【正文】 物 II 型啟動子的結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)基因 II 型啟動子 轉(zhuǎn)錄起始位點 啟動子附加區(qū) TATA BOX Inr TATA BOX 位于 25區(qū)，普遍存在于所有的真核生物細胞中，由 八對堿基組成，兩側(cè)為 GC堿基對。 RNA聚合酶 II 及其作用的 II 型啟動子是 真核生物細胞中最廣泛最典型最重要的轉(zhuǎn)錄啟動元件 。 a RNA聚合酶 I 啟動轉(zhuǎn)錄的程序 RNA聚合酶 I 定位于 核仁 ， 負責(zé)轉(zhuǎn)錄 rRNA編碼基因 。所有三種 RNA聚合酶均由 814個亞基組成， 500kD， 但它們并不能單獨啟動基因的轉(zhuǎn)錄。 子，其中已被鑒定的有： 1B 真核生物多轉(zhuǎn)錄因子的協(xié)同作用 真核生物尤其是高等真核生物（哺乳動物）由于其細胞的高度分化，決定了基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制的復(fù)雜性。 sR（ sigR） 鏈霉菌響應(yīng)氧化壓力基因轉(zhuǎn)錄所需的 s因子。 sF 鏈霉菌孢子生成基因轉(zhuǎn)錄所需的 s因子。 hrdB基因全程 表達，稱為 看家基因 。 即： sF → sE → sG → sK 。 sF一方面啟動 sG的表達 ， 另一方面又激活 SpoIIR， 后者再激活隔膜結(jié)合型蛋白 SpoIIGA， 活化了的 SpoIIGA將母體細胞中表達的 sproE裂解為有活性的 sE； 而在前孢區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的 sE均被前孢特有的蛋白酶摧毀殆盡 。 枯草桿菌孢子形成過程中的 RNA聚合酶及其 s因子 當(dāng)環(huán)境壓力 （ 例如營養(yǎng)成份枯竭 ） 時 ， 枯草桿菌細胞內(nèi)發(fā)生一連串的磷酸基團傳遞反應(yīng) ， 最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子 SpoOA的 磷酸化 。 枯草桿菌的孢子生成過程 枯草桿菌在對數(shù)生長階段結(jié)束后 ， 培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)耗盡 ， 這時便啟動孢子生成過程：先是 DNA復(fù)制 ， 隔膜形成 ， 孢衣合成 ， 母體裂解 ， 孢子釋放 。 SPO1噬菌體基因表 達的級聯(lián)調(diào)控模式 通過更換不同的 s因子， 識別并作用于不同基因 的啟動子，最終導(dǎo)致這 些基因有次序地級聯(lián)表 達。 中期基因的啟動子由 sgp28識別啟動 ， 它與枯草桿菌的核心酶構(gòu)成 a2bb‘sgp28型 RNA聚合酶全酶 ， 負責(zé)轉(zhuǎn)錄晚期基因表達所需的 s因子編碼基因gp33和 gp34。 b 枯草桿菌啟動子的多樣性 在 SPO1噬菌體感染過程中的 RNA聚合酶及其 s因子 SPO1噬菌體感染枯草桿菌后 ， 早期基因表達； 45分鐘后 ， 中期基因表達 ， 早期基因關(guān)閉； 812分鐘后 ， 晚期基因表達 ， 中期基因關(guān)閉 。 s因子幫助 RNA a 大腸桿菌啟動子的多樣性 聚合酶識別啟動子，同時啟動轉(zhuǎn)錄。 各種原核細菌的 a、 b、 b’亞基呈高度的同源性 ， 唯獨 s因子 差別較大 。華東理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位課程 過程分子生物學(xué) 張 惠 展 分子生物學(xué)是生命科學(xué)的主導(dǎo)性學(xué)科 基因的表達與調(diào)控是分子生物學(xué)的主題思想 過程分子生物學(xué)是分子生物學(xué)理論發(fā)展的高級階段 19531983 基礎(chǔ)分子生物學(xué)階段 20世紀 50年代 DNA雙螺旋模型的建立 20世紀 60年代 遺傳密碼的破譯 20世紀 70年代 DNA重組技術(shù)的誕生 1983？ 