转录及转录调控
细胞的转录与转录调控
细胞的转录与转录调控转录是生物体中基因表达的重要过程之一。
通过转录过程，DNA 序列将被转录成RNA分子，从而实现基因信息的转换和传递。
转录调控作为机体对基因表达的精细调节机制，不仅控制着细胞内各种生物过程的进行，还决定了细胞发育、分化以及应对环境变化的能力。
本文将从细胞的转录机制以及转录调控的重要性两个方面进行探讨。
一、细胞的转录机制细胞的转录是指在DNA模板的指导下，通过RNA聚合酶酶的催化作用，将DNA主链上的一段编码或非编码的基因序列转录成RNA分子的过程。
具体而言，转录的主要过程可分为如下几个步骤：1. 酶的结合：RNA聚合酶通过特异性与DNA结合，形成RNA聚合酶-DNA复合物。
这种结合形式通常是依赖于酶与DNA特定的序列结合而发生的。
2. 脱氧核苷酸的加入：RNA聚合酶将脱氧核苷酸（dNTP）与DNA 携带的模板链上的核苷酸进行互补配对，并将其加入到新合成的RNA 链中。
3. 转录起始：在DNA的启动子区域，RNA聚合酶会寻找具有特殊序列的基因，以确定转录起始点。
4. 转录终止：当RNA聚合酶通过识别特定的转录终止信号而停止在DNA上的移动时，转录过程达到终止点，生成的RNA链被释放。
通过上述步骤，细胞内的DNA信息得以转录成为RNA分子。
这些RNA分子代表着细胞中特定基因的表达水平，可进一步在蛋白质合成过程中发挥重要的作用。
二、转录调控的重要性转录调控是细胞内对基因转录过程进行精细调控的重要机制。
转录调控的主要目的是在不同发育阶段、组织和环境条件下，使细胞能够选择性地激活或抑制特定基因的转录，从而实现细胞功能和特性的调节。
以下是转录调控的几个重要类型：1. 转录因子：转录因子是一类能够结合到DNA上的蛋白质，可以促进或阻止RNA聚合酶与转录起始复合物的形成，从而调控基因的转录。
转录因子在转录调控中起到关键作用，可以通过结合启动子区域和共激活蛋白相互作用，激活或阻止转录的进行。
2. 表观遗传调控：表观遗传调控是指通过对DNA和组蛋白修饰状态的改变，来调节基因的转录过程。
转录与转录调控机制
转录与转录调控机制基因是决定生物个体遗传信息的基本单位，它负责了生物体内所有蛋白质和非编码RNA的合成。
而转录是生物体中在DNA模板上合成相应RNA分子的过程。
转录调控机制则是指在基因表达中，通过一系列的遗传调控过程来控制转录的发生与程度，以实现生命现象的细腻调控。
一、转录的基本过程转录是指通过对DNA双链进行解旋、模板链选择性派生RNA链、RNA链的生长和修饰，以及RNA链在DNA链上的移动和终止而合成RNA链的过程。
转录的基本过程包括启动、延伸和终止三个阶段。
1. 启动阶段在启动阶段，转录起始位点被定义，并且转录酶（RNA聚合酶）与DNA结合，形成转录起始复合物。
该复合物包括转录酶和调控蛋白质，如转录因子和启动子结合蛋白等。
2. 延伸阶段在延伸阶段，RNA聚合酶沿着DNA模板链滑动，并将RNA链与DNA模板链上的碱基相互配对，合成RNA链。
这个过程由RNA聚合酶的核酸合成活性催化。
3. 终止阶段在终止阶段，RNA链和DNA模板链分离，并且RNA链与RNA聚合酶解离，形成成熟的RNA分子。
二、转录调控机制1. 转录启动调控转录的启动是整个转录调控机制中最为重要的一步，因为它决定了转录的频率和强度。
转录启动的调控主要通过启动子区域的结构和序列上调控元件的作用来实现。
启动子区域的结构包括开放的染色质结构以及启动复合物和调控因子与DNA的相互作用。
而上调控元件则是一些调控DNA序列，它们可以结合到启动子区域和转录因子上，来调节转录因子与DNA的亲和力。
2. 转录步骤调控在延伸阶段，转录因子和调控蛋白能够对RNA聚合酶的运动速度和过程进行调控，从而影响整个转录的速率和效率。
转录调控因子可以通过结合到转录酶的不同部位来实现，如结合到转录复合物的顶端或尾部，或者与RNA链结合。
这些转录调控因子可以影响转录酶的运动速度、转录过程的正确性以及终止阶段的效率。
3. 转录终止调控转录的终止过程是通过转录终止信号的识别和相应的终止因子的作用来实现的。
第三讲 转录及转录前调控
时间特异性：只在发育的某个特定时期或者某些 时期表达的基因 分析方法空表达模式
空间特异性：基因表达的组织细胞特异性 分析方法：原位杂交（in situ hybridization）
文昌鱼晚期神经 胚的横切面，示 AmphiMDF基因 在肌节区的表达。
二、核潜能的限定 2.细胞核具有潜在的全能性
关于分化细胞核潜能限定的观点长期以来存在着争议。 有些学者认为用已分化细胞核进行的移植实验在很多情况下不能获得 正常发育胚胎的原因，主要是由于核移植的方法使已分化细胞核突然 进入了一个高频率分裂的陌生胞质环境，容易引起染色体断裂。 为真正评价细胞核的潜能，人们采用核克隆技术（nuclear cloning）。 已分化细胞的核经历一系列的移植后，其中有些细胞核变得可以指导 整个有机体的发育。
分子生物学证据
附图1：胚胎学证据：已分化的细胞仍具有发育成为其它细胞的潜力
蝾螈（早期背唇） 海胆（早期细胞全能性）
附图2：转决定
生殖器
移植成虫盘（果蝇器官原基，命运已决定细胞）实验
