《李舒生化》PPT课件

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1、原核生物与真核生物转录起始调控的差异09级临床一班李舒200910101114注意：在生物界，RNA合成有两种方式：DNA指导的RNA合成，也叫转录，此为生物体内的主要合成方式另一种是RNA指导的RNA合成，也叫RNA复制。由RNA依赖的RNA聚合酶催化，常见于病毒，是逆转录病毒以外的RNA病毒在宿主细胞以病毒的单链RNA为模板合成RNA的方式。原核生物的转录起始需要RNA聚合酶全酶全酶中的亚基识别－35区，并与之松弛结合，形成闭合转录复合体，随后打开DNA双链，形成开放转录复合体。全酶在链上移动至－10区，并跨入转录起始点。在RNA聚合酶作用下，两个可与模板

2、配对的游离的核苷酸被连接起来，形成RNA。第一个核苷酸常为GTP或ATP,其中GTP更常见。继而亚基脱落，核心酶继续工作，进入延长阶段。真核生物的转录起始起始需要启动子、RNA聚合酶和转录因子的参与（1）真核生物的启动子多部位结构：包括TATA盒，CAAT盒，GC盒，增强子等。但并非都同时存在。增强子是能够结合特异基因调节蛋白，促进邻近或远隔特定基因表达的DNA序列。许多RNA聚合酶II识别的启动子具有保守的共有序列：位于转录起始点附近的起始子(intiator，Inr)。（2）转录因子(transcriptionalfactor,TF)能直接、间接辨认和结合

3、转录上游区段DNA的蛋白质，现已发现数百种，统称为反式作用因子(trans-actingfactors)。反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的，则称为转录因子(transcriptionalfactors,TF)。对应于RNA－polI,II,III,可将TF分别称为TFI,TFII,TFIII.参与RNA-polⅡ转录的TFⅡRNA聚合酶II与启动子的结合、启动转录需要多种蛋白质因子的协同作用。因子和因子之间互相辨认、结合，以准确地控制基因是否转录、何时转录。Ⅱ型基因中的四类转录因子转录因子具体组分结合序列功能基本组分TBP,TFⅡA,B,E,G,F和

4、HTBP结合TATA盒转录起始定位；转录起始和延长辅激活因子TAFs和中介子在可诱导因子和上游因子与基本转录因子、RNA聚合酶结合中起联结和中介作用上游因子SP1、ATF、CTF等启动子上游元件协助基本转录因子，提高转录效率和专一性可诱导因子如MyoD、HIF-1等增强子等远隔调控序列时间和空间（组织）特异性地调控转录（三）转录起始前复合物真核生物RNA-pol不与DNA分子直接结合，而需依靠众多的转录因子，形成转录起始前复合物(pre-initiationcomplex,PIC)。原核基因表达调节一、原核基因转录调节特点原核基因转录调节的主要环节在转录起始（一

5、）σ因子决定RNA聚合酶识别特异性（二）操纵子模型的普遍性（三）原核操纵子受到阻遏蛋白的负性调节二、操纵子调控模式在原核基因转录起始的调节中具有普遍性（一）乳糖操纵子(lacoperon)的结构调控区CAP结合位点启动序列操纵序列ZYAOPDNA结构基因Z：β-半乳糖苷酶Y：透酶A：乙酰基转移酶（二）乳糖操纵子受阻遏蛋白和CAP的双重调节1、阻遏蛋白的负性调节2、CAP的正性调节无葡萄糖，cAMP浓度高时，cAMP与CAP结合，CAP结合在lac启动序列附近的CAP位点，可刺激RNA转录活性。有葡萄糖，cAMP浓度低时，cAMP与CAP结合受阻，lac操纵子表达

6、下降。3、协调调节当阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用。如无CAP存在，即使没有阻遏蛋白与操纵序列结合，操纵子仍无转录活性。单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在时，细菌首先利用葡萄糖。葡萄糖对lac操纵子的阻遏作用称分解代谢阻遏(catabolicrepression)。真核基因表达调节（一）真核基因组结构庞大哺乳类动物基因组DNA约3×109碱基对。人编码基因约4万个，编码序列仅占总长的1%。rDNA等重复基因约占5%~10%。（二）真核基因转录产物为单顺反子单顺反子(monocistron)即一个编码基因转录生成一

7、个mRNA分子，经翻译生成一条多肽链。（三）真核基因组含有大量的重复序列单拷贝序列（一次或数次）高度重复序列（106次）中度重复序列（103~104次）多拷贝序列（四）真核基因中存在非编码序列和间隔区，故：具有不连续性真核结构基因两侧存在有不被转录的非编码序列，往往是基因表达的调控区。在编码基因内部尚有内含子（intron）、外显子（exon）之分，因此真核基因是不连续的。二、真核基因表达调控更为复杂（一）真核细胞内含有多种RNA聚合酶真核RNA聚合酶有三种，即RNApolI、II及III，分别负责三种RNA转录。（二）处于转录激活状态的染色质结构发生明显变化对

8、核酸酶敏感活化基因常有超