【正文】 。3′ mRNA N His c g t g a t g t a c a g 基本內(nèi)容： ? 第一節(jié)：原核生物的轉(zhuǎn)錄 ? 第二節(jié)：真核生物的轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后修飾 ? 第三節(jié)：轉(zhuǎn)錄調(diào)控（原核、真核） 原核的 RNA聚合酶 基因 產(chǎn)物 功能 rpoA 2α 聚合酶 啟動(dòng)子識(shí)別 結(jié)合激活劑 rpoB β 與轉(zhuǎn)錄全過程相關(guān) rpoC β’ 結(jié)合 DNA模板 rpoD σ 辨認(rèn)正確的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn) 核心酶 （ core polymerase） 全酶 （ holoenzyme） 核心酶 (core enzyme) 全酶 (holoenzyme) ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? 原核的 RNA聚合酶 核心酶與 σ亞基 ? 原核 RNA聚合酶的 σ亞基能識(shí)別啟動(dòng)子 ? σ亞基 在轉(zhuǎn)錄開始后 脫離核心酶 ? 核心酶 完成后續(xù)的轉(zhuǎn)錄過程 35區(qū) 10區(qū) 圖 113 原核生物的 RNA聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合 （ DNA雙鏈已打開， σ因子尚未脫落） 啟動(dòng)子 (promoter) ? 啟動(dòng)子 :RNA聚合酶結(jié)合模板 DNA的部位 5?3? 3?5? 結(jié)構(gòu)基因 調(diào)控序列 RNApol 原核 RNA聚合酶的 σ亞基能識(shí)別啟動(dòng)子 RNA聚合酶保護(hù)法 一種巧妙的研究啟動(dòng)子序列的方法 4060bp的 DNA片段沒有被降解，暗示 ——DNA與RNA聚合酶結(jié)合的部位 原核生物啟動(dòng)子保守序列 開始轉(zhuǎn)錄 (Pribnow box) T A T A A T Pu A T A T T A Py 10 區(qū) T T G A C A A A C T G T 35 區(qū) RNApol辨認(rèn)位點(diǎn) (recognition site) 5? 5? 結(jié)構(gòu)基因 3? 3? RNA聚合酶保護(hù)區(qū) 1 30 50 10 10 40 20 5 ? 3 ? 3 ? 5 ? 轉(zhuǎn)錄的過程 ? 轉(zhuǎn)錄起始 ? RNA的延長 ? 轉(zhuǎn)錄終止 原核生物與真核生物轉(zhuǎn)錄的聚合酶、起始、終止都有所不同 原核生物轉(zhuǎn)錄的過程 ? 轉(zhuǎn)錄起始 需解決兩個(gè)問題： 1. RNA聚合酶必須準(zhǔn)確地結(jié)合在轉(zhuǎn)錄模板的起始區(qū)域。 ? 依賴 Rho (ρ)因子的轉(zhuǎn)錄終止 ? 非依賴 Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止 分類： 依賴 Rho因子 的轉(zhuǎn)錄終止 A T P ρ因子： ? 1969年 Roberts在被 T4噬菌體感染的 E. coli 中發(fā)現(xiàn) ? 與 RNA轉(zhuǎn)錄物結(jié)合，改變 RNApol構(gòu)象，使其停頓 ? 有 ATP酶活性，解旋酶（ helicase）活性 非依賴 Rho因子 的轉(zhuǎn)錄終止 DNA模板上靠近終止處，有些特殊的堿基序列，轉(zhuǎn)錄出 RNA后， RNA產(chǎn)物形成特殊的結(jié)構(gòu)來終止轉(zhuǎn)錄。 轉(zhuǎn)錄起始上游的 DNA序列 轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn) TATA盒 CAAT盒 GC盒 增強(qiáng)子 AATAAA 切離加尾 轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn) 修飾點(diǎn) 外顯子 翻譯起始點(diǎn) 內(nèi)含子 OCT1 OCT1： ATTTGCAT八聚體 啟動(dòng)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(jìn) 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?yàn)槠渌蜃咏Y(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(dòng)。轉(zhuǎn)錄延長過程中可以觀察到 核小體移位和解聚 現(xiàn)象。 ? 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。 人類 apo B（載脂蛋白 B）基因 mRNA（ 14500個(gè)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(gè)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 （二）維持個(gè)體發(fā)育與分化 功能不同的基因的表達(dá)不同 ?不受調(diào)控的基因 ： （相對(duì)） ?基本（組成性）基因表達(dá)（ constitutive gene expression） ?管家基因（ housekeeping genes） ?表達(dá)受調(diào)控的基因： ?某些基因的表達(dá)在生命過程的某個(gè)時(shí)期，或外界環(huán)境的改變發(fā)生了變化 ?誘導(dǎo)和阻遏 基本（組成性）基因表達(dá) （ constitutive gene expression） ?某些基因在一個(gè)個(gè)體的幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)，通常被稱為 管家基因 (housekeeping gene)。 如果基因?qū)Νh(huán)境信號(hào)應(yīng)答是被抑制 ， 這種基因是 可阻遏基因 。 是 RNA聚合酶結(jié)合并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的特異 DNA序列。 啟動(dòng)序列 編碼序列 操縱序列 pol 阻遏蛋白 3) 其他調(diào)節(jié)序列、調(diào)節(jié)蛋白 例如 激活蛋白 (activator)可結(jié)合啟動(dòng)序列鄰近的 DNA序列 ， 促進(jìn) RNA聚合酶與啟動(dòng)序列的結(jié)合 ， 增強(qiáng) RNA聚合酶活性 。 mRNA 阻遏蛋白 I DNA Z Y A O P pol 沒有乳糖存在時(shí) 阻遏基因 ? 有乳糖存在的時(shí)候，需要表達(dá)，降解乳糖 mRNA 阻遏蛋白 有乳糖存在時(shí) I DNA Z Y A O P pol 啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄 mRNA 乳糖 半乳糖 β半乳糖苷酶 ? CAP的正性調(diào)節(jié) + + + + 轉(zhuǎn)錄 無葡萄糖， cAMP濃度高時(shí) 有葡萄糖， cAMP濃度低時(shí) Z Y A O P DNA CAP CAP CAP CAP CAP CAP 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 CAP存在 ， 即使沒有阻遏蛋白與操縱序列結(jié)合 ， 操縱子仍無轉(zhuǎn)錄活性 。 Lehninger39。 最有效的調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，通過 DNA元件與調(diào)控蛋白相互作用來調(diào)控基因表達(dá)。 真核細(xì)胞對(duì)基因表達(dá)起始的調(diào)控至少在下面幾個(gè)方面與原核細(xì)胞存在不同： * 真核細(xì)胞基因及其調(diào)控區(qū)域受到染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的限制 ，轉(zhuǎn)錄的活化與轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)域 、 轉(zhuǎn)錄區(qū)域內(nèi)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的諸多變化相關(guān)； ? 真核生物轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控 ? 染色質(zhì)水平 ? 核小體中組蛋白解離、乙?；? ? DNA去甲基化、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化 ? 轉(zhuǎn)錄活化因子的活化和表達(dá) ? 轉(zhuǎn)錄因子磷酸化、去磷酸化 ? 轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的組裝和活化 ? 轉(zhuǎn)錄終止的調(diào)節(jié) ? 真核生物轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控 ? 真核生物翻譯水平的調(diào)控 第一部分 Control of Transc