-- 眼成虫盘移植到另一个幼虫的腹部，后者腹部长出一只眼睛。已决定的 细胞，发育命运稳定； --触角成虫盘多次移植后，部分触角成虫盘细胞分化形成成体果蝇的腿、 翅、嘴。
已决定但尚未终末分化的细胞，突然改变了它的发育程序的事件——转决定
附图3：转化（metaplasia）：已分化的细胞转分化为其它类型细胞的现象
e.g., 鸡视网膜表皮色素细胞在含透明质酸酶、血清、苯硫脲的条件下培养后转 变为晶体状细胞。
二、核潜能的限定 1.在发育中核潜能被限定
大量的证据表明，随着细胞的分化，核的潜能逐 渐被限定。
简述真核生物基因的转录过程和调控方式
简述真核生物基因的转录过程和调控方式生物基因是组成生物体的基本结构，可以被视为生物的基本构成单位。
它们的转录和调控是生物体的发育、进化和功能的主要驱动力。
真核生物基因的转录过程是指，含有信息的DNA分子由转录因子催化其转录成另一种碱基序列的核酸分子，如mRNA，而调控方式是指DNA 转录产生的mRNA是否以及如何有效地被表达，从而影响有效基因表达。
因此，真核生物基因的转录过程和调控方式对研究生物体的发育、进化和功能具有重要意义。
首先，真核生物基因的转录是由转录因子酶催化完成的。
发现DNA序列中的转录因子酶结合位点后，可以触发转录过程。
一般情况下，转录因子可以分为强相关转录因子和弱相关转录因子。
强相关转录因子可以直接结合基因起始子，而弱相关转录因子是可以互相协同作用的，只有多个弱相关转录因子聚集起来，才能结合基因起始子，激活转录过程。
其后，RNA聚合酶结合到基因起始子，并开始从DNA 模板复制RNA产物，并在新复制体上完成除去框架。
一旦翻译完成，mRNA可以被分泌到细胞外或运输到另一个细胞，在那里充当蛋白质模板结构。
其次，真核生物基因的调控方式是指DNA转录产生的mRNA是否以及如何有效地被表达。
重要的是要将mRNA表达调节到正确的水平，以确保细胞以有效的方式表达指定的基因。
真核生物基因的调控方式包括转录和转录后调控，分别由转录因子和调控因子来实现。
转录有两种形式，一种是基因质量调控，它控制基因的转录速率；另一种是基因转录路径调控，它控制基因表达特定蛋白质的转录路径，并可能与遗传学相关。
此外，转录后调控可以分为翻译调控和信使RNA修饰调控，它们可以识别和处理mRNA的表达，改变mRNA的稳定性以及调节蛋白质表达水平。
最后，真核生物基因的转录过程和调控方式是研究生物体发育、进化和功能中重要的因素之一。
转录过程和调控方式可以控制基因的表达水平，从而影响有效基因的表达，对细胞的发育和功能有重要的作用。
例如，基因的转录和调控可以影响基因组的结构变化，这可以帮助研究生物体的发育和进化过程。
转录调控名词解释
转录调控名词解释转录调控是一种技术，它可以调节基因表达。
它指的是影响基因表达的基因的组成、结构和互作的过程，从而影响细胞表型的方式。
简单来说，转录调控是对基因表达过程的控制和调整，使某些基因表达而其他基因不表达。
转录调控可以分为三个不同的步骤：增强子、增强子活动和转录因子结合。
增强子是DNA序列，在特定的位置形成编码蛋白质的基因上。
增强子可以激活和抑制其后面的基因，因此他们具有调节基因表达的能力。
增强子活动是指包括增强子在内的促使基因表达的过程中，DNA酸和蛋白质的相互作用。
转录因子结合是指转录因子和DNA的结合，它们可以识别和结合特定基因上的增强子，从而激活或抑制基因的表达。
一些转录因子在受到信号刺激时可以激活抑制的增强子，而其他的转录因子可以在增强子活动过程中发挥作用。
转录因子结合是调节基因表达的关键部位。
转录调控通常是一个复杂的过程，它可以以不同途径调节基因表达，比如RNA干扰、转录因子、结合位点等。
脂质和蛋白质也可以参与转录调控，它们可以变更增强子的活性，也可以抑制转录因子的结合。
在不同的细胞类型中，转录调控的作用会有所不同，比如类似细胞环境和内分泌系统。
在内分泌系统中，转录调控可以调节激素水平，或者在系统发生变化时，调节细胞的特殊功能。
转录调控是调节基因表达的一类重要技术，它可以调控细胞的功能和表型。
通过调节基因的表达，转录调控可以改变细胞的生理特征，从而影响细胞的行为。
通过调节基因的表达，转录调控可以控制和调整细胞的功能，从而改变细胞的表型和生命周期。
转录调控在多种研究领域扮演着重要的角色，比如发育生物学、病原学和药物发现等。
它可以用来解读基因表达的影响，从而对特定基因的功能和表达机理进行分析。
转录调控也可以用来鉴定特定基因的功能，并设计能够调节基因表达的药物。
转录调控是一种重要的技术，它可以调节基因表达，从而调节细胞的表型和生活周期。
它可以用于科学研究，用来揭示基因的功能，探讨基因的表达机理，确定新的药物靶标，及为药物研发提供有效治疗路径。
基因表达的调控机制
基因表达的调控机制基因表达是指基因通过转录和翻译过程将DNA信息转化为蛋白质的过程。
在细胞内，基因表达的调控机制起着至关重要的作用，决定了细胞的功能和特性。
本文将介绍基因表达的调控机制，包括转录调控、转录后调控和翻译调控。
一、转录调控转录调控是指通过调控基因的转录过程来控制基因表达水平。
转录调控主要包括启动子区域的结构和转录因子的结合。
1. 启动子区域的结构启动子是位于基因上游的DNA序列，包含转录起始位点和调控元件。
