真核生物转录及转录水平的调控
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启动子-调控元件
基本转录调控因子-RNA聚合酶[基本转录机 器]控制着基因的低水平表达，而特异（+/-） 转录调控因子结合在特异（+/-）调控元件改 变DNA构象（染色质重塑或核小体解聚）暴 露出启动子区域并直接或间接通过中介蛋白复 合体调控基本转录机器起始频率。
真核生物基因表达调控水平
真核生物蛋白编码基因结构模式
5´cap 5´非编码区 编码区
3´非编码区 3´poly(A) tail
.
CTD磷酸化招募加帽、剪
接机器和加尾机器来完成 pre-mRNA加工。
3' 端形成过程
poly(A)信号序列和与相关蛋白 因子组成切割/多聚腺苷酸化 的复合物来完成多聚苷酸化过 程。分裂/多聚腺苷酸化特异 因子(cleavage/polyadenylation specificity factor，CPSF)与加 尾信号序列（AAUAAA）特 异结合，切割刺激因子 (cleavage-stimulatory factor， CstF)与poly(A)位点下游富含 G/U序列结合进一步加强了 CPSF结合。切割因子 (cleavage factors，CF)将前体 mRNA切断，随后和CPSF结 合的poly(A) 聚合酶(poly(A) polymerase，PAP) 添加poly(A) 尾。poly(A) 结合蛋白 （poly(A) binding protein, PABP）稳定poly(A) 尾。
引自Proudfoot等, cell, 2002
激活剂
抑制剂 基础因子
辅激活剂（中介蛋白 复合体）
组蛋白乙酰化和脱乙酰化影响 染色质的紧密程度从而影响 基因转录。
第一节 真核生物RNA聚合酶的分离、鉴定和功能
RNA聚合 酶亚基分 离鉴定 （表位标 签技术）
真核细胞的三种RNA聚合酶的 一般性质
酶
位置 产物 活性比较 对α-鹅膏菌素的敏感性
RNA聚合酶Ⅰ 核仁 rRNA
50-70%
不敏感
RNA聚合酶Ⅱ 核质
hnRNA snRNA
20-40%
敏感
tRNA
RNA聚合酶Ⅲ 核质 5SRNA
10%
snRNA
高浓度敏感
RNA聚合酶Ⅰ合成RNA的活性最显著。它位于核仁中，负责转录编码rRNA的基 因(称rDNA) 。另一主要的酶是RNA聚合酶Ⅱ，它位于核质中，主要负责核内不匀一 RNA (hnRNA)的合成, 而hnRNA是mRNA的前体。RNA聚合酶Ⅲ负责合成tRNA和许 多小的核内RNAs。
RNA聚合酶亚基 组成
（进化特征）
羟基末端域（carboxy-terminal domain: CTD）
Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser
Figure 8. Eukaryotic RNA polymerase II has >10 subunits.
第二节 真核生物的启动子
１)RNA聚合酶I启动子及其转录起 始
启动子可分两部分（-31/+6）称核心启动子（core promoter），其功能为决定转录起始的精确位置。
（-180/107，-100左右）称为上游控制序列（upstream control element，UCE,其功能为影响转录的频率。
Two control domains included in cis-factor
UPE (upstream promoter element ) Core promoter
UCE -100
核心元件 前rRNA基因 +1
２)结合因子
a.上游结合因子(UBF):是一种特异DNA结合蛋白，可以与 UCE结合，还可以与核心元件上游的一段序列结合。
b.选择因子（SL1）：为RNA聚合酶I转录所必须。4个亚 基:TBP(TATA结合蛋白)和3个TAF1
Trans-factor including UBF (UPE Binding Factor) SL1 (Selectivity factor)
Including 4 subunits 1 of TBP (TATA biding protein) 3 of TAF1 (TBP associate factor)
３)RNA聚合酶I的启动子及转录的起始
UCE
core promo+t1er
• UBF+UPE UBF • UBF+Part of
core promoTteArF1X3
• Two UBF TBP interaction causing DNA to forTmBPa loopSL1
RNA 聚合酶
UBF UBF
Allows RNApol binding complex to initiate
RNA 聚合酶
TBP
Pre-rRNA
2.RNA聚合酶Ⅱ的启动子及转录起 始
RNA聚合酶Ⅱ的启动子与增强子示意 图
增强子/远上游序列----//----CAAT框------//------TATA框---//---帽子位点
-100以上
-75
-25
+1
GGC/TCAATCT
TATAA/TAA/T
A
1）RNA聚合酶Ⅱ的启动子与增强 子
第一个部位为帽子位点，即转录起始位点。其碱基大多为A。 第二个部位为TATA框（Hogness box）。它位于-25个bp其
共有序列为：TATAA/TAA/T，基本上由AT碱基对所组成，只 有很少启动子中有GC碱基对的存在。 第三个部位 为CAAT框。其共有序列为GGC/TCAATCT，一般 位于-75（-100～-200）附近。虽然此序列名为CAAT框，但其 中头两个G的重要性并不亚于CAAT部分。CAAT框为上游控制 元件，为转录所需。
第四个部位是增强子（enhancer），又称远上游序列（far upstream sequence）。一般都在-1OO以上。
2) Enhancer 的结构与功能
☆增强子（Enhancer）和沉默子（Silencer） 是远上游调控元 件，具有远距离，方向和位置非依赖性，部分具有组织细胞类 型。
激活因子A 激活因子B RNA聚合酶
成环模型
E
P
激活因子与
E
增强子结合 P
P E
激活因子A 激活因子B RNA聚合酶
滑动模型
E
P
激活因子与
增强子结合
基本转录调控因子-RNA聚合酶[基本转录机 器]控制着基因的低水平表达，而特异（+/-） 转录调控因子结合在特异（+/-）调控元件改 变DNA构象（染色质重塑或核小体解聚）暴 露出启动子区域并直接或间接通过中介蛋白复 合体调控基本转录机器起始频率。
真核生物基因表达调控水平
真核生物蛋白编码基因结构模式
5´cap 5´非编码区 编码区
3´非编码区 3´poly(A) tail
.