過程分子生物學(xué)階段 20世紀 80年代 動植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的問世 20世紀 90年代 人類基因組計劃的實施 21世紀 00年代 RNA干擾現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 過程分子生物學(xué) 5 2 3 4 1 6 基因的表達與調(diào)控 細胞通訊的分子機制 基因組學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué) 免疫多樣性的分子識別 胚胎發(fā)育的基因表達譜 腫瘤發(fā)生的分子機制 基因的表達與調(diào)控 B C D A E F 原核生物基因表達的啟動開關(guān) 真核生物多轉(zhuǎn)錄因子的協(xié)同作用 原核生物的 RNA結(jié)構(gòu)調(diào)控 真核生物的 RNA剪切調(diào)控 原核生物反義 RNA的調(diào)控 真核生物 sRNA介導(dǎo)的 RNA干擾 G 真核生物應(yīng)答元件的轉(zhuǎn)錄調(diào)控 1A 原核生物基因表達的啟動開關(guān) 通過對 100多個大腸桿菌啟動子的序列分析 ， 結(jié)果表明：大多數(shù)具有普通生理生化功能的基因所屬的啟動子 ， 具有統(tǒng)一的特征序列 。 a 大腸桿菌啟動子的多樣性 TTGACA AACTGT TATAAT ATATTA 16 10 bp 5 9 bp 結(jié)構(gòu)基因 轉(zhuǎn)錄起始位點 35區(qū) T82T84G78A65C54A45 10區(qū) T80A95T45A60A50T96 啟動子 一個典型的大腸桿菌啟動子通常包括下列四個結(jié)構(gòu)要素： 1A 原核生物基因表達的啟動開關(guān) 絕大多數(shù)原核生物的 RNA聚合酶均由五個亞基組成 ： a2bb’s（ 全酶 ） ， 其中 a2bb’稱為 （ 核心酶 ） 。 RNA聚合酶核心酶對 DNA鏈具有非特異性的親和力 （ 堿性蛋白與酸性 DNA之間的靜電引力 ） ， 但 s因子增強了 RNA聚合酶與啟動子區(qū)域的 特異性 結(jié)合 。 大腸桿菌啟動子與 s因子的對應(yīng)關(guān)系 rpo D 普通生理生化 TTGACA TATAAT rpo H 熱休克 CCCTTGAA CCCGATNT rpo N 氮源攝取代謝 CTGGNA TTGCA fli A 鞭毛生成 CTAAA GCCGATAA 基因 分子量 35區(qū)序列 70,000 32,000 54,000 28,000 性質(zhì) 間隔 區(qū) 1618 bp 1315 bp 6 bp 15 bp 10區(qū)序列 1A 原核生物基因表達的啟動開關(guān) 枯草桿菌中存在著大約十類不同的啟動子，其中有些隸屬于正常的生理代謝基因，有些則隸屬于噬菌體感染、孢子生成、次級代謝過程中的相關(guān)基因。 早期基因的啟動子由 s43識別啟動 ， 這是枯草桿菌細胞內(nèi)具有廣泛生理生化功能的 s因子 ， 與大腸桿菌中的 s70同源 ， 組成 a2bb‘s43型RNA聚合酶 ， 轉(zhuǎn)錄中期基因表達所需的 s因子編碼基因 gp28。 晚期基因的啟動子由 sgp33和 sgp34識別啟動 ， 分別構(gòu)成 RNA聚合酶全酶 a2bb‘sgp33和 a2bb‘sgp34。前一基因編碼后一 基因表達所需的 s因子。 最后在細胞內(nèi)約 40%的 mRNA是孢子生 專一性的。 磷酸化了的 SpoOA同時啟動兩種不同操縱子的轉(zhuǎn)錄 ， 分別表達出 sproE和sF。 母體細胞中 sE的活性是激活前孢區(qū)域 sG所必需的 （ 通過SpoIIA和一種未知蛋白因子 ） ；而 sG的活性又能產(chǎn)生一種信號 ， 跨隔 膜激活母體細胞中的 sK。 枯草桿菌孢子 子交叉激活 形成過程中兩 種途徑的 s因 sF sE sG sK 激活 表達 1A 原核生物基因表達的啟動開關(guān) 鏈霉菌啟動子的結(jié)構(gòu)具有很大的離散性，通過對 100多個啟動子序列的比較，可將鏈霉菌啟動子分成三大類： c 鏈霉菌啟動子的多樣性 具有典型原核生物啟動子 10區(qū) 和 35區(qū) 特征的啟動子，僅占 21% 具有典型原核生物啟動子 10區(qū) 而無保守的 35區(qū) 的啟動子 既無典型原核生物啟動子 10區(qū) 又無保守的 35區(qū) 的啟動子 1A 原核生物基因表達的啟動開關(guān) 天藍色鏈霉菌