1、原核生物與真核生物 轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控的差異,一、RNA聚合酶能直接啟動(dòng)RNA鏈的合成,RNA聚合酶由多個(gè)亞基組成,原核生物的RNA聚合酶,原核生物轉(zhuǎn)錄起始,核心酶,全酶,二、RNA聚合酶結(jié)合到DNA的啟動(dòng)子上起動(dòng)轉(zhuǎn)錄,轉(zhuǎn)錄是不連續(xù)、分區(qū)段進(jìn)行的。 每一轉(zhuǎn)錄區(qū)段可視為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，稱為操縱子(operon)。操縱子包括若干個(gè)結(jié)構(gòu)基因及其上游(upstream)的調(diào)控序列。調(diào)控序列中的啟動(dòng)子是RNA聚合酶全酶結(jié)合到模板DNA的部位，也是控制轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵部位。,五種E.coli啟動(dòng)序列的共有序列,RNA聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合:,受保護(hù)的DNA片段：40-60堿基對(duì)。,2. DNA雙鏈局部解開，形成開

2、放轉(zhuǎn)錄復(fù)合體(open transcription complex) ；,1. RNA聚合酶全酶(2)與模板結(jié)合，形成閉合轉(zhuǎn)錄復(fù)合體(closed transcription complex) ；,3. 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 - pppGpN- OH 3,轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物:,5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + ppi,三、轉(zhuǎn)錄起始過程：,E.coli的轉(zhuǎn)錄起始和延長(zhǎng),第一個(gè)磷酸二酯鍵生成后，亞基即從轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物上脫落，核心酶連同四磷酸二核苷酸，繼續(xù)結(jié)合于DNA模板上，酶沿DNA鏈前移，進(jìn)

3、入延長(zhǎng)階段。,一、轉(zhuǎn)錄起始需要啟動(dòng)子 、RNA聚合酶和轉(zhuǎn)錄因子的參與,真核生物的轉(zhuǎn)錄起始,1.轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段具有啟動(dòng)子核心序列,不同物種、不同細(xì)胞或不同的基因，轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游可以有不同的DNA序列，但這些序列都可統(tǒng)稱為順式作用元件(cis-acting element)。 順式作用元件包括啟動(dòng)子、啟動(dòng)子上游元件等近端調(diào)控元件和增強(qiáng)子等遠(yuǎn)隔序列。,起始點(diǎn)上游多數(shù)游共同的TATA序列，稱為TATA盒。通常認(rèn)為這就是啟動(dòng)子的核心序列。 啟動(dòng)子上游元件是位于TATA盒上游的DNA序列，多在轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)約-40-100nt的位置，比較常見的是GC盒和CAAT盒。 增強(qiáng)子是能夠結(jié)合特意基因調(diào)節(jié)蛋白，促

4、進(jìn)鄰近或遠(yuǎn)隔特定基因表達(dá)的DNA序列。,結(jié)構(gòu)基因,-GCGC-CAAT-TATA,真核生物啟動(dòng)子保守序列,2.真核生物有三種DNA依賴性RNA聚合酶,TFF,A,B,由RNA-Pol 催化轉(zhuǎn)錄的PIC,H,E,TBP,TAF,TFD-A-B-DNA復(fù)合物,TATA,A,B,TBP,TAF,TATA,H,E,PIC組裝完成，TFH使CTD磷酸化,真核生物酶的特點(diǎn),真核生物RNA聚合酶的結(jié)構(gòu)比原核生物復(fù)雜，所有真核生物的RNA聚合酶都有兩個(gè)不同的大亞基和十幾個(gè)小亞基. RNA聚合酶由十二個(gè)亞基組成，其最大 的亞基稱為RBP1 RNA聚合酶最大亞基的羧基末端由一段為Tyr-Ser-Pro-Thr-S

5、er-Pro-Ser的重復(fù)序列片段，稱為羧基末端結(jié)構(gòu)域。它對(duì)于維持細(xì)胞的活性是必須的。,3.轉(zhuǎn)錄因子,能直接、間接辨認(rèn)和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段DNA的蛋白質(zhì)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種，統(tǒng)稱為反式作用因子(trans-acting factors)。 反式作用因子中，直接或間接結(jié)合RNA聚合酶的，則稱為轉(zhuǎn)錄因子(transcriptional factors, TF)。,真核生物RNA-pol不與DNA分子直接結(jié)合，而需依靠眾多的轉(zhuǎn)錄因子，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物(pre-initiation complex, PIC) 。,當(dāng)合成一段含有6070個(gè)核苷酸的RNA時(shí)，TFE和TFH釋放，RNA聚合酶進(jìn)入轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)期。,

6、綜上，原核生物與真核生物轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控的差異主要有：,原核生物聚合酶僅有一種，有多個(gè)亞基。真核生物有三種DNA依賴性RNA聚合酶，有兩個(gè)不同的大亞基和十幾個(gè)不同的小亞基。 原核生物RNA聚合酶可直接結(jié)合DNA模板，而真核生物RNA聚合酶需與輔助因子結(jié)合后才結(jié)合模板。,原核生物 1 .RNA聚合酶要結(jié)合到DNA模板上 2. DNA雙鏈局部打開，使其中一條鏈作為轉(zhuǎn)錄模板,真核生物 1.轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段具有啟動(dòng)子核心序列 2.RNA-pol不能直接結(jié)合模板 3.RNA聚合酶啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄時(shí)需要轉(zhuǎn)錄因子才能形成轉(zhuǎn)錄復(fù)合體。,3.轉(zhuǎn)錄起始需注意的問題,4.原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)特點(diǎn)：,因子決定RNA聚合酶識(shí)別特異性 操縱調(diào)控模式在原核基因轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)節(jié)中具有普遍性 原核操縱子受到阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié),真核基因調(diào)控的特點(diǎn)：,真核基因內(nèi)含有