调控元件包括增强子和抑制子，它们可以与转录因子结合，促进或抑制转录的发生。
启动子区域的结构可以通过DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑等方式进行调控。
2. 转录因子的结合转录因子是一类能够结合到DNA上的蛋白质，它们通过与启动子区域的调控元件结合来调控基因的转录。
转录因子可以分为激活子和抑制子，激活子能够促进转录的发生，而抑制子则能够抑制转录的发生。
转录因子的结合与DNA序列的亲和性有关，不同的转录因子结合到不同的DNA序列上，从而实现对基因的调控。
二、转录后调控转录后调控是指在转录完成后，通过调控RNA的加工、修饰和稳定性来控制基因表达水平。
转录后调控主要包括RNA剪接、RNA修饰和RNA降解。
1. RNA剪接RNA剪接是指在转录过程中，将前体mRNA中的内含子剪接掉，将外显子连接起来形成成熟的mRNA。
通过剪接的方式，可以产生不同的mRNA亚型，从而调控基因的表达。
RNA剪接的调控主要依赖于剪接因子的结合和剪接位点的选择。
2. RNA修饰RNA修饰是指在转录后，通过添加化学修饰基团来改变RNA的结构和功能。
常见的RNA修饰包括甲基化、腺苷酸转换和伪尿苷酸转换等。
RNA修饰可以影响RNA的稳定性、转运和翻译效率，从而调控基因的表达。
3. RNA降解RNA降解是指通过核酸酶将RNA分解为小片段，从而降低基因的表达水平。
RNA降解的速度受到RNA的稳定性和降解酶的活性的影响。
不同的RNA分子具有不同的稳定性，一些RNA分子具有较长的半衰期，而另一些RNA分子则具有较短的半衰期。
生命科学中的转录调控研究
生命科学中的转录调控研究随着科技的不断进步，生命科学领域的研究也在不断深入。
其中，转录调控研究是生命科学中非常重要的一个领域。
转录调控研究的目标是探究基因表达的调控机制，揭示基因调控网络的组成和工作原理，为基因治疗、肿瘤治疗等提供重要的理论依据和实践指导。
一、转录调控的基本概念所谓转录调控，就是指在转录过程中，通过内部或外部信号的调控，控制基因启动子的结构和功能，诱导或抑制转录因子的结合，从而调节基因表达的发生。
在人类体内，几乎所有的细胞都具有相同的基因组，但每种细胞的表观基因组特征却因此而不同，这主要得益于转录调控的作用。
转录调控的具体机制包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA等。
二、转录调控的研究方法目前，转录调控的研究方法主要包括基因组学、转录组学、蛋白质组学等。
其中，基因组学是一门研究基因组特征、基因组组装和基因组进化规律的学科，同时也是转录调控研究的重要方法之一。
在基因组学的研究中，我们可以采用ChIP-Seq、ATAC-Seq 等技术，快速地鉴定出基因调控元件的位置、计算基因组修饰水平等。
这样，我们就可以更好地了解基因组的结构和功能，从而为基因调控的研究提供良好的基础条件。
三、转录调控的应用前景基因表达的变化与很多疾病的发生发展密切相关，如某些肿瘤的发生就与基因的异常表达有关。
可以说，探究基因表达的调控机制是肿瘤发生机制研究的重点和热点之一。
在以往的肿瘤基因组学领域，我们主要关注的是散在的突变点，但只靠基因突变，并不能真正探究疾病的本质。
而随着近年来科技的不断更新以及方法的拓展，我们逐渐认识到了更深层次的问题。
如果我们能够理解转录因子网络的调控机制，再结合基因突变信息，就有可能对肿瘤发生机制的研究作出更深入的贡献。
总之，转录调控研究是生命科学领域中的一个重要领域。
通过对转录调控的深入研究，我们不仅能够了解基因的组成和功能，还可以深入探究基因的表达调控机制，为基因治疗等领域的实践提供重要的理论指导。
转录和转录调控研究
转录和转录调控研究随着人类基因组计划和其他基因组计划的完成，生物学家们逐渐开始尝试理解基因的表达和调控，即基因是如何被转录为mRNA并最终翻译为蛋白质的。
转录和转录调控研究已成为生物学研究领域的重点之一。
一、转录和转录因子转录是基因表达的第一步，是指DNA模板上的基因信息被转录为mRNA分子的过程。
在真核生物中，转录需要在核内进行，转录过程中需要用到许多蛋白质因子，其中一些被称为转录因子。
转录因子可以与DNA的特定序列结合，并协助RNA聚合酶将基因信息转录成RNA。
转录因子的活动也能够被通过信号转导通路、环境因素、药物等进行调节。
二、RNA后处理和RNA可变剪接转录后的RNA分子通过一系列后处理的过程，最终形成可翻译的mRNA分子。
这个过程包括5’端盖结构的添加、多聚腺苷酸尾的加入以及RNA剪接。
RNA剪接是指先前称为前体mRNA的种类先通过剪切和剥离非编码序列，成为mRNA。
机体随着需要和发展要求的不断变化，有些基因的可翻译mRNA也需要在剪接过程中进行可变的剪接方式。
这种可变剪接常常导致产物的多样性。
许多不同的RNA分子因剪接而产生，这些RNA分子能够分别编码不同的蛋白质，或者在细胞中扮演调节信号通路等重要作用。
RNA的可变剪接机制成为基因表达和转录调控中的热点领域，已经成为了治疗癌症和其他常见疾病的重要目标。
三、转录调节转录调节指基因表达过程中的控制和调整。
