真核生物三类启动子
分子生物学
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
四、真核生物的基因转录及其调控
4. 真核生物的通用转录因子 （1）II类因子（class II factors） TFIIF的结构及功能
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
四、真核生物的基因转录及其调控
4. 真核生物的通用转录因子 （1）II类因子（class II factors） TFIIA与TFIIB的结构及功能
四、真核生物的基因转录及其调控
4. 真核生物的通用转录因子 （1）II类因子（class II factors） TFIIE和TFIIH的结构及功能
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
有些基因甚至没有TATA区
看家基因（housekeeping genes） 控制发育的基因
四、真核生物的基因转录及其调控
2. 真核RNA聚合酶识别的启动子 （1）RNA聚合酶II识别的启动子 起始子（initiator）
转录起始位点前后的保守序列 共同序列为：PyPyANT/APyPy
分子生物学
四、真核生物的基因转录及其调控
2. 真核RNA聚合酶识别的启动子 （1）RNA聚合酶II识别的启动子（II类启动子，
DNA启动子概述
启动子概述启动子是DNA链上一段能与RNA聚合酶结合并能起始mRNA合成的序列，它是基因表达不可缺少的重要调控序列。
启动子是一段位于结构基因5’-端上游区的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确地结合，并具有转录起始的特异性。
基因的特异性转录取决于酶与启动子能否有效地形成二元复合物。
启动子分三类：启动子Ⅰ、启动子Ⅱ、启动子Ⅲ.只有启动子Ⅱ指导mRNA的转录。
真核生物启动子Ⅱ由两大部分组成：上游元件(upstream element)和启动子核心(core promoter)。
上游元件与转录的效率有关；启动子核心包括3部分：TATA盒、起始子(initinator)及下游元件(downstream element)。
TATA盒为转录调控因子包括各种调节蛋白的结合区，与转录起始位点的精确选择及转录有关，起始子是转录起始所必须，下游元件作用尚不清楚。
原核生物启动子区范围较小，包括TATAAT区(Pribnow区)及其上游的TTGACA区。
启动子是一段提供RNA聚合酶识别和结合位点的DNA序列，位于基因上游。
启动子具有如下特征：1序列特异性。
在启动子的DNA序列中，通常含有几个保守的序列框，序列框中碱基的变化会导致转录启动活性的改变。
2方向性。
启动子是一种有方向性的顺式调控元件，有单向启动子和双向启动子两类。
3位置特性。
启动子一般位于所启动转录基因的上游或基因内的前端。
处于基因的下4种属特异性。
原核生物的不同种、属，真核生物的不同组织都具有不同类型的启动没有启动子，基因就不能转录。
原核生物启动子是由两段彼此分开且又高度保守的核苷酸序列组成，对mRNA的合成极为重要。
启动子区域：（1）Pribnow盒，位于转录起始位点上游5—10bp，一般由6～8个碱基组成，富含A和T，故又称为TATA盒或—10区。
启动子来源不同，Pribnow盒的碱基顺序稍有变化。
（2）—35区，位于转录起始位点上游35bp处，故称—35区，一般由10个碱基组成。
真核生物基因组
微卫星DNA（micro-satellite DNA）
由2～6个核苷酸长的重复序列组成，又称为简单串联重复序列 （simple tandem repeats STRs） 以(CA)n、(GT)n、(CAG)n较常见，重复次数多为15～60次，总长 度一般在400 bp以下。 存在于常染色体，除着丝粒及端粒区域外, 微卫星DNA在染色体的 其他区域均广泛均匀分布。很随机地分布在整个基因组中，而不像卫星或 小/微卫星那样串联成簇存在 微卫星DNA在基因组中的功能尚不清楚，已知其有自身特异结合蛋 白，是一种非常活跃的碱基序列, 且能直接编码蛋白质； 另外，微卫星DNA能参与遗传物质的结构改变，染色体折叠及端粒 形成，是基因重排和变异的来源, 通过改变DNA结构或与特异性蛋白质结 合而发挥其基因调控作用。 在人类基因组中，由CA重复序列构成的微卫星如5′CACACACACACA-3′大约每1万bp出现一次，占整个基因组的0.5%（总 共15Mb），而单碱基重复（即5′-AAAAAAAA-3′）占人类基因组的0.3%
Alternative splicing With a few genes, alternative splicing generates more than one mRNA from the primary transcript. Exons, or parts of exons, may be skipped.
