基因表达调控转录
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RNA聚合酶中各亚基的功能： 识别启动子 RNA合成；抑制剂：利福霉素，利迪链霉素 ’负责与DNA结合 增强聚合酶与启动子的专一性结合
基因表达调控转录
原核生物转录起始
Eubacterial RNA polymerases have four types of subunit; a, b, and b have rather constant sizes in different bacterial species, but s varies more widely.
基因表达调控转录
原核生物转录起始
基因表达调控转录
原核生物转录起始
人们对启动子区的序列进行大量突变的结果表明：对于大 肠杆菌或者其亲缘关系密切的其它原核细菌而言，最佳的 启动子构成为Pribnow box位于Inr上游-7bp,Sextman位于 Pribnow box上游17bp处
Sextman box
中更换或增减一个核苷酸就可能导致转录速度发生变化； ② 方向特异性：为一种极性顺式调控元件，即正反两种方向只有一种有功能； ③ 位置特异性：启动子一般只能在受调控基因的上游或基因内部前端。甚至
在基因上游，启动子和转录起点之间的距离也是相对固定的； ④ 种属特异性：原核生物的不同物种、真核生物不同组织、细胞都可能存在
不同的启动子。 启动ຫໍສະໝຸດ Baidu确定的方法：footprinting
基因表达调控转录
基因表达调控转录
原核生物转录起始
原核生物启动子：主要以典型大肠杆菌启动子进行分析发现，典型细菌的启 动子主要由以下四部分组成：
① 转录起始位点（Inr)：多数细菌的Inr为C（A/G）90T，其中中间一个核苷酸 为转录的起始位点；
③ Sextman盒: 细菌启动子在距离Inr上游约35bp处,还有另一个6bp的保守序列, 即-35区。保守序列：T82T84G78A65G54A45，其中前3个碱基TTG高度保守。 Sextman盒是RNA聚合酶的识别位点，RNA聚合酶的一个亚基首先定位于该 序列，然后其它亚基与-10区结合；
④ 间隔区：90%的大肠杆菌启动子在Pribnow盒和Sextman盒之间有一个1619bp的间隔区，而间隔区〈15bp或〉20bp的启动子只占少数。尽管此间隔区 的序列并不重要，但其长度非常重要，因为它要保证2个盒位于双螺旋的同 一侧，才能促进它们与RNA聚合酶的各亚基相互作用。
I. 转录起始 II. 转录延伸 III. 转录终止
基因表达调控转录
Figure 9.7 Transcription has three stages, which involve different types of interaction between RNA polymerase and DNA. The enzyme binds to the promoter and melts DNA, remains stationary during initiation, moves along the template durign elongation, and dissociates at termination.
基因表达调控具有时空双重性：时序调控是指基因表达的先后次序和相 对强弱；空间调控是指基因表达的区域和环节。
基因表达调控转录
基因表达第一步—转录
转录是指以DNA的一条链（编码链或反义链）为模板， 在RNA聚合酶（以DNA为模板的RNA聚合酶）的作用 下，合成RNA的过程；
为更清楚地研究转录，我们人为的将转录分为三个阶 段：
基因表达调控
—基因的转录调控
基因表达调控转录
基因表达调控在在基因工程中的意义
基因工程的本质即是将外源基因与载体进行体外拼接后转入宿主细胞， 使宿主高效稳定地表达蛋白质产物，因此基因表达调控的分子机制是基 因工程原理的指导思想。
结构基因或者蛋白编码基因的表达都是需要转录和翻译2个环节，而每 个环节都存在不同的基因表达调控的位点。基因表达的时空性其实也是 通过对转录和翻译两个环节的调控实现的。其中转录调控是更为关键和 主要的调控位点。
基因表达调控转录
转录起始
RNA聚合酶结合于启动子（Promoter)序列 启动子（Promoter)是一段提供RNA聚合酶定位与结合的靶序列。一般来说， 启动子位于基因上游，一般不超过200bp。一旦RNA聚合酶定位并结合于 启动子，即可启动转录过程，因此启动子是基因表达调控的重要顺式元件。
启动子具有以下几方面的特性： ① 序列特异性：在组成启动子的DNA序列中，一般由20bp是相对保守的，其
