中山大学分子生物学_复习总结

1. 原核基因组与真核基因组（prokaryotic genomes and eukaryotic genomes）

大小（size）：原核生物的一般都比较小，且变化范围也不大（最大/最小约为20）。

真核生物的一般要比原核生物的大很多，且变化范围也很大（最大/最小可达8万）

⏹基因结构（gene structure: continuous coding sequences, split genes）

原核基因组：环状，较小；通常由单拷贝或低拷贝（low-copy）的DNA序列组成；基因排列紧密，较少非编码序列——“streamlined”

真核基因组：多线状；大小一般要比类核基因组大好几个数量级，且变化范围很大；有大量的非编码序列（重复序列、内含子等）

⏹非编码序列（non-coding sequences: repeated sequences, introns）

局部分布的重复序列（localized repeated sequences）：串联式（tandem）的高度重复序列（highly repeated sequences）：重复单位的长度从几bp到几百bp，可重复几十万次或更多，常见于着丝粒、端粒和异染色质区域

散布的重复序列（dispersed repeated sequences）：

短的散布式重复序列（short interspersed elements, SINEs）：500 bp以下，可重复10^5次或更多，很多SINEs都是反转录转座子（retroposon）；长的散布式重复序列（long interspersed elements, LINEs）：5 kb以上，可重复10^4次或更多，很多LINEs也是与反转录转座子相关的序列

内含子（intron）：I 类（group I intron）、II 类（group II intron）、III 类（group III intron）、核mRNA内含子（nuclear mRNA intron），即剪接体内含子（spliceosomal intron）、核tRNA 内含子（nuclear tRNA intron）、古细菌内含子（archaebacterial intron）

⏹细胞器基因组（organelle genomes: mitochondrial genomes, chloroplast genomes）线粒体基因组：在不同类型的生物中变化很大

多细胞动物：细小、致密，没有或很少非编码序列

高等植物：复杂、不均一，比动物的大得多

原生动物、藻类、真菌：或偏向于动物型，或偏向于植物型，但又有其各自的独特之处

叶绿体基因组：

比较均一，85 ~ 292 kb（大部分都在120 ~ 160 kb之内）

2. 转录（transcription）

（1）RNA聚合酶（RNA polymerase）

原核生物：1种，全酶（holoenzyme）由核心酶与σ亚基组成，σ亚基的作用

真核生物：3种，由多个亚基组成

cis- 顺式、同一分子trans- 反式、不同分子

in vivo 体内、细胞内in vitro 体外、无细胞体系

in situ原位in silico 基于生物信息学的研究体系

sense strand有义链）= nontemplate strand

antisense strand（反义链）= template strand

（2）顺式作用元件与反式作用因子（cis-acting elements and trans-acting factors）

启动子（promoters）、增强子（enhancers）为顺式作用元件

原核启动子：-10 box (Pribnow box), -35 box

真核启动子：I类，II类，III类

RNA聚合酶I识别的启动子（I类启动子，class I promoters）

RNA聚合酶II识别的启动子（II类启动子，class II promoters）

RNA聚合酶III识别的启动子（III类启动子，class III promoters）

增强子：较多在真核生物中存在；能增强转录的元件，但又不是启动子的一部分（无位置、

方向的限制），增强子常在启动子的上游，但也可以在基因内部（如内含子中）

转录因子（transcription factors）为反式作用因子，真核基因的转录需反式作用因子

通用转录因子能使聚合酶结合到启动子上，形成预起始复合物（preinitiation complex），包括形成开启的启动子复合物（open promoter complex），但只能导致基础水平的转录

通用转录因子：I类，II类，III类

II类因子：Polymerase II 转录所需的通用转录因子

II类预起始复合物:包含有RNA聚合酶II及6种通用转录因子：TFIIA、TFIIB、TFIID、TFIIE、TFIIF、TFIIH。TFIID在TFIIA的协助下，首先结合到TATA box，形成DA复合物，然后TFIIB再结合上去。

TFIIF协助Polymerase II结合到DNA链上（-34至+17区域）

TFIIHE、TFIIH结合到复合物体中，形成DABPolFEH预起始复合物

TFIID的结构及功能：TFIID本身是一个复合物，含1个TATA box结合蛋白（TATA box-binding protein, TBP）和8 ~ 10个TBP相联因子（TBP-associated factors, TAFs, or TAFIIs）TATA box结合蛋白（TBP）：序列非常保守的一种蛋白质（约38 kD），包含180个氨基酸的羧基末端，该末端是TA TA box结合域（binding domain）、TBP 是马鞍形的，结合到DNA 双螺旋的小沟上，能使TA TA box弯曲80°

TBP相联因子（TAFIIs ）：至少有8种，序列上也相当保守

主要功能：促进转录、与启动子的元件相互作用（起始子、下游元件）、与基因特异转录因子相互作用、TAFIIs中的TAFII250还有酶的功能，如作为组蛋白乙酰转移酶

TFIIA：在酵母中有2个亚基，在果蝇和人中有3个亚基；TFIIA可以看成是一种TAFII（与TBP结合，能稳定TFIID与启动子之间的结合）；在体外体系中，TFIIA并非必不可少TFIIB：单亚基的因子（35 kD）；能把TFIID与TFIIF/Pol II相连在一起，即是聚合酶II结合到预起始复合物所必需的；能与一些基因特异转录因子相互作用，促进转录

TFIIF的结构及功能：由2条多肽构成：RAP30与RAP70（RAP stands for RNA polymerase II-associated protein）；RAP30与E. coli的 因子有一定的同源性，能使TFIIF结合到Pol II；FIIF与Pol II结合后，能减少聚合酶与DNA之间非特异的相互作用，引导聚合酶到已结合有TFIID、TFIIA和TFIIB的启动子上

TFIIE：有2个亚基（56 kD, 34 kD），每个亚基在TFIIE中都有2个拷贝（总分子量约为200 kD）；能结合到DABPolF的复合体上，对转录有促进作用

TFIIH：最后一个结合到预起始复合物的通用转录因子，结构、功能均复杂

功能之一是使Pol II最大一个亚基的羧基末端域（CTD）磷酸化，即使Pol IIA变为Pol IIO，从而导致转录起始到转录延伸过渡；具有DNA解螺旋酶（helicase）的活性，这是聚合酶离开启动子往前转录（promoter clearance）所需的

I类因子（class I factors）：Polymerase I 转录所需的通用转录因子

I类预起始复合物:RNA聚合酶I和2种通用转录因子（I类因子）：SL1、UBF（上游结合因子，upstream-binding factor）

SL1

由TBP（TATA box结合蛋白）与3种TAFs（TAFIs，TBP相联因子）组成的复杂蛋白质SL1并不直接与启动子结合，但它能加强UBF与启动子的结合，促进预起始复合物的形成SL1还是rRNA基因转录的物种特异性的决定因素之一

UBF

由2条多肽构成（97 kD和94 kD），而97 kD的多肽即具UBF的活性

能与I类启动子的核心元件及UCE（上游控制元件）的位点结合，再与SL1一起，促进转录