呤（A）组成的序列替换hnRNA3′端的过程，这段序列不被翻译。
可变剪切
大部分真核基因被加工成一种类型的剪接后mRNA， 约有20%的人类基因因为可变剪接而产生两种或多种 mRNA序列 有一个人类基因已被证明，相同的原始转录物可以产 生64种不同的mRNA 外显子的相互排斥： 小鼠肌钙蛋白T基因的外显子2和3是相互排斥的，外 显子2用在平滑肌中，而外显子3用于其他所有组织中 剪接装置： 由多种细胞核内小RNA和一些蛋白组成，不同的细 胞类型中可不同
《分子生物学》作业及答案
分子生物学作业一、填空1. DNA双螺旋直径为（1） nm，每隔（2） nm螺旋上升一圈。
2. 大肠杆菌DNA聚合酶Ⅲ的（3）活性使之具有（4）功能，极大地提高了DNA复制的保真度。
3. 两条互补的DNA链中，用作指导RNA合成的链被称为（5），另一条链叫做（6）。
4. DNA变性后，紫外吸收（7），粘度（8）。
5. 细菌的DNA连接酶以（9）为能量来源，而动物细胞和T4噬菌体的DNA连接酶则是以（10）为能源。
6. 真核RNA聚合酶Ⅲ位于（11）中，负责（12）的合成。
7. 在原核细胞翻译起始时，小亚基16S rRNA的3′-端与mRNA5′-端的（13）之间互补配对，确定读码框架，fMet- tRNA f占据核糖体的（14）位点。
8. DNA变性后，浮力密度（15），生物活性（16）。
9. DNA复制时，连续合成的链称为（17） _链；不连续合成的链称为（18）链。
10. 真核RNA聚合酶Ⅱ位于（19）中，负责（20）的合成。
11. 糖环上的1′C与碱基嘧啶上的（21）相连，与嘌呤上的（22）相连。
12. DNA复制时，一条链是连续的，另一条链是不连续的，称为（23）复制；复制得到的子代分子，一条连来自亲代DNA，另一条链是新合成的，这种方式叫（24）复制。
13. 原核生物RNA聚合酶核心酶的亚基组成为（25）中，（26）负责识别转录起点。
二、判断1. 地衣酚试剂可以使DNA变成蓝色，二苯胺试剂能使RNA变成绿色。
2. DNA片断越大，复性速度越慢。
3. DNA复制时，前导链和后随链是由同一个DNA聚合酶的两个活性中心催化合成的，合成方向均为5′→3′。
4. 所有生物的嘧啶二聚体均可用光复活系统修复。
5. 基因转录的终止信号应位于被转录的序列以外的下游区。
6. 大肠杆菌染色体DNA由两条链组成，其中一条链为模板链，另外一条链为编码链。
7. 生物体内，天然存在的DNA分子多为负超螺旋。
8. 水分子可以插入天然DNA分子双螺旋的空隙中。
细菌和真核生物转录机制的差异
细菌和真核生物转录机制的差异
1不同的转录机制
细菌和真核生物的转录机制存在一定的差异。
这些差异主要体现在以下几个方面:
1.1启动子
首先，启动子是转录反应开始的地方，其作用是连接RNA聚合酶与DNA模板上。
细菌只有一种RNA聚合酶，它能识别相对简单的DNA 启动子。
而真核生物有三类不同的RNA聚合酶，它们能够识别不同的DNA启动子。
1.2转录调节
其次，细菌的转录调节主要依赖启动子及其上游的启动子元件，而真核生物的调节除了启动子以外，还受到基因间まゝ数距离，和内部及外部环境因素的影响。
1.3转录加工
最后，细菌转录后不会经过加工就会被进行翻译，而真核生物经过mRNA加工后再被翻译，包括5'修饰(5'cap)、流式处理(polyA tail)、剪切(splicing)、转录本结构调节(RNA stability)等。
总之，细菌和真核生物的转录机制的主要差异体现在启动子的多样性、转录调节的复杂性及转录加工的必要性上。
分子生物学名词解释