17bp
Pribnow box
7bp Inr
基因表达调控转录
原核生物转录起始
原核细菌的RNA聚合酶（RNA polymerase)：以DNA为模板的RNA聚 合酶。原核细菌种仅由一种聚合酶完成全部RNA的转录；
大肠杆菌RNA聚合酶的结构： RNA聚合酶全酶由5个亚基构成，分别为2， ，总分子量为 480KDa。事实上，RNA聚合酶在转录前和转录过程中均以核心酶 （ 2，）和因子两种分离形式存在于细胞内，并且实验证明RNA 聚合酶识别序列的特异性取决于因子。
基因表达调控转录
原核生物转录起始
在转录以前，核心酶与DNA之间就有亲和力，这种亲和力来自蛋白碱 性侧链基团和DNA磷酸根骨架之间的静电引力，无序列特异性，为二 者之间的松弛结合。当 亚基与松弛结合在DNA任何位点的核心酶结 合后，核心酶构象发生了改变：全酶与非特异DNA序列的亲和力下降 几万倍，致使全酶从非特异的DNA链上脱落下来，而后 亚基与-35 相互作用，使聚合酶识别特定的启动子序列，形成封闭的启动子复合 物。
② Pribnow盒（-10区）：距离Inr上游6bp处，存在一个6核苷酸的保守序列。 因为其中间的碱基的位置在Inr上游的10bp，因此也称为-10区。保守序列： T80A95T45A60A50T96； Pribnow盒中间碱基的位置在-9至-18范围内变动； Pribnow盒的作用是RNA聚合酶的结合位点，RNA聚合酶结合后，使该AT 丰富区消耗较少的能量就解开螺旋，此时RNA聚合酶与启动子的复合物便由 关闭状态转向开放状态，启动转录。
基因表达调控转录
原核生物转录起始
Eubacterial RNA polymerases have four types of subunit; a, b, and b have rather constant sizes in different bacterial species, but s varies more widely.
基因表达调控转录
原核生物转录起始
基因表达调控转录
原核生物转录起始
人们对启动子区的序列进行大量突变的结果表明：对于大 肠杆菌或者其亲缘关系密切的其它原核细菌而言，最佳的 启动子构成为Pribnow box位于Inr上游-7bp,Sextman位于 Pribnow box上游17bp处
Sextman box
中更换或增减一个核苷酸就可能导致转录速度发生变化； ② 方向特异性：为一种极性顺式调控元件，即正反两种方向只有一种有功能； ③ 位置特异性：启动子一般只能在受调控基因的上游或基因内部前端。甚至
在基因上游，启动子和转录起点之间的距离也是相对固定的； ④ 种属特异性：原核生物的不同物种、真核生物不同组织、细胞都可能存在
不同的启动子。 启动ຫໍສະໝຸດ Baidu确定的方法：footprinting
基因表达调控转录
基因表达调控转录
原核生物转录起始
原核生物启动子：主要以典型大肠杆菌启动子进行分析发现，典型细菌的启 动子主要由以下四部分组成：
① 转录起始位点（Inr)：多数细菌的Inr为C（A/G）90T，其中中间一个核苷酸 为转录的起始位点；
③ Sextman盒: 细菌启动子在距离Inr上游约35bp处,还有另一个6bp的保守序列, 即-35区。保守序列：T82T84G78A65G54A45，其中前3个碱基TTG高度保守。 Sextman盒是RNA聚合酶的识别位点，RNA聚合酶的一个亚基首先定位于该 序列，然后其它亚基与-10区结合；
④ 间隔区：90%的大肠杆菌启动子在Pribnow盒和Sextman盒之间有一个1619bp的间隔区，而间隔区〈15bp或〉20bp的启动子只占少数。尽管此间隔区 的序列并不重要，但其长度非常重要，因为它要保证2个盒位于双螺旋的同 一侧，才能促进它们与RNA聚合酶的各亚基相互作用。
I. 转录起始 II. 转录延伸 III. 转录终止
基因表达调控转录
Figure 9.7 Transcription has three stages, which involve different types of interaction between RNA polymerase and DNA. The enzyme binds to the promoter and melts DNA, remains stationary during initiation, moves along the template durign elongation, and dissociates at termination.
