【正文】 NA序列（統(tǒng)稱為順式作用元件）不象 原核生物那樣典型。 在原核生物中 通過啟動子階段 轉(zhuǎn)錄起始后直到形成 9個(gè)核苷酸短鏈 此時(shí) RNA聚合酶一直處于啟動子區(qū)，新生的 RNA鏈與 DNA模板鏈的結(jié)合不夠牢固，很容易從 DNA鏈上掉下來并導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄重新開始。 轉(zhuǎn)錄和翻譯的速度基本相等， 37℃ 時(shí)，轉(zhuǎn)錄生成 mRNA的速度每秒鐘合成 14個(gè)密碼子，而蛋白質(zhì)合成的速度大約是每秒鐘 15個(gè)氨基酸。 ? 隨著聚合酶在模板上的運(yùn)動，靠近 3′端的 DNA不斷解旋，同時(shí)在 5′端重新形成 DNA雙鏈，將 RNA鏈擠出 DNARNA雜合體。 二是盡快釋放 σ 亞基，轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物通過上游啟動子區(qū)并生成由核心酶、 DNA和新生 RNA所組成的轉(zhuǎn)錄延伸復(fù)合物 轉(zhuǎn)錄的真實(shí)性取決于 有特異的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn) 轉(zhuǎn)錄起始后按照堿基互補(bǔ)原則準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)錄 模板 DNA序列及具有特異的終止部位 σ 因子 ? 只有帶 σ 因子 的全酶才能專一地與 DNA上的啟動子結(jié)合， 選擇其中一條鏈作為模板， 合成均一的產(chǎn)物。 位置在不同啟動子中略有變動 （ 2） Pribonow 框（ Pribonow Box） 167。由于它們分別處于 DNA雙螺旋的 大溝或小溝內(nèi) ，因此都具有特定的方位，而酶分子中也有處于特定空間構(gòu)象的氫鍵受體與供體，當(dāng)它們與啟動子中對應(yīng)的分子在一定距離內(nèi)互補(bǔ)時(shí)，就形成氫鍵，相互結(jié)合。 的變化）所產(chǎn)生的 超螺旋會發(fā)生改變。 而且，無論把這段 72bp序列放在轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)上游 1400bp或下游 3300bp處，它都有轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)作用。 ? 原核和真核基因轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游區(qū)的結(jié)構(gòu)存在很大的差別。 ? 盡管這 3種啟動子區(qū)序列都有著重要功能，但并不是每個(gè)基因的啟動子區(qū)都包含這 3種序列。 參與 RNApol Ⅱ 轉(zhuǎn)錄的 TFⅡ 轉(zhuǎn)錄因子 亞基和 (或 )分子量（ kDa） 功能 TFⅡ D TBP， 38 結(jié)合 TATA盒 TAF 輔助 TBPDNA結(jié)合 TFⅡ A 12， 19， 35 穩(wěn)定 Ⅱ DDNA復(fù)合物 TFⅡ B 33 促進(jìn) RNApolⅡ 結(jié)合 TFⅡ F 30， 74 解螺旋酶 TFⅡ E 57(?)， 34(β ) ATPase TFⅡ H 蛋白激酶，使 CTD磷酸化 3. 轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物 (preinitiation plex, PIC) 真核生物 RNApol不與 DNA分子直接結(jié)合，而需依靠眾多的轉(zhuǎn)錄因子。 ? 現(xiàn)已清楚，許多基因的 mRNA在體內(nèi)還是相當(dāng)穩(wěn)定的，半衰期從 幾個(gè)小時(shí)到幾天不等 。mRNA降解的速度大概是轉(zhuǎn)錄或翻譯速度的一半。 許多原核生物 mRNA以多順反子的形式存在 ? 所有 mRNA都被分成 3部分 :編碼區(qū) 、 位于 AUG之前的 5′ 端上游非編碼區(qū) 以及 位于終止密碼子之后不翻譯的 3′ 端下游非編碼區(qū) 。其 5′ 端并不產(chǎn)生預(yù)期的核苷三磷酸，而產(chǎn)生以 5′→ 5′ 三磷酸基團(tuán)相連的二核苷酸，5′ 終端是一個(gè)在 mRNA轉(zhuǎn)錄后加上去的甲基化鳥嘌呤 。