通过加强或减弱基因转录所需的时间或者降低或升高mRNA级别，转录调节因素可以发挥其作用来满足生理或病理状态的需要，进而调节基因表达。
在乳腺癌和其他癌症中，转录调节因子活动异常通常会导致抑制或过度表达特定基因，从而驱使肿瘤复制。
研究和发现转录调节机制可能会为癌症治疗开辟新的思路。
转录调节因子包括转录激活因子和转录抑制因子，它们通过调整相关基因的转录率从而影响基因表达。
在癌症治疗中，对肿瘤特异性转录因子进行靶向治疗已经显示出重要的潜在性用途。
03转录及调控-3
（一）真核生物基因表达的特点
1. 细胞的全能性 2. 基因表达的时间性和空间性 3. 转录和翻译分开进行
4. 初级转录产物要经过转录后加工修饰
5. 部分基因多拷贝
6. 不存在操纵子结构 真核生物的mRNA是单顺反子mRNA
(monocistronic mRNA)
胚胎期
ε
胚胎期 δ2 Hb Grow1
原核生物以负调控为主： 原核生物染色质没有核小体结构，DNA没有遮蔽，
催化转录的RNA聚合酶很容易发现启动子，其基 因表达的调节很容易通过阻遏蛋白实现。 负调控提供了一个非常保险的机制：即使调节系 统失灵，蛋白质照样可以合成。很多原核操纵子 （元）系统，原核基因调控普遍涉及特异阻遏蛋 白参与的开、关调节机制。
Transcription
mRNA 5′
3′
1
2
3
Translation
Proteins
1
2
3
3.转录和翻译偶联进行；
4.mRNA翻译起始部位有特殊的碱基序列—SD序 列，共有序列为AGGAGG； 5.原核生物基因表达调控主要在转录水平，即对 RNA合成的调控。
通常有两种方式： (1) 起始调控，即启动子调控 (2) 终止调控(衰减子调控)
转录终止调控方式 ： A.依赖ρ因子的终止调控
噬菌体
B.不依赖ρ因子的终止调控
• 依赖mRNA3′末端转录终止子
• 衰减子介导的转录终止
色氨酸操纵子的表达调控
1.色氨酸操纵子的结构 色氨酸操纵子（tryptophan operon，trp operon）
负责色氨酸合成的操纵子，由启动子和操纵基因 区组成，该操纵基因区控制一个编码色氨酸生物合 成需要的5种蛋白的多顺反子mRNA的表达。
转录调控的基本概念与方法
转录调控的基本概念与方法转录调控是指在基因转录过程中通过多种调节机制来控制基因表达的过程。
基因的表达水平是由多个阶段调控的，其中包括转录过程的调节。
基因的转录调控是细胞生命活动中的一个重要部分，而其对生物体的正常发育和对合适环境中适应能力的维持有着至关重要的影响。
在本文中，我们将着重介绍转录调控的基本概念与方法。
一、概念基因在转录过程中，DNA双链经RNA聚合酶翻译成mRNA单链，mRNA单链最终被翻译成不同的蛋白质。
转录调控是指在这一过程中，通过调节转录起始和终止、核苷酸的翻译、RNA剪切和稳定性等一系列机制的调节，从而调节基因表达水平的过程。
简言之，转录调控是指通过各种控制机制来影响基因表达，从而控制细胞也就是生物体的生命活动。
二、转录调控的方法转录调控的方法包括以下三个过程：1、启动子识别和转录起始转录起始是指RNA聚合酶在启动子区域识别核心启动子及其包含的转录起始位点（TSS），从而决定基因的转录起始点和表达水平。
核心启动子区域包括4-6个核苷酸序列motif，如TATA-box、Inr、DPE、MTE、BRE和DCE等。
其中TATA-box位点是RNA聚合酶在解旋DNA双链时所结合的位点。
该位点在基因转录起始的过程中的作用很重要。
2、转录因子和共同调节转录因子是指具有DNA结合域的蛋白质，这种蛋白质能够与特异性和/或通用性转录因子协同作用，寻找并与特定位点结合，信号通路和正常的生理调节都会影响蛋白质的合成与功能。
这一过程被称为共同调节。
转录因子可以激活或静默启动子序列，以调整启动子的活性。
动物RNA聚合酶II的启动转录因子集合依次为TFIID、TFIIB、TFIIE、TFIIH、TFIIA及TFIIF。
共同调节同样是非常重要的调控机制，其中所涉及的转录因子根据不同基因的特点而异，有的是其自身结合，有的是与其他独立性转录因子互相结合。
3、RNA处理和稳定性RNA的加工包括剪切、剪裁、拼接和修饰。
转录和转录水平的调控要点
SECTIOＮ 5转录与转录水平得调控重点:转录得反应体系,原核生物ＲＮＡ聚合酶与真核生物中得RＮA聚合酶得特点,RNＡ得转录过程大体可分为起始、延长、终止三个阶段。
真核ＲNA得转录后加工,包括各种ＲNA前体得加工过程。
基因表达调控得基本概念、特点、基本原理。
乳糖操纵子得结构、负性调控、正性调控、协调调节、转录衰减、SＯS 反应。
难点:转录模板得不对称性极其命名,原核生物及真核生物得转录起始,真核生物得转录终止,mRNA前体得剪接机制(套索得形成及剪接),第Ⅰ、Ⅱ类与第Ⅳ类内含子得剪接过程,四膜虫rRNＡ前体得加工,核酶得作用机理。
真核基因及基因表达调控得特点、顺式作用元件与反式作用因子得概念、种类与特点、以及它们在转录激活中得作用。
一。
模板与酶:要点1．模板RＮA得转录合成需要DNA做模板,DＮＡ双链中只有一股链起模板作用,指导ＲＮA合成得一股DＮＡ链称为模板链(tｅmplaｔe strａnｄ),与之相对得另一股链为编码链(coｄｉng strand),不对称转录有两方面含义:一就是DNA链上只有部分得区段作为转录模板(有意义链或模板链),二就是模板链并非自始至终位于同一股DNＡ单链上。