基因表达调控具有时空双重性：时序调控是指基因表达的先后次序和相 对强弱；空间调控是指基因表达的区域和环节。
基因表达调控转录
基因表达第一步—转录
转录是指以DNA的一条链（编码链或反义链）为模板， 在RNA聚合酶（以DNA为模板的RNA聚合酶）的作用 下，合成RNA的过程；
为更清楚地研究转录，我们人为的将转录分为三个阶 段：
基因表达调控
—基因的转录调控
基因表达调控转录
基因表达调控在在基因工程中的意义
基因工程的本质即是将外源基因与载体进行体外拼接后转入宿主细胞， 使宿主高效稳定地表达蛋白质产物，因此基因表达调控的分子机制是基 因工程原理的指导思想。
结构基因或者蛋白编码基因的表达都是需要转录和翻译2个环节，而每 个环节都存在不同的基因表达调控的位点。基因表达的时空性其实也是 通过对转录和翻译两个环节的调控实现的。其中转录调控是更为关键和 主要的调控位点。
基因表达调控转录
转录起始
RNA聚合酶结合于启动子（Promoter)序列 启动子（Promoter)是一段提供RNA聚合酶定位与结合的靶序列。一般来说， 启动子位于基因上游，一般不超过200bp。一旦RNA聚合酶定位并结合于 启动子，即可启动转录过程，因此启动子是基因表达调控的重要顺式元件。
启动子具有以下几方面的特性： ① 序列特异性：在组成启动子的DNA序列中，一般由20bp是相对保守的，其
17bp
Pribnow box
7bp Inr
基因表达调控转录
原核生物转录起始
原核细菌的RNA聚合酶（RNA polymerase)：以DNA为模板的RNA聚 合酶。原核细菌种仅由一种聚合酶完成全部RNA的转录；
大肠杆菌RNA聚合酶的结构： RNA聚合酶全酶由5个亚基构成，分别为2， ，总分子量为 480KDa。事实上，RNA聚合酶在转录前和转录过程中均以核心酶 （ 2，）和因子两种分离形式存在于细胞内，并且实验证明RNA 聚合酶识别序列的特异性取决于因子。
基因表达调控转录
原核生物转录起始
在转录以前，核心酶与DNA之间就有亲和力，这种亲和力来自蛋白碱 性侧链基团和DNA磷酸根骨架之间的静电引力，无序列特异性，为二 者之间的松弛结合。当 亚基与松弛结合在DNA任何位点的核心酶结 合后，核心酶构象发生了改变：全酶与非特异DNA序列的亲和力下降 几万倍，致使全酶从非特异的DNA链上脱落下来，而后 亚基与-35 相互作用，使聚合酶识别特定的启动子序列，形成封闭的启动子复合 物。
② Pribnow盒（-10区）：距离Inr上游6bp处，存在一个6核苷酸的保守序列。 因为其中间的碱基的位置在Inr上游的10bp，因此也称为-10区。保守序列： T80A95T45A60A50T96； Pribnow盒中间碱基的位置在-9至-18范围内变动； Pribnow盒的作用是RNA聚合酶的结合位点，RNA聚合酶结合后，使该AT 丰富区消耗较少的能量就解开螺旋，此时RNA聚合酶与启动子的复合物便由 关闭状态转向开放状态，启动转录。