(zhuǎn)錄因子(specialtranscriptionfactors)為個(gè)別基因轉(zhuǎn)錄所必需,決定該基因得時(shí)間、空間特異性表達(dá)。轉(zhuǎn)錄激活因子轉(zhuǎn)錄抑制因子8/14/2025基因表達(dá)具有時(shí)空特異性

按功能需要,某一特定基因得表達(dá)嚴(yán)格按特定得時(shí)間順序發(fā)生,稱(chēng)之為基因表達(dá)得時(shí)間特異性(temporalspecificity)。多細(xì)胞生物基因表達(dá)表現(xiàn)為與生長(zhǎng)、