分子生物学名词解释1.ABC模型：即控制花形态发生的模型。
该模型把四轮花器官同时发生作为基本前提，强调花形态突变体产生不同花器官的生理位置变化。
该模型中正常花的四轮结构的形成是由三组基因A、B、C共同作用完成的，每一轮花器官特征的决定分别依赖于A、B、C三组基因中的一组或两组基因的正常表达。
A组基因控制萼片、花瓣的发育，B组基因控制花瓣、雄蕊的发育，C组基因控制雄蕊、心皮的发育。
A、C组基因互相拮抗，抑制对方在自身所控制的区域中表达，如其中任何一组或更多的基因发生突变而丧失功能，花的形态就出现异常。
2.C值反常现象（C value paradox）：也称C值谬误。
指C值往往与种系的进化复杂性不一致的现象，即基因组大小与遗传复杂性之间没有必然的联系，某些较低等的生物C值却很大，如一些两栖动物的C值甚至比哺乳动物还大。
3.DNA的半保留复制（semi-conservative replication）：DNA在复制过程中每条链分别作为模板合成新链，产生互补的两条链。
这样新形成的两个DNA分子与原来DNA分子的碱基顺序完全一样。
因此，每个子代分子的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的，这种复制方式被称为DNA的半保留复制。
4.DNA的半不连续复制（semi-discontinuous repliction）：DNA复制过程中前导链的复制是连续的，而另一条链，即后随链的复制是中断的、不连续的。
5.GU-AG法则(GU-AG rule):多数细胞核mRNA前体中内含子的5′边界序列为GU，3′边界序列为AG。
因此，GU表示供体衔接点的5′端，AG代表接纳衔接点的3′端序列。
习惯上，把这种保守序列模式称为GU-AG法则。
6.RACE（rapid amlification of cDNA ends,cDNA末端的快速扩增）：是利用PCR技术在已知部分cDNA序列的基础上特异性克隆其5′端或3′端缺失序列的方法。
常用的几种启动子分析方法研究成果
常用的几种启动子分析方法研究成果生物信息学的发展为在线软件预测基因启动子提供了众多有重要价值的参考信息，下面是搜集的一篇相关，欢迎阅读参考。
前言启动子作为RNA聚合酶和一些转录因子结合的靶序列，对转录起始有调节和控制作用，决定着基因表达过程的起始以及在什么条件下开始。
因此启动子的识别与分析是表达调控研究的前提和基础。
随着越来越多的原核和真核模式生物基因组测序完成，使得研究基因之间的相互作用关系进而构建表达调控网络已经成为可能。
而且启动子与结合蛋白的研究能够帮助我们寻找新的功能性蛋白质。
启动子分析对于构建基因工程载体，表达目的蛋白有着重要的意义。
如何查找并通过实验确定启动子序列是研究启动子功能的前提。
启动子分析大多是基于DNA和蛋白质相互作用的特性。
本文从原核和真核启动子的基本结构、分类入手，对常用的几种启动子分析方法，如生物信息学分析方法、酵母单杂交(Y1H)技术、瞬时转染法(TransientTransfection)、染色质免疫共沉淀(ChIP)技术、凝胶阻滞分析(EMSA)试验和DNA足纹(DNaseIfootprinting)分析法等，从原理、优缺点和最新应用等方面的研究进展作一综述，并对近年来出现的新技术新方法的应用前景进行展望，为启动子的结构与功能研究提供借鉴，以进一步促进这一领域研究工作的深入发展。