2．RNA聚合酶转录需要RNA聚合酶。
原核生物得RNＡ聚合酶由多个亚基组成:α２ββ'称为核心酶,转录延长只需核心酶即可。
α2ββ＇σ称为全酶,转录起始前需要σ亚基辨认起始点,所以全酶就是转录起始必需得。
真核生物ＲＮA聚合酶有RN Ａ－ｐolⅠ、Ⅱ、Ⅲ三种,分别转录４5s－rRNＡ; mＲNＡ(其前体就是hｎRNA);以及5s—rRNA、sｎRNA与tRNA、3。
模板与酶得辨认结合转录模板上有被RNA聚合酶辨认与结合得位点。
在转录起始之前被RNA聚合酶结合得DＮA部位称为启动子。
典型得原核生物启动子序列就是—3５区得TTGA ＣA序列与—１0区得Priｂnow盒即TＡＴAAT序列。
真核生物得转录上游调控序列统称为顺式作用元件,主要有TATA盒、、ＣG盒、上游活化序列(酵母细胞)、增强子等等。
转录调控及其调节机制
转录调控及其调节机制转录是基因表达的第一步，也是最重要的一步。
在这个过程中，DNA氨基酸序列被转录成mRNA，再通过翻译过程产生蛋白质。
在真核生物中，转录是由RNA聚合酶II（RNA Pol II）完成的。
RNA Pol II的活性受到许多转录调节因子的影响，其中一个最重要的因素是转录因子。
转录因子通过结合到DNA特定区域上来控制基因转录的启动和抑制。
在转录调控过程中，转录因子与核心转录启动因子、共活化因子或共抑制因子相互作用，形成了一个复杂的网络。
转录调控机制1. 转录因子转录因子是最重要的转录调节因子，它们通过与DNA结合来调控基因转录机制。
转录因子由一个或多个DNA结合域和一个或多个活化域或抑制域组成。
DNA结合域可以结合到DNA上特定的序列区域。
如，锌指结构域家族（ZFP）和染色质结构域家族（Chromodomains）等。
活化和抑制域可以与转录因子相互作用，调控基因表达。
2. 信号通路许多信号通路能通过控制转录因子的结合和功能来调控基因转录。
如，Wnt信号通路能够通过稳定β-连环蛋白来影响分泌蛋白转录；NF-κB信号通路能调动与间接控制的基因；TGF-β信号通路与JAK/STAT信号通路能够直接调节基因转录，如Cytokine Receptor Family介导的转录。
通过控制某个转录因子的表达和功能，许多信号通路在生长和发育过程中都发挥着重要的作用。
3. DNA结构DNA序列的物理结构也能影响基因转录。
包括染色质的可及性、DNA修饰、组蛋白修饰等等。
例如，DNA甲基化是一种广泛存在于真核生物中的表观遗传学机制，能够对DNA的结构和性质进行调节。
DNA甲基化通过特定的酶水平导致某些区域合适地被超凉福利片，进一步阻碍或信号转录过程。
转录调控的角色1. 发育调节在生物成长过程中，各种类型的基因都有时期性表达。
这种表达是通过转录调控信号传递、转录因子、染色质修饰等实现的。
如，基因Pax-6在眼睛和大脑发育过程中起着重要的作用，而MyoD则在肌肉细胞发育过程中起着主要的调节作用。
原核生物转录及调控常用资料
操纵子与乳糖操纵子
1.提出：1961年, Jacob （雅格布）-Monod（莫诺）. 2.操纵子：操纵子是基因表达和调控的单元，典型的操纵
操纵子是原核生物转录调控的主要模式，其中最典型的代 表为乳糖操纵子和色氨酸操纵子。除了调控蛋白（阻遏蛋 白）与操纵元件结合阻止RNA聚合酶前进达到降低转录效 率主要调控途径外，还存在一种称之为“弱化子”特殊调 控模式。弱化子通过前导肽的翻译过程中核糖体占位是否 影响前导mRNA的终止子形成而控制后续mRNA分子合成。
不形成强的发夹结构，必须一种辅助因子即ρ蛋白来帮助转录终止。
原核生物转录调控模型
-35序列 -10序列
+1
调控元件：启动子 和操纵区（覆盖在启动子和编码区交叉区，是阻遏调节蛋白质的结合位点）。
不形成强的发夹结构，必须一种辅助因子即ρ蛋白来帮助转录终止。
···上游特异元件 ········TTGACA ······TATAAT ······CA/G T
终止子
Figure 8.6
终止序列的特点：
1）发夹结构(减速) 2）4个或更多的U残基 （脱离）
依赖ρ的转录终止
不形成强的发夹结构 ，必须一种辅助因子 即ρ蛋白来帮助转录 终止。六聚体蛋白， 识别72bp 序列（特 异结构），依赖单链 RNA水解ATP。
依赖ρ的转录终止
Rho factor (ρ)-dependent termination
25Å
The channel through the enzyme (denoted c) is closed in the core and open in the holoenzyme.
Binding of RNA polymerase to promoter σ- factor selects the promoters to which RNA polymerase will bind tightly. The genes adjacent to these promoters will then be transcribed.
原核生物的转录与调控
二、转录程度的调控－操纵子
