分子生物学--转录与转录后加工课件

原核 DNA
ABC
P 转录
真核
DNA P A P B P C
转录
mRNA A B C
mRNA
A
B
C
• 真核细胞转录和翻译在时间上和空间上都是分 开的，转录在细胞核，翻译在细胞质。
• 真核细胞RNApol高度分工
• 启动子更复杂和更多样性，不同的RNA聚合酶 有不同的启动子
• 真核生物转录需要许多转录因子(transcription factor,TF）的参与。
不依赖ρ因子的终止子: E.coli有两类
依赖于ρ因子的终止子
不依赖ρ因子的终止子:
• 简单终止子，又称内在终止子 （Intrinsic terminator）
• 转录终止不依赖任何辅助因子。 而依靠转录产物形成特殊的茎 环二级结构
具有茎环结构
•有茎环结构，富含GC •茎环结构后有寡聚尿苷
依赖ρ因子的终止子 （rho-dependent terminators ）
• different genes may use different strands as template
（二）原核生物RNA聚合酶
DNA指导的RNA聚合酶 DNA dependent RNA polymerase(DDRP)
E.coli RNA聚合酶
全酶 (holoenzyme)：
β’
α2β’ σ
模板的识别
启动子（promoter）：RNA聚合酶识别，结合并 开始转录的一段DNA序列。
-35序列
TTGACA
-10序列
TATAAT
转录起 始位点
五种不同启动子的共同顺序
箭头表示突变，向上表示增加转录水平，向下表示降低转录水平
提供RNA聚合酶 识别信号
有助于DNA 局部双链解开
σ因子对RNA聚合酶与DNA结合的影响
2020
分子生物学--转录与转录后加工课
转录和DNA复制的区别
Template(模板)
• 模板链(template strand)：反义链(anti-sense strand) • 非模板链(non- template strand):编码链(coding strand),
有意义链(sense strand)
穷追(Hot pursuit) 模型
通读
• 通读(read-through)： 某些因子可使酶越过 终止子继续转录。
• 抗终止因子(antitermination factor)： 引起抗终止作用的蛋 白质。
• 常见于某些噬菌体的 时序控制
（四）真核生物转录特点
• 典型的真核细胞转录பைடு நூலகம்物是单顺反子mRNA
α
α
σ
核心酶 (core enzyme)：
α2β’
core enzyme
细菌中单一类型的RNA聚合酶负责合成所有的RNA。
利用SDS-PAGE从E.coli RNA聚合酶中分离各个亚基
亚 基因 分子量 数
基
(kD) 目
功能
α rpo 40 2 酶的装配，与启动子上游元件及
A
活化因子结合
β rpo 150 1 结合底物，催化磷酸二脂键形成 B
β’ rpo 160 1 C
结合DNA模板
σ rpo 32-90 1 识别启动子，促进转录起始 D
ω
9
未知
σ因子的结构
σ70因子的一级结构
σ因子与启动子的特异性相互作用
E.coli与枯草杆菌各的σ因子同源区
结合核心酶后
（三）转录过程
Start point
promoter
terminator
σ因子使RNA pol特异性 的识别启动子
σ因子的更替可控制转录起始
转录的起始
转录的延伸
• RNA链的合成方向5′→3′
σ循环:RNA聚合酶与启动子结合,使DNA局部熔 解,当转录延伸时, σ因子与核心酶分离,与其它 新的核心酶结合,起始新的转录事件.
转录的终止
终止子（ terminator ）： 提供终止信号的DNA序列。
• 真核基因DNA的顺式作用元件比原核复杂得多
• 真核生物的转录调控以正调控为主。
转录因子（transcription factors）
Definition:
转录起始所需要的，而非RNA聚合酶 本身组分的任何蛋白质
转录因子（transcription factors）
• Functions:
– Binding to DNA – Recognizing another factor – Recognizing RNA Pol – Incorporating into initiation complex
转录因子（transcription factors）
Classification：
普遍性转录因子：使RNA聚合酶结合到启动子上， 形成前起始复合物。其作用相对较弱，仅在 本底水平上支持转录并实施最小程度的调控。 又称通用因子
转录调控因子：通过与启动子及增强子等调控元件结合 而调控转录活性的蛋白因子 包括上游因子和可诱导因子
转录因子（transcription factors）
通用因子
是在所有启动子的RNA 合成中都是必需的。
(General factor)
上游因子
是能够识别并结合转录起始位点上游的特异
(Upstream factor) 性短序列的DNA 结合蛋白。普遍存在，且
活性不被调控。
可诱导因子 在特定的时间或特定的组织被激活或合成， (Inducible factor) 能控制转录在特定的时间和地点进行的一
类因子。
顺式作用元件（Cis-acting elements）
Definition:
指与基因 表达调控相关、能够被调控蛋白 特异性识别和结合的特异DNA序列。 包括启动子、增强子，负调控元件等
反式作用因子(Trans-acting factors)
Definition:
指真核细胞内通过与 顺式作用元件相互作用 而调节基因转录活性的蛋白质因子。
transcribed region
-35 -10 –1 +1 +10 +20
upstream downstream
1. template recognition（模板的识别） 2. Initiation(起始) 3. elongation(延伸) 4.termination（终止）
原 核 生 物 转 录 过 程
（五）真核生物基因转录起始的 几种研究方法
测定转录起点的方法
S1核酸酶图谱技术 引物延伸法
1. S1核酸酶图谱技术