1启动子基本结构1.1原核生物启动子的结构模型原核生物启动子(Prokaryotepromoter)长度一般为20bp~200bp,细菌启动子常由四部分组成[1]:CAT序列，转录起始位点;Pribnow框，即转录起始位点.10位置，有一段共有序列TATAAT,是RNA聚合酶的结合位点，启动子的强度很大程度上是由这一序列的核苷酸构造所决定;Sextama框，位于.35区，其共有序列是TTGACA,是RNA聚合酶的识别位点;间隔区：两段长为6个核苷酸保守序列，被长为非特异性的17~19个核苷酸序列所分隔。
分子生物学试题
1、怎样确定双向复制是DNA复制的主要方式，以及某些生物的DNA采用单向复制？[ 答]经过放射自显影方法，在复制开始时，先用低放射性的3H-胸腺嘧啶核苷标志大肠杆菌。
经数分钟后，再转移到含有高放射性的3H - 胸腺嘧啶核苷的培养基中连续标志。
这样在放射自显影图上，复制初步区的放射性标志密度比较低，感光复原的银颗粒密度就较低；连续合成区标志密度较高，银颗粒密度也较高。
对于枯草杆菌、某些噬菌体和高等真核细胞的染色体等好多DNA来说，都是双向复制，所以银颗粒的密度分布应该是中间密度低，两端密度高；而对于大肠杆菌噬菌体P2、质体和真核细胞线粒体等某些DNA来说，复制是单向的，那么银颗粒的密度分布应该是一端高、一端低。
2、DNA复制需要 RNA引物的凭据有哪些？[ 答]第一，全部研究过的DNA聚合酶都只有链延伸活性，而没有初步链合成的功能。
相反， RNA聚合酶却拥有初步链合成和链延伸的活性。
其他，一系列实验供给了有关的凭据：比方在体外试验中，噬菌体 M13单链环状 DNA 在参加一段RNA引物此后，DNA聚合酶才能把单链环状DNA变成双链环状DNA；同时发现若是参加 RNA聚合酶控制剂利福平，也能够控制 M13 DNA的复制，若是参加 RNA引物再加利福平， DNA的合成不被控制；还发现新合成的 DNA 片段 5′端共价连结着 RNA片段，如多瘤病毒在体外系统合成的冈崎片段 5′端有长约 10 个残基的以 5′- 三磷酸结尾的 RNA引物。
3、大肠杆菌长度为1100μm，它的复制是在一世代大体40 分钟内经过一个复制叉完成的，试求其复制体的链增加速度。
答] 依照 Watson-Crick 模型，每〔或 3.4 ×10- 3μm〕含有 10 对核苷酸，那么该 DNA含有： 1100×10╱3.4 ×10 - 3≈3.24 ×106〔核苷酸对〕所以其复制体的链增加速度为： 3.24 ×106╱40×60≈1350〔核苷酸 / 秒〕。
真核生物三类启动子
真核生物启动子有三类，分别由RN A 聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ进行转录。
类别Ⅰ（class Ⅰ）启动子：只控制rR NA 前体基因的转录，转录产物经切割和加工后生成各种成熟rRN A 。
类别Ⅰ启动子由两部分保守序列组成：核心启动子（c ore promo t er ）：位于转录起点附近，从-45至+20；上游控制元件（u pstr e am contr ol eleme n t ，UCE ）：位于-180至-107；RNA 聚合酶Ⅰ对其转录需要2种因子参与：UBF1：一条M 为97000的多肽链，结合在上述两部分的富含G C 区；1个TBP ，即TA TA 结合蛋白（TA TA-bindi n g prote i n ，TBP ）；SL1：一个四聚体蛋白，含有 3个不同的转录辅助因子T AF Ⅰ；在SL1因子介导下R NA 聚合酶Ⅰ结合在转录起点上并开始转录。
类别Ⅱ（class Ⅱ）启动子：类别Ⅱ启动子涉及众多编码蛋白质的基因表达的控制。
该类启动子包含4类控制元件：基本启动子（b asal promo t er ）：序列为中心在-25至-30左右的7 bp 保守区，T A TAA AA/T ，称为TAT A 框或Go l dber g -Hogne s s 框。