5. 反式作用因子与顺式作用元件
基因表达的产物〔蛋白质或RNA〕从合成的场所扩散到目的场 所而发挥作用的过程称为反式作用〔trans-acting〕，此基 因表达产物被称为反式作用因子〔trans-acting factor〕 。
的第10碱基对，它的共有序列是TATAAT。-10序列是RNA聚合酶 的结实结合位点，是聚合酶启动DNA解旋的序列。因此，-10序列 可通过影响开放复合物的形成速度而控制转录。 -35序列：也是一个六聚体，其中心位于-35碱基对处，它的共有序列是 TTGACA，是RNA聚合酶的识别位点。 -35和-10序列之间的间隔 非常重要，在90%的启动子中变动在16和18 个碱基之间，两序列间为17bp时转录效率最高。
-35序列、-10序列和起始点序列
TTGACA
16-18bp
TATAAT
5-8bp
-35序列
Sextama框
-10序列
Pribnow框
C－GA T
+1
起始点
细菌启动子有４个保守性特征： 转录起始点：开场碱基90%是嘌呤，G比A更常见。 -10序列：起始点上游一个6bp区，这个六聚体的中心靠近起始点上游
例如，它的稳定性与它能否被翻译有关。 4. 翻译程度：和转录程度一样，翻译程度的调控也包括起始
和终止的调控。
机体可以在基因表达过程的任何阶段进展调控，一般以 转录程度上的调控为主。
二、转录程度的调控－操纵子
1. 操纵子
操纵子是原核生物基因构造、表达和调控的根本形式。 一个操纵子包括一个上游的调控区和一个以上的构造基 因组成。 调控区包含启动子和操纵基因两部分。该区控制连锁在 一起的多个基因的转录。
基因转录和转录因子的功能与调节
基因转录和转录因子的功能与调节
基因是人体及其他生物体内的基本遗传单位，它包含DNA序列，携带着一个
个编码蛋白质的信息。
每种蛋白质都有不同的功能，从而组成了我们的身体结构和生理功能。
而基因的转录就是将DNA信息转化为RNA信息的过程，转录后的
RNA可以进一步翻译成蛋白质。
基因转录的过程需要依赖一种重要的蛋白质复合物——RNA聚合酶。
这个复
合物包括多个次单位，其中核心酶是一个14个亚单位的大分子复合物，它能够识
别DNA信息，并将其转录为RNA。
同时，还需要转录因子和其他辅助蛋白质的帮助，才能完成整个过程。
而转录因子是一类特殊的蛋白质，它们能够结合到DNA序列上，通过与RNA
聚合酶的作用，促进或者抑制基因的转录。
转录因子与不同DNA序列具有特异性
结合，因此可以根据不同的生物学过程和外界环境的变化，对不同的基因进行调控。
除此之外，还有一些肽类因子和小分子化合物可以影响基因的转录。
例如，激
素类分子可以通过与核内的受体相结合，影响转录因子的活性和数量，从而达到调节基因转录的效果。
同样，许多化合物，包括药物和天然产物，也可以调节基因的表达，进而产生不同的生物效应。
这些因子和化合物都可以通过影响核内的转录因子和其他调节因子的活性和数量，产生生物学效应。
基因转录和转录因子都是非常重要的生物学过程，它们可以调控生物体内众多
生理过程的正常发展，包括细胞分裂、代谢过程、信号传导、细胞死亡等等。
因此，对于这些过程的深入研究和了解，不仅可以帮助我们更好地理解生物学，更能够推进医学疾病的治疗、药物研发以及其他基因编辑和修复技术的发展。
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（二）转录延长 1. 与原核生物大致相似，
没有转录与翻译同步的现象。 2. RNA-pol前移,核小体移位和解聚现象。
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核小体
RNA-Pol
转
转录方向
录
延
长
中
的
核
RNA-Pol
小
体
移
位
RNA-Pol
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（三）转录终止 —— 和转录后修饰密切相关。
转录终止修饰点: DNA读码框架下游的一组AATAAA和GT共同
原核生物启动子保守序列
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转录起始点
1、 转录开始的位置
超过90%的转录起始点为嘌呤核苷酸，在转录 起始点有一保守序列：MCATMM，A是转录 始点。 M：A或C或G
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—10序列
2、 —10序列，位于转录起始位点上游— 10bp左右，有一个6个碱基组成的保守 序列TATAAT，是RNA聚合酶结合的部 位，又称为TATA盒或Pribnow盒。
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转录起始过程：
2. DNA局部解链 RNA聚合酶挤入DNA双链中，解链长度约
12~17个核苷酸， 拓扑异构酶参与。 形成开放转录复合物(二元复合物)
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转录起始过程：