CTD磷酸化招募加帽、剪
接机器和加尾机器来完成 pre-mRNA加工。
3' 端形成过程
poly(A)信号序列和与相关蛋白 因子组成切割/多聚腺苷酸化 的复合物来完成多聚苷酸化过 程。分裂/多聚腺苷酸化特异 因子(cleavage/polyadenylation specificity factor，CPSF)与加 尾信号序列（AAUAAA）特 异结合，切割刺激因子 (cleavage-stimulatory factor， CstF)与poly(A)位点下游富含 G/U序列结合进一步加强了 CPSF结合。切割因子 (cleavage factors，CF)将前体 mRNA切断，随后和CPSF结 合的poly(A) 聚合酶(poly(A) polymerase，PAP) 添加poly(A) 尾。poly(A) 结合蛋白 （poly(A) binding protein, PABP）稳定poly(A) 尾。
引自Proudfoot等, cell, 2002
激活剂
抑制剂 基础因子
辅激活剂（中介蛋白 复合体）
组蛋白乙酰化和脱乙酰化影响 染色质的紧密程度从而影响 基因转录。
第一节 真核生物RNA聚合酶的分离、鉴定和功能
RNA聚合 酶亚基分 离鉴定 （表位标 签技术）
真核细胞的三种RNA聚合酶的 一般性质
酶
位置 产物 活性比较 对α-鹅膏菌素的敏感性
RNA聚合酶Ⅰ 核仁 rRNA
50-70%
不敏感
RNA聚合酶Ⅱ 核质
hnRNA snRNA
20-40%
敏感
tRNA
RNA聚合酶Ⅲ 核质 5SRNA
10%
snRNA
高浓度敏感
RNA聚合酶Ⅰ合成RNA的活性最显著。它位于核仁中，负责转录编码rRNA的基 因(称rDNA) 。另一主要的酶是RNA聚合酶Ⅱ，它位于核质中，主要负责核内不匀一 RNA (hnRNA)的合成, 而hnRNA是mRNA的前体。RNA聚合酶Ⅲ负责合成tRNA和许 多小的核内RNAs。
RNA聚合酶亚基 组成
（进化特征）
羟基末端域（carboxy-terminal domain: CTD）
Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser
Figure 8. Eukaryotic RNA polymerase II has >10 subunits.
第二节 真核生物的启动子
１)RNA聚合酶I启动子及其转录起 始
启动子可分两部分（-31/+6）称核心启动子（core promoter），其功能为决定转录起始的精确位置。
（-180/107，-100左右）称为上游控制序列（upstream control element，UCE,其功能为影响转录的频率。
Two control domains included in cis-factor
UPE (upstream promoter element ) Core promoter
UCE -100
核心元件 前rRNA基因 +1
２)结合因子
a.上游结合因子(UBF):是一种特异DNA结合蛋白，可以与 UCE结合，还可以与核心元件上游的一段序列结合。
b.选择因子（SL1）：为RNA聚合酶I转录所必须。4个亚 基:TBP(TATA结合蛋白)和3个TAF1
Trans-factor including UBF (UPE Binding Factor) SL1 (Selectivity factor)
Including 4 subunits 1 of TBP (TATA biding protein) 3 of TAF1 (TBP associate factor)
３)RNA聚合酶I的启动子及转录的起始
UCE
core promo+t1er
• UBF+UPE UBF • UBF+Part of
core promoTteArF1X3
• Two UBF TBP interaction causing DNA to forTmBPa loopSL1
RNA 聚合酶
UBF UBF
Allows RNApol binding complex to initiate
RNA 聚合酶
TBP
Pre-rRNA
2.RNA聚合酶Ⅱ的启动子及转录起 始
RNA聚合酶Ⅱ的启动子与增强子示意 图
增强子/远上游序列----//----CAAT框------//------TATA框---//---帽子位点
-100以上
-75
-25
+1
GGC/TCAATCT
TATAA/TAA/T
A
1）RNA聚合酶Ⅱ的启动子与增强 子
第一个部位为帽子位点，即转录起始位点。其碱基大多为A。 第二个部位为TATA框（Hogness box）。它位于-25个bp其
共有序列为：TATAA/TAA/T，基本上由AT碱基对所组成，只 有很少启动子中有GC碱基对的存在。 第三个部位 为CAAT框。其共有序列为GGC/TCAATCT，一般 位于-75（-100～-200）附近。虽然此序列名为CAAT框，但其 中头两个G的重要性并不亚于CAAT部分。CAAT框为上游控制 元件，为转录所需。
第四个部位是增强子（enhancer），又称远上游序列（far upstream sequence）。一般都在-1OO以上。
2) Enhancer 的结构与功能
☆增强子（Enhancer）和沉默子（Silencer） 是远上游调控元 件，具有远距离，方向和位置非依赖性，部分具有组织细胞类 型。
激活因子A 激活因子B RNA聚合酶
成环模型
E
P
激活因子与
E
增强子结合 P
P E
激活因子A 激活因子B RNA聚合酶
滑动模型
E
P
激活因子与
增强子结合