与RNA 聚合酶的定位有关，DNA 双链在此解开并决定转录的起点位置。
失去TAT A 框，转录将在许多位点上开始。
起始子（initi a tor ）：转录起点位置处的一保守序列，共有序列为：Py PyA NT(A)P y P yPy 为嘧啶碱（C 或T ），N 为任意碱基，A 为转录的起点。
DNA 在此解开并起始转录。
上游元件（upstr e am facto r ）：普遍存在的上游元件有C A A T 框、G C 框和八聚体（octam e r ）框等。
DNA RNA 生物合成
核酸的生物合成一、名词解释1.半保留复制2.半不连续复制3.前导链4.随从链5.冈崎片段6.反转录7.转录8.逆转录9.核酶10. 外显子. 内含子12.操纵子二、填空题1.DNA复制时，连续合成的链称为（）链；不连续合成的链称为（）链。
2.DNA合成的原料是（）；复制中所需要的引物是（）。
3.大肠杆菌RNA聚合酶的全酶由（）组成，其核心酶的组成为（）。
4.RNA转录过程中识别转录启动子的是（）因子，协助识别转录终止部位的是（）因子。
5.遗传信息由RNA传递到（）的过程称为逆转录，由（）催化。
6.大肠杆菌中已发现（）种DNA聚合酶，其中（）负责DNA复制，（）负责DNA损伤修复。
7. DNA生物合成的方向是（），冈崎片段合成方向是（）。
8. DNA复制中，（）链的合成是（）的，合成的方向和复制叉移动方向相同；（）链的合成是（）的，合成的方向与复制叉方向相反。
9.DNA合成时，先由引物酶合成（），再由（）在其3'端合成DNA 链，然后由（）切除引物并填补空隙，最后由（）连接成完整的链。
10.DNA生物合成的起始，需要一段（）为引物，引物由（）酶催化完成，该酶需与一些特殊（）结合形成（）复合物才有活性。
11.由反转录酶所催化的核酸合成是（）为模板，以（）为底物，产物是（）。
12.DNA切除修复需要的酶有（）、（）、（）和（）。
13.DNA的生物合成包括（）、（）和（）。
14.维持DNA复制的高度忠实性的机制主要有（）、（）和（）。
15．真核生物的基因多为不连续的，其中不具有编码作用的部分称（），具有编码功能的部分称为（）。
16．基因转录时，只是其中的一条链被转录，该链称为（），另一条链称（）17．真核生物RNA聚合酶有（）种，其中（）负责rRNA前体的合成，（）负责mRNA前体或hnRNA的合成，（）负责tRNA 和5SrRNA 前体的合成。
18．原核生物基因转录的终止有些还需要（）因子参加。
分子生物学复习总结题-第五章-RNA的生物合成
第五章RNA的生物合成一、选择单选1、大肠杆菌的RNA聚合酶核心酶不含有A.αB.ΒC.β'D.ωE.σ2、不依赖ρ因子的转录终止，往往是由转录出的RNA产物形成茎环样结构来终止转录。
在下列DNA序列中，其转录产物能形成茎环结构的是A. TTTCGAAGATCAAGCGB. CTCGAGCCTACCCCTCC. ACTGGCTTAGTCAGAGD. ACTTGCCCCCTTCACAE. GTGACTGGTTAGTCAG3、关于转录的叙述，错误的是A. 合成产物为单链RNAB. 在DNA分子中只有一股DNA作为RNA合成的模板C. 转录过程中RNA聚合酶不需要引物D. RNA链的合成方向是5'→3'E. 只有在DNA模板存在时，RNA聚合酶才具有活性4、大肠杆菌RNA聚合酶中，能辨认起始位点的亚基是A.α亚基B.β亚基C.β'亚基D.σ亚基E.ω亚基5、原核生物启动子有一组TTGACA序列，它一般位于转录起始区的A. ＋1区B. －10区C. ＋10区D. －35区E. ＋35区多选1、真核生物rRNA前体加工主要有A. 