【正文】 CAAT盒 GC盒 增強子 AATAAA 切離加尾 轉(zhuǎn)錄終止點 修飾點 外顯子 翻譯起始點 內(nèi)含子 OCT1 OCT1： ATTTGCAT八聚體 啟動子核心序列 轉(zhuǎn)錄起始前上游區(qū)段 順式作用元件 (cisacting element) 轉(zhuǎn)錄因子 (transcriptional factors, TF) ? 直接或間接結(jié)合 RNA聚合酶 的反式作用因子 RNApol I————TF I RNApol II————TF II RNApol III————TF III 參與 RNApolⅡ 轉(zhuǎn)錄的 TFⅡ 蛋白激酶活性，使 CTD 磷 酸化 TF Ⅱ H ATPase 57 （ ? ） 34 （ ? ） TF Ⅱ E 解螺旋酶 30 ， 74 TF Ⅱ F 促進 RNA pol Ⅱ 結(jié)合及作 為其他因子結(jié)合的橋梁 TF Ⅱ B 穩(wěn)定 TF Ⅱ D DNA 復(fù)合物 ， TF Ⅱ A 輔助 TBP DNA 結(jié)合 TAF** 結(jié)合 TATA 盒 38 TF Ⅱ D 功 能 分子量 ( kD ) 轉(zhuǎn)錄因子 蛋白激酶活性，使 CTD*** Ⅱ（ ） （ ）ⅡⅡⅡ為其他因子結(jié)合的橋梁33 ⅡⅡ12 ， 19 35 Ⅱ盒TBP* Ⅱ亞基組成 *TBP: TATA binding protein, TATA結(jié)合蛋白 **TAF: TBP associated factors, TBP 輔助因子 ***CTD: carboxyl terminal domain, RNApol II大亞基羧基末端結(jié)構(gòu)域 POLⅡ TFⅡ F Ⅱ H Ⅱ E CTD P 轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物 (preinitiation plex, PIC) TATA Ⅱ A POLⅡ TFⅡ F Ⅱ H Ⅱ E TBP TAF TFⅡ DⅡ AⅡ BDNA復(fù)合物 Ⅱ A Ⅱ B TBP TAF TATA ? PIC組裝完成， TFⅡ H使 CTD磷酸化， RNApol往下游移動。 ? 進入轉(zhuǎn)錄的延長階段后，大多數(shù) TF都會脫離。 Ⅱ B 拼板理論 (piecing theory) ? 不同的轉(zhuǎn)錄因子相互辨認(rèn)，以多種組合搭配方式結(jié)合，生成有活性，有專一性的復(fù)合物，再與RNA聚合酶搭配而有針對性地結(jié)合、轉(zhuǎn)錄相應(yīng)的基因 “七巧板理論” ? 人類基因組中幾萬個基因的表達(dá)， 300多個轉(zhuǎn)錄因子就能滿足不同類型基因表達(dá)的需要 真核生物 轉(zhuǎn)錄延長 ? 真核生物轉(zhuǎn)錄延長過程與原核生物大致相似，但因有核膜相隔，沒有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象。 ? RNApol前移處處都遇上核小體。轉(zhuǎn)錄延長過程中可以觀察到 核小體移位和解聚 現(xiàn)象。 轉(zhuǎn)錄延長中的核小體移位 ? 核小體 移位 的現(xiàn)象只見于試管中（ in vitro）的轉(zhuǎn)錄實驗 ? 細(xì)胞培養(yǎng)（ in vivo）實驗表明核小體在轉(zhuǎn)錄過程可能發(fā)生解聚 RNAPol RNAPol RNAPol 核小體 轉(zhuǎn)錄方向 真核生物 轉(zhuǎn)錄終止 核酸酶 RNApol AATAAA GTGTGTG 轉(zhuǎn)錄終止的修飾點 5? 5? 3? 3? 3?加尾 AAAAAAA 3? hnRNA 真核生物的轉(zhuǎn)錄后修飾 真核生物轉(zhuǎn)錄后修飾 （ posttranscriptional modification） ? 幾種主要的修飾方式 1. 剪接 (splicing) 2. 剪切 (cleavage) 3. 修飾 (modification) 4. 添加 (addition) 一、 mRNA的 首、尾的修飾 ? 5?端形成 帽子結(jié)構(gòu) (m7GpppGp — ) ? 生成甲基化的三磷酸雙鳥苷 ? 在核內(nèi)完成 ? hnRNA剛剛合成 2530 nt時，就形成了“帽子”結(jié)構(gòu) ? 起始蛋白質(zhì)翻譯的必須 ? 避免被 RNA核酸酶降解 ? 3?端加上 多聚腺苷酸尾巴 (poly A tail) ? 維持 mRNA作為模板的活性 ? 增加 mRNA本身的穩(wěn)定性 主要功能 帽子結(jié)構(gòu) 甲基化的三磷酸雙鳥苷 帽子結(jié)構(gòu)的生成 ? 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 hnRNA第一個核苷酸往往是 5’三磷酸鳥苷 pppG 5? pppGp… 5? GpppGp… pppG ppi 鳥苷酸轉(zhuǎn)移酶 5? m7GpppGp… 甲基轉(zhuǎn)移酶 SAM 5? ppGp… 磷酸酶 Pi ? 磷酸酶水解 ? 與另一個 pppG反應(yīng)，生成 三磷酸雙鳥苷 ? 甲基化，第一或第二鳥嘌呤堿基發(fā)生甲基化 ? 帽子結(jié)構(gòu)完成 二、 mRNA的剪接（去除內(nèi)含子） 核內(nèi)的蛋白質(zhì) 小分子核糖核蛋白體 snRNP （ small nuclear ribonucleoprotein） snRNA RNA剪接的場所 ? hnRNA 和 snRNA ? hnRNA (heteronuclear RNA)： 核內(nèi)的初級轉(zhuǎn)錄物（成熟的 RNA剪接前的“前體”） ? snRNA (small nuclear RNA) ? hnRNA 和 snRNA ? 外顯子 (exon)和內(nèi)含子 (intron) ? 外顯子（編碼區(qū)） ? 