3. 在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应， 形成转录起始复合物。
5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + ppi
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发夹式结构和寡聚U的共同作用使RNA从三元 复合物中解离出来。
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终止效率与 二重对称序列 （至少6bp）和 寡聚U（至少4个 U）的长短有关， 长度↑，终止效 率↑。
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2. 不依赖因子的终止
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启动子
转录单位
终止子
+1
转录起点
编码区(开放阅读框)
转录终点
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不对称转录（asymmetric transcription） * 在DNA分子双链上某一区段，一股 链可转录，另一股链不转录； * 模板链并非永远在同一单链上。
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1. 亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变构， 与模板结合松弛，沿着DNA模板前移；
2. 在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链 不断延长。 (NMP) n + NTP (NMP) n+1 + PPi
3. 转录空泡的形成：
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转录空泡(transcription bubble)：
A
B
C
D
编码区 A、B、C、D
非编码区 8/3/2020
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RNA编辑的生物学意义：
扩充遗传信息 产生多种表达产物，产生多种生物学效应， 产生功能用途的分化。
DNA上的基因数要比表达的蛋白质种 类少。估计10万个基因，实际3万个基因。
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不依赖因子的终止机制
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第三节 真核生物转录
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一、真核生物转录酶及相关因子
（一）真核生物的RNA聚合酶
种类
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
转录产物 45S-rRNA hnRNA 5S-rRNA 某些 snRNA tRNA、snRNA
对鹅膏蕈 （xun）碱
的反应
耐受
极敏感
中度敏感
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第三章 转录及其调控
湖北理工学院医学院 教师： 苏振宏
生物化学 Biochemistry
第一节 转录的基本原理
转录 ( transcription ) ——生物体以DNA为
模板合成RNA的过程。
DNA
转录
RNA
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转录单位
转录单位：一个转录区段可视为一个转录单位，包括 若干个结构基因及其上游的调控序列。
转录起始需解决两个问题： 1. RNA聚合酶必须准确地结合在转录模板的起
始区域。
2. DNA双链解开，使其中的一条链作为转录的 模板。
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转录起始过程：
1. 辨认起始位点： 亚基辨认启动子的-35区，RNA聚合酶全
酶(2)与模板疏松结合。 酶滑行到-10区，通过亚基与模板牢固
结合。 形成闭合转录复合物(二元复合物)
相关概念
模板链(template strand)有意义链或Watson链： DNA双链中，能按碱基配对规律指引转录，生成RNA的 一股单链。
编码链(coding strand)反义链或Crick链： DNA双链 中碱基序列与RNA一致的一股链。
结构基因
转录方向
编码链 模板链
转录方向
模板链 编码链
特点：不同的启动子，其位置略有不同 不同的启动子，每个碱基出现的频率不 同。
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—35序列
3、—35序列：位于转录起始位点上游35bp处， 故称—35序列，有一个6个碱基组成的保守序 列TTGACA.