剪接B. 分子内形成稀有碱基C. 分子内部进行甲基化反应D. 末端修饰E. 将45SrRNA剪切成28SrRNA、18SrRNA、5.8SrRNA2、基因表达的最终产物是A. 核酶B. mRNAC. rRNAD. tRNAE. 蛋白质3、无论是在原核生物还是在真核生物，RNA的转录过程都A.需要DNA模板B.需要NTP底物C.需要RNA聚合酶D.需要Mg2+或Mn2+E.RNA合成方向为5'→3'4、RNA转录的特征：A.选择性转录B.不对称转录C.不连续转录D.转录后加工E.加工后转运5、原核生物和真核生物RNA聚合酶的共同特点A.不需要引物，直接合成RNAB.只转录DNA片段中的模板链C.按5'→3'方向催化合成RNAD.催化合成RNA过程是连续进行的E.没有水解酶活性6、关于σ因子A.功能是协助核心酶识别基因的启动子并与之结合B.σ因子单独存在时并不与启动子结合C.只参与转录起始，不参与转录延长和终止D.不同的σ因子协助识别不同基因的启动子，从而启动不同基因的表达E.识别并结合上游启动子元件7、真核生物RNA聚合酶Ⅱ转录产物是A. 核酶B. mRNAC. rRNAD. snRNAE. tRNA8、与原核生物RNA合成有关的调控序列包括A.启动子B.密码子C.增强子D.沉默子E.衰减子9、关于Sextama框A.也称为－35区B.共有序列是TTGACAC.含转录起始位点D.是RNA聚合酶依靠σ因子识别并初始结合的位点E.又称为RNA聚合酶识别位点10、关于终止子和终止因子A.终止子是位于转录区下游的一段DNA序列B.终止子不被转录C.不依赖ρ因子的终止子存在富含G-C的回文序列D.依赖ρ因子的终止子可以形成茎环结构E.ρ因子具有ATP酶和ATP依赖性解旋酶活性11、关于真核生物基因的启动子A.不同启动子由不同RNA聚合酶识别B.5S rRNA基因含Ⅲ类启动子C.mRNA基因含Ⅱ类启动子D.rRNA基因含Ⅰ类启动子E.tRNA基因含Ⅲ类启动子12、哪些元件属于Ⅱ类启动子A.起始子B.Hogness框C.下游元件D.GC框 AAT框13、在原核RNA转录合成的起始阶段发生哪些事件？A.形成转录起始复合物B.形成闭合复合物C.形成开放复合物D.形成转录空泡E.加接帽子14、在原核RNA转录合成的延长阶段发生哪些事件？A.核心酶沿模板链3'→5'方向移动B.RNA链按5'→3'方向延伸B.形成转录空泡 D.加帽 E.剪前内含子15、真核生物mRNA的加工方式有A.加帽B.加尾C.剪接D.碱基修饰E.编辑16、关于RNA分子中帽子的叙述，正确的是A. 存在于真核rRNA分子3'端B. 存在于真核tRNA分子3'端C. 存在于真核mRNA分子5'端D. 含稀有碱基E. 含甲基化核糖17、关于真核生物tRNAA.由RNA聚合酶Ⅲ转录合成B.初级转录产物需要剪切末端序列C.需要添加CCA-OHD.需要修饰碱基。
真核生物三类启动子
真核生物启动子有三类，分别由RNA 聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ进行转录。
类别Ⅰ（class Ⅰ）启动子：只控制rRNA 前体基因的转录，转录产物经切割和加工后生成各种成熟rRNA 。
类别Ⅰ启动子由两部分保守序列组成：核心启动子（core promoter）：位于转录起点附近，从-45至+20；上游控制元件（upstream control element ，UCE ）：位于-180至-107；RNA 聚合酶Ⅰ对其转录需要2种因子参与：UBF1：一条M 为97000的多肽链，结合在上述两部分的富含GC 区；1个TBP ，即TATA 结合蛋白（TATA-binding protein ，TBP ）；SL1：一个四聚体蛋白，含有 3个不同的转录辅助因子TAF Ⅰ；在SL1因子介导下RNA 聚合酶Ⅰ结合在转录起点上并开始转录。