在斷裂基因及其初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn)，并表達(dá)為成熟 RNA的核酸序列。 ? 內(nèi)含子（非編碼區(qū)） ? 隔斷基因的線性表達(dá)，而在剪接過程中被除去的核酸序列。 蛋白質(zhì)內(nèi)含子 ——胰島素的 C基因 二、 mRNA的剪接（去除內(nèi)含子） 斷裂基因 (splite gene) ? 真核生物結(jié)構(gòu)基因，由若干個編碼區(qū)和非編碼區(qū)互相間隔開但又連續(xù)鑲嵌而成，去除非編碼區(qū)再連接后，可翻譯出由連續(xù)氨基酸組成的完整蛋白質(zhì)，這些基因稱為斷裂基因。 C A B D 編碼區(qū)（外顯子） A、 B、 C、 D 非編碼區(qū) （內(nèi)含子） 雞卵清蛋白基因及其轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后修飾 雞卵清蛋白基因 hnRNA 首、尾修飾 hnRNA剪接 成熟的 mRNA 雞卵清蛋白基因及其轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后修飾 雞卵清蛋白成熟 mRNA與 DNA雜交（模擬電鏡圖片） 基因全長為 ，肽鏈長 386個氨基酸 ? hnRNA 和 snRNA ? 外顯子 (exon)和內(nèi)含子 (intron) ? 內(nèi)含子的分類 ? 根據(jù)基因的類型和剪接的方式，通常分為 4類 I：主要存在于線粒體、葉綠體及某些低等真核生物的 rRNA基因； II：也發(fā)現(xiàn)于線粒體、葉綠體，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是 mRNA； III：是常見的形成套索結(jié)構(gòu)后剪接，大多數(shù) mRNA基因有此類內(nèi)含子； IV：是 tRNA基因及其初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中的內(nèi)含子，剪接過程需酶及 ATP。 自我剪接 二、 mRNA的剪接（去除內(nèi)含子） ? hnRNA 和 snRNA ? 外顯子 (exon)和內(nèi)含子 (intron) ? 內(nèi)含子的分類 ? mRNA的剪接 ? 除去 hnRNA中的內(nèi)含子，將外顯子連接 二、 mRNA的剪接（去除內(nèi)含子） snRNP與 hnRNA結(jié)合成為剪接體 ① snRNP與 hnRNA結(jié)合成為剪接體 （續(xù)） ② ③ UACUACA AG UG U4 U5 U6 E1 E2 U1 U2 U U U5 UACUACA AG UG U6 E1 E2 U2 剪接過程的二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng) (twice transesterification) pGOH (ppGOH, pppGOH) UOH GpU pGpA 第一次轉(zhuǎn)酯反應(yīng) 第二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng) UpA GpU 外顯子 1 內(nèi)含子 外顯子 2 GOH UpU pGpA 三、 mRNA的編輯 (mRNA editing) ? RNA編輯作用說明，基因的編碼序列經(jīng)過轉(zhuǎn)錄后加工，是可有多用途分化的，因此也稱為分化加工 (differential RNA processing)。 人類 apo B（載脂蛋白 B）基因 mRNA（ 14500個核苷酸） 肝臟 apo B100 （分子量為 500 000） 腸道細(xì)胞 apo B48 （分子量為 240 000） mRNA編輯 C變?yōu)?U 小結(jié)： mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工 ? 加“帽子”、“尾巴” ? mRNA的剪接（ hnRNA 去除內(nèi)含子） ? mRNA的編輯 (mRNA editing) tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工 tRNA前體 RNA pol Ⅲ TGGCNNAGTGC GGTTCGANNCC DNA DHUloop Tψloop tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工 RNAaseP 內(nèi)切酶 tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶 連接酶 ATP ADP 堿基修飾 （ 1） （ 1） （ 3） （ 2） （ 4） （ 2）還原反應(yīng) 如： U ? DHU （ 4）脫氨反應(yīng) 如： A ? I 如： A ? mA G ? mG （ 1）甲基化 （ 3）核苷內(nèi)的轉(zhuǎn)位反應(yīng) 如： U ? ψ rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工 轉(zhuǎn)錄 45S rRNA 剪接 18S rRNA 28SrRNA rDNA 內(nèi)含子 28S 18S 內(nèi)含子 基因轉(zhuǎn)錄激活調(diào)節(jié)基本要素 ? 基因 的結(jié)構(gòu) 、 性質(zhì) ? 生物個體或細(xì)胞所處的內(nèi) 、 外 環(huán)境 ? 細(xì)胞內(nèi)所存在的轉(zhuǎn)錄 調(diào)節(jié)蛋白 1. 特異 DNA序列 2. 調(diào)節(jié)蛋白 3. DNA蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì) 4. RNA聚合酶 基因表達(dá)調(diào)控的生物學(xué)意義 （一）適應(yīng)環(huán)境、維持生長和增殖