转录和转录后加工

2.1 E.coli启动子的基本元件:
1)、 -35 ~ -10：核心启动子（core promoter） RNA pol结合位点
2)、 -70 ~ -40 ：上游元件（up element）
CAP-cAMP 结合位点
基因表达调控的正控制位点
CAP ：cAMP Acceptor Protein （cAMP受体蛋白） Catabolite gene Activator Protein （分解代谢基因激活蛋白）
• 利链菌素（ streptolydigin）：与细菌 RNA pol β亚基结合，抑制转录的延伸。
• 肝素：与细菌RNA pol β’亚基结合，阻碍 β’与模板DNA的结合。
a
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2 细菌的启动子
启动子（Promoter）: RNA聚合酶识别、结合并起始转录的 一段DNA序列。
a
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➢共有序列（A consensus sequence）: an idealized sequence in which each position represents the base most often found when many actual sequencesaare compared 13
up promoter mutations look more like the consenus:
lac UV5 lac wild-type
TTTACA -- 18 -- TATAAT TTTACA -- 18 -- TATGTT TTGACA -- 17 -- TATAAT
λ PRM Up-1
TAGACA -- 17 -- TAGATT
The araBAD promoter is a weak promoter:
CTGACG -- 18 -- TACTGT
a TTGACA -- 17 -- TATAAT
16
Promoter efficiencies can be increased or decreased by mutation
第六章、RNA转录和转录后加工
a
1
第一节、RNA转录
一、转录概述
• 转录：在DNA指导的RNA聚合酶催化下，以DNA 链的一条链为模板，按照碱基配对原则合成RNA链 的过程。
• 模板链：用于转录RNA的链称为模板链，或负（－） 链，又称无义链。
• 编码链：与模板链互补的DNA链称为编码链，或正
（＋）链，又称有义链。a
2
a
3
• 不对称转录:在DNA双链分子中，转录通常 只在DNA的一条链上进行，另一条链则不 能转录，但可能对转录起调节作用，这种 转录方式称不对称转录。
a
4
转录起始位点
a
5
二、细菌的RNA聚合酶及其转录
1、 E.coli RNA聚合酶
• E.coli只有一种聚合酶； • E.coli RNA pol全酶由5种亚基组成，即
subunit alpha (α)
beta (β)
beta' (β ') sigma (σ) omega (ω)
size aa 329
1342
1407 613 91
function
核心酶的组建因子、促进双链的解
开和重新聚合、启动子识别、促进 RNA Leabharlann Baiduol与DNA 模板链上游转录因 子结合
结合核苷酸底物，催化磷酸二酯键
βα σ
α β’
Core Enzyme for elongation 依靠静电作用力 非专一性与非特异DNA 结合 半衰期；60’
βα
σ
α β’ cover6 0bp
Holo Enzyme for initiation 依靠空间结构 专一性与 特异DNA结合
半衰期；数小时
a
8
1.1 RNA聚合酶各亚基的功能
的形成;链合成的起始与延伸 碱性强，与模板链结合 识别启动子
a
9
➢σ因子：
✓Reusable； ✓修饰 RNA pol 的构型； ✓识别启动子，但无催化活性。
不同原核生物具有基本相同的核心酶，但σ亚基 有所差别，决定了原核生物基因的选择性表达。
a
10
1.2 原核生物RNA聚合酶抑制剂：
• 利福平（Rifampin）：与细菌RNA pol β 亚基结合，阻碍转录的起始作用；
A/G
-35 (R)
-10 (B)
a
+1 (I) RNA 15
There are STRONG promoters There are WEAK promoters
The recA promoter is a strong promoter: TTGATA -- 16 -- TATAAT TTGACA -- 17 -- TATAAT
间距趋近于17 bp，up mutation 间距远离于17 bp，down mutation 17bp的间距比17bp的序列对转录更为重要
λ PRM wild-type TAGATA -- 17 -- TAGATT
TTGACA -- 17 -- TATAAT
down promoter mutations look less like the consensus
a
17
l -10 Box与-35 Box间距17bp，有利于RNA pol启动
5 subunits: α2ββ'ωσ σ reduces the affinity of RNA polymerase for non-specific DNA and greatly increases its affinity for promoter
a
7
RNA polymerase in prok.
α2ββ’ωσ，480kD； • α2ββ’ ω构成核心酶，核心酶与σ因子构成全
酶。
a
6
➢Two functional forms
Core enzyme
Holoenzyme
4 subunits: α2ββ'ω can bind to DNA can catalyze RNA synthesis but has no specificity.
a
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1)、 核心启动子
-35 site：RNA 聚合酶的松弛结合位点 （R site） TTGACA（Sextama Box）
间距：17bp
-10 site：RNA 聚合酶的紧密结合位点（B site）
TATAAT（pribnow Box）
间距：7 bp
Initiation site ：+1 site。 RNA transcriptional startpoint （I site）