有這個(gè)甲基的結(jié)構(gòu)稱為 1號帽子 (cap1)，真核生物中以這類帽子結(jié)構(gòu)為主 在某些生物細(xì)胞內(nèi)， mRNA鏈上的第三個(gè)核苷酸的 2′ OH位也可能被甲基化，被稱為 2號帽子（ cap2），占有帽mRNA總量的 10%～ 15%。 poly(A)尾巴的功能 是 mRNA由細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)所必需的形式，提高了 mRNA在細(xì)胞質(zhì)中的穩(wěn)定性 廣泛應(yīng)用于分子克隆。約 1/3的 poly(A)－ mRNA編碼了不同形式的組蛋白，其余 2/3的 poly(A)－ mRNA帶有與 poly(A)+組分相同的遺傳信息。 ? poly(A)序列是在轉(zhuǎn)錄后加上去的，是在細(xì)胞核中的不均一核 RNA階段加上的。據(jù)測算，在新生 mRNA鏈達(dá)到 50個(gè)核苷酸之前，帽子結(jié)構(gòu)就已加到mRNA的第一個(gè)核苷酸上了。 ? 對于多順反子 mRNA中的第一個(gè)順反子來說，一旦 mRNA的5′ 端被合成，翻譯起始位點(diǎn)即可與核糖體相結(jié)合，而后面幾個(gè)順反子翻譯的起始就會受其上游順反子結(jié)構(gòu)的調(diào)控。我們所討論的 mRNA的半衰期只是統(tǒng)計(jì)學(xué)上的平均值。 ? mRNA在所有細(xì)胞內(nèi)執(zhí)行著相同的功能，即通過密碼三聯(lián)子翻譯生成蛋白質(zhì)，但其生物合成的具體過程和成熟 mRNA的結(jié)構(gòu)在原核和真核細(xì)胞內(nèi)是不同的。轉(zhuǎn)錄因子之間互相結(jié)合，生成有活性和專一性的復(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。有些基因，如組蛋白 H2B，不含 GC區(qū)，但有兩個(gè) CAAT區(qū)，一個(gè) TATA區(qū)。真核基因的調(diào)控區(qū)較大， TATA A/TA區(qū)位于 20～ 30，而 40～ 110區(qū)為上游激活區(qū)。 真核生物啟動子對轉(zhuǎn)錄的影響 ? 啟動子是確保轉(zhuǎn)錄精確而有效地起始的 DNA序列。 細(xì)菌中常見兩種啟動子突變 下降突變 (down mutation) 上升突變 (up mutation) 如果把 Pribnow區(qū)從TATAAT變成 AATAAT就會大大降低其結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄水平 。解鏈區(qū)一般在 9～ +13之間 ，而酶與啟動子結(jié)合的主要區(qū)域在其 上游 。 一致序列： T80A95T45A60A50T96 （ TATPUAT） 167。 因此，聚合酶全酶的作用是啟動子的選擇和轉(zhuǎn)錄的起始，而核心酶的作用是鏈的延伸。 RNA合成過程 起始 雙鏈 DNA局部解開 磷酸二酯鍵形成 終止階段 解鏈區(qū)到達(dá)基因終點(diǎn) 延長階段 5? 3? ? ? RNA 啟動子（promotor) 終止子(terminator) 5? ? RNA聚合酶 ? 5? ? 3? 5? ? 3? 5? 5? 3? ? 離開 二、真核生物的 RNApol 三種 RNApol： 根據(jù)對 α 鵝膏蕈堿的敏感性不同而分類 RNApolⅠ 最不敏感 （動、植、昆） RNApol Ⅱ 最敏感 RNApol Ⅲ 不同種類的敏感性不同 位置和轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 RNApolⅠ 核仁 活性所占比例最大 轉(zhuǎn)錄 rRNA（ 、 18S、 28S） RNApolⅡ 核質(zhì) 主要負(fù)責(zé) hnRNA、 snRNA 的轉(zhuǎn)錄 hnRNA（ mRNA 前體，核不均一 RNA heterogeneous nuclear RNA） snRNA（核內(nèi)小分子 RNA small nulear RNA) RNApol Ⅲ 核質(zhì) 負(fù)責(zé) tRNA、 5S rRNA、 Alu序列和 部分 snRNA ? 目前在線粒體和葉綠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)少數(shù) RNApol（活性較低） 真核生物 線粒體和葉綠體 中還存在著不同的 RNA聚合酶。 