类别Ⅱ（class Ⅱ）启动子：类别Ⅱ启动子涉及众多编码蛋白质的基因表达的控制。
该类启动子包含4类控制元件：基本启动子（basal promoter ）：序列为中心在-25至-30左右的7 bp 保守区，TATAAAA/T ，称为TATA 框或Goldberg-Hogness 框。
与RNA 聚合酶的定位有关，DNA 双链在此解开并决定转录的起点位置。
失去TATA 框，转录将在许多位点上开始。
起始子（initiator ）：转录起点位置处的一保守序列，共有序列为：P y P y ANT(A)P y P yP y 为嘧啶碱（C 或T ），N 为任意碱基，A 为转录的起点。
DNA 在此解开并起始转录。
上游元件（upstream factor ）：普遍存在的上游元件有CAAT 框、GC 框和八聚体（octamer ）框等。
CAAT 框的共有序列是GCCAATCT ，GC 框的共有序列为GGGCGG 和CCGCCC ，八聚体框含有8bp ，共有序列为ATGCAAAT ；应答元件（response element ）：诱导调节产生的转录激活因子与靶基因上的应答元件结合。
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第三节
真核基因表达的调控
基因表达的多级调控
基因数目 基因激活 转录起始 转录后加工 mRNA降解 蛋白质翻译 翻译后加工修饰 蛋白质降解等
一、DNA和染色体结构对转录的调控
1. DNA碱基修饰变化
真核DNA约有5%的胞嘧啶被甲基化,降低转录 活性；甲基化范围与基因表达程度呈反比。 2. 组蛋白变化
5. 沉默子
• 概念：能抑制启动子活性的DNA序列。
• 特点：与增强子相似；沉默子与增强子的角色可因 调控基因而转换。
二、反式作用因子(trans-acting factor)
由某一基因表达产生的蛋白质因子，通 过与另一基因的特异的顺式作用元件相互作 用，调节其表达。 这种调节作用称为反式作用。 还有个别蛋白质因子可特异识别、结合 自身基因的调节序列，调节自身基因的表达， 称顺式作用。
（二）转录调节因子分类
（按功能特性） * 基本转录因子
是RNA聚合酶结合启动子所必需的一组
蛋白因子，决定三种RNA(mRNA、tRNA及
rRNA)转录的类别。TF I；TF II；TF III
TFⅡ（转录因子）参与RNA-pol Ⅱ转录
转录因子 TF ⅡD TF ⅡA
TF ⅡB TF ⅡF TF ⅡE
真核基因表达与调 控
第二节 真核基因表达调控的分子机制
一、顺式作用元件(cis-acting element)
概念: 真核生物中能够被基因调控蛋白特异性识别和结 合，并对自身基因转录起始有调节作用的DNA序列。 转录起始点 DNA B A
编码序列
• 真核生物的顺式作用元件包括三类：
Ⅰ类顺式作用元件——Ⅰ类启动子——RNA pol Ⅰ
蛋白质-蛋白质结合域 （二聚化结构域）
真核生物的启动子
真核生物的启动子由于真核生物中有三种不同的RNA聚合酶，因此也有三种不同的启动子，其中以启动子n最为复杂，它和原核的启动子有很多不同：（1）有多种元件：TATA 框，GC框，CATT框，OCT等；（2）结构不恒定。
有的有多种框盒如组蛋白H2B；有的只有TATA框和GC框，如SV40早期转录蛋白，（3）它们的位置、序列、距离和方向都不完全相同，（4）有的有远距离的调控元件存在，如增强子；（5）这些元件常常起到控制转录效率和选择起始位点的作用；（6）不直接和RNA pol结合。