➢ 不同启动子的—35序列的每个碱基出现的频率 不同。
➢ —35序列是RNA聚合酶初始结合的部位 ➢ —35序列的核苷酸结构决定了启动子的强度
转录起始复合物(三元复合物): RNA聚合酶-DNA 模板-四磷酸二核苷酸
RNApol (2) - DNA - 5'pppGpN- OH 3
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● 原核生物转录起始复合物
σ因子与核心酶形成全酶，σ因子发现起始 位点，全酶与-35序列结合，酶分子向-10序 列转移并牢固结合。形成闭合转录复合物
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高度的忠实性(high fidelity)
转录的忠实性是指一个特定基因的转录具有 固定的起点和固定的终点，而且被转录产生的剪 基序列，严格遵守碱基互补原则。
然而，转录出错率高于复制出错率 原因：RNA聚合酶没有校读功能
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高度的进行性(highly progressive)
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4、作用部位间隔区
-35序列和-10序列之间的间隔区碱基序列对转录起始并 不重要。
➢ -35序列和-10序列之间的间隔区长度对转录很重要。
➢ 实验结果表明： -35序列和-10序列之间的间隔区长度 为17bp时转录效率最高。
大多数启动子为16~18bp
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一、原核生物转录的起始
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帽子结构: (m7GpppGp —) 7-甲基鸟嘌呤-三 磷酸鸟苷
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➢ 此外还可以形成帽子1，帽子2等 ➢ 第一第二位的核苷酸的2’-O位上被甲基化形成帽子1，
帽子2，
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帽子结构的功能:
核内生成, 保护mRNA不被核酸外切酶水解。 与翻译过程有关，帽子结构结合蛋白是翻
RNA聚合酶 核糖体
原核生物转录过程中的现象
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三、转录终止
RNA聚合酶在DNA模板上停止前进， 转录产物RNA链从转录复合物上脱落。
机制 依赖Rho (ρ)因子的转录终止
非依赖Rho因子的转录终止
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1.依赖因子的终止
因子：又称释 放因子，六聚体 蛋白，可以水解 NTP，其解旋酶 促使新生RNA链 从三元转录复合 物中解离出来， 从而终止转录。
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RNA聚合酶保护区 结构基因
5
3
3
5
5
3
-50 -40 -30 -20 -10 1 10
3
5
-35 区
-10 区
开始转录
TTGACA AA C T G T
T A T A A T Pu A T A T T A Py
RNA-pol辨认位点 (Pribnow box) (recognition site)
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亚基
ω
分子量
36512 150618 155613 11000 70263
功能
决定哪些基因被转录 催化功能
结合DNA模板 功能尚不清楚 辨认起始点
σ亚基结合位点：-35序列 β‘亚基结合位点：-10序列
（二） ρ因子
1969年Roberts研究发现的控制转录终止的蛋白质。
正常的转录一旦发生，就不会中途停止，转录终止 前RNA聚合酶不从模板链解离下来
一旦RNA聚合酶从模板链解离，则解离下来的 酶不可能与解离点重新结合
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第二节 原核生物转录
8/3/2020
一、原核生物转录相关结构和酶
（一）原核生物的RNA聚合酶
核心酶 core
enzyme
全酶 holoenzyme
序列, 参与转录终止过程, 这些序列称之为转录终 止修饰点。
8/3/2020
mRNA
Poly (A)
3加尾
核酸酶
3’
5’
5’ AATAAA GTGTGTG
RNA-pol
3’
转录终止的修饰点
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一、 mRNA的转录后加工
（一）首、尾的修饰 1、5 端形成 帽子结构 5 m7GpppGp — ( NTP ) n
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因子的终止的作用机制
8/3/2020
8/33/32020
2. 不依赖因子的终止
➢ 终止子富含GC反向序列出现转录延宕；
➢ RNA聚合酶是由一个挂在DNA上滑行的环带动着前进的，而这个环恰好可以容下DNA单连，不能 通过比较粗的茎环结构