不需要任何引物 RNA或 RNADNA雙鏈雜合體不能作為模板 雙鏈 DNA為模板 4種核苷三磷酸作為活性前體 Mg2＋ /Mn2＋為輔助因子 一、原核生物的 RNA polymerase (E. coli) 全酶 (Holo Enzyme)和核心酶 (Core Enzyme) ＋ σ β β′ α α Core Enzyme β α α β′ σ Holo Enzyme 原核生物的 RNA聚合酶 (DDRP) E. coli的 RNA聚合酶是由四種亞基組成的五聚體（ ?2 ? ?? ?） αββ 39。 所以，通過啟動子的時(shí)間代表一個(gè)啟動子的強(qiáng)弱。酶 DNARNA形成 轉(zhuǎn)錄復(fù)合物。該 區(qū)具高度保守性，并易解鏈。 ? 是基因表達(dá)的第一步，也是最關(guān)鍵的一步。 轉(zhuǎn)錄 (transcription) 基因表達(dá) 翻譯 (translation) 拷貝出一條與 DNA鏈序列完全相同 (U替換 T)的 RNA單鏈的過程，是基因表達(dá)的核心步驟； 以新生的 mRNA為模板，把核苷酸三聯(lián)遺傳密碼子翻譯成氨基酸序列、合成多肽鏈的過程，是基因表達(dá)的最終目的。 3180。 539。 真核生物的轉(zhuǎn)錄終止是與轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)的： 啟動子 (promoter) 指 DNA分子上被 RNA聚合酶識別并結(jié)合形成起始轉(zhuǎn)錄復(fù)合物的區(qū)域 ，它還包括一些調(diào)節(jié)蛋白因子的結(jié)合位點(diǎn) (頻率、效率 ) 模板識別階段 主要指 RNA聚合酶與啟動子 DNA雙鏈相互作用并與之相結(jié)合的過程。 RNA聚合酶的移動 新的單鏈DNA模板 新生 RNA鏈的 3′末端不斷延伸 解鏈區(qū)形成 RNADNA雜合物 雙螺旋重新合成 RNA鏈的延伸圖解 3180。 各亞基的特點(diǎn)和功能 （ 1） σ 因子 ? σ 因子可重復(fù)使用 ? 修飾 RNApol構(gòu)型 ? 使 Holo Enzyme 識別啟動子的 Sextama Box(－ 35區(qū) ), 并通過 σ 與模板鏈結(jié)合 2 α ＋ β α2ββ′＋ σ α 2 β ＋ β′ α2ββ′σ （ 3）全酶的組裝過程 ? 不同的 σ因子識別不同的啟動子 中有四種 σ因子（ σ70、 σ3 σ5 σ28） 枯草桿菌中有 11種 σ因子 （ σ因子的更替對轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控） （ 2） α因子 ? 核心酶的組建因子 ? 促使 RNApol 與 DNA模板鏈結(jié)合 α＋ α 2α＋ β α2β＋ β′ ? 前端 α因子－－使模板 DNA雙鏈解鏈為單鏈 ? 尾端 α因子－－使解鏈的單鏈 DNA重新聚合為雙鏈 （ 3） β因子 ? 促進(jìn) RNApol＋ NTP RNA elongation ? 完成 NMP之間的磷酸酯鍵的連接 ? Editing 功能（排斥與模板鏈不互補(bǔ)的堿基） ? 與 Rho （ ρ）因子競爭 RNA 3′－ end E site（ elongation site RifR） :對 NTP非專一性地結(jié) 合（催化作用和 Editing功能） （ 4） β′ 因子 ? 參與 RNA非模板鏈（ sense strand）的結(jié)合 （充當(dāng) SSB） ? 構(gòu)成 Holoenzyme 后， β因子含有兩個(gè)位點(diǎn) I site（ initiation site . Rifs） : 該位點(diǎn)專一性地結(jié)合 ATP或者 GTP （需要高濃度的 ATP或 GTP） 由于各亞基的功能，使全酶本身含有五個(gè)功能位點(diǎn) ? 有義 DNA鏈結(jié)合位點(diǎn)（ β′亞基提供） ? DNA/RNA雜交鏈結(jié)合位點(diǎn)（ β亞基提供 ） ? 雙鏈 DNA解鏈位點(diǎn)（前端 α亞基提供 ） ? 單鏈 DNA重旋位點(diǎn)（后端 α亞基提供 ） ? σ因子作用位點(diǎn) E. coli RNA polymerase 用于起始和延伸 只用于起始 KD KD 151 KD 155 KD 11 KD 70 KD 表 1 2 1 E . c o l i R N A P o l 的結(jié)構(gòu)和功能亞基 基因 分子量（ K D a ）數(shù)目 組分 可能的功能α r p o A 40 2 核心酶 酶的連接，裝配β r p o B 1