转录时先和其它转录激活因子相结合，再和聚合酶结合。
（一）11类基因的启动子和调控区II类基因的启动子由核心元件和上游元件组成。
核心元件包括TATA框和转录起始位点附近的启始子（initiator,Inr）。
在起始点一般没有同源序列，但mRNA的第一个碱基倾向A,另一侧翼由Py 组成（在原核启动子的CAT起始序列也有这种情况），称为起始子（initiator）, 一般由P Y2CAPY5构成，位于-3〜+5,可能提供RNA pol II识别。
无论TATA是否存在，Inr对于启动子的强度和起始位点的选择都是十分重要的。
现已分离纯化了与Inr特异结合的蛋白质因子。
1．核心元件TATA框合又称Hogness框，Goldberg-Hogness框，俚语称为金砖（Goldbrick）,其一致序列是：T85A97T93A85A63A83A50,常在起始位点的上游- 25左右,相当于原核的-10序列。
但-10是不可缺少的,而真核启动中也有的缺乏 TATA 框。
其作用是：（1）选择正确的转录起始位点，保证精确起始，故也称为选择子（selector）,当有的基因缺少TATA框时，可能由Inr来替代它的这一作用，如鼠的脱氨核苷转移酶（Tdt）基因就没有TATA框，但有17bp的Inr；（2）影响转录的速率。
TATA框的8bp的保守序列一般都是由A.T对组成，少数情况在其中的两个位点上由G.C对取代了A丁，可见它是较容易打开。
启动子与增强子
枯藤老树昏鸦，小桥流水人家，古道西风瘦马。
夕阳西下，断肠人在天涯。
第三章第二节启动子与增强子教学目标：教学重、难点：教学内容：一、原核生物启动子1 启动子：是一段位于结构基因5 '端上游区的DNA 序列，在转录起始之前被RNA 聚合酶结合的DNA部位称为启动子；启动子的结构影响它与RNA 聚合酶的亲和力，决定基因表达强度。
转录单元：是一段从启动子开始到终止子（terminator ）结束的DNA 序列，RNA 聚合酶从转录起点开始沿着模板前进，直到终止子为止，转录出一条RNA 链；在细菌中，一个转录单元可以是一个基因，也可以是几个基因。
2 转录起点：指与新生RNA 链第一个核苷酸相对应DNA 链上的碱基，研究证实通常为一个嘌呤。
上游：常把起点前面，即5 '末端的序列称为（upstream ）上游;下游：起点后面即3 '末端的序列称为下游（downstream ）。
在描述碱基的位置时，起点为＋1 ，下游方向依次为＋2 ，＋3 ……，上游方向依次为－1 ，－2 ，－3 ……。
3 启动子结构：Pribnow框：在起始点上游，几乎在所有启动子都存在一个6 bp富含A/T区域TATAAT。
通常位于－18位到－9位，称为Pribnow框。
该区域是RNA聚合酶牢固结合位点，RNA聚合酶结合后，这一富含A/T的DNA双链解开。
Sextama框：位于－35区附近有一TTGACA序列，是RNA聚合酶中的σ因子识别位点。
以上这两个位点对于转录起始都是非常重要的。
σ因子识别－35区并与之结合。
由于RNA聚合酶分子覆盖面积能达到70bp，因此酶分子上的一个合适部位能接触－10区。
酶分子一旦与－10区结合以后，就从识别位点上解离下来。
此外，－35序列的重要性还在于在很大程度上决定了启动子的强度。
－10 区和－35 区的最佳距离：在原核生物中，－35 区和－10 区的距离大约是16 ～19bp ，小于15bp 或大于20bp 都会降低启动子的活性；保持启动子这两段序列以及它们之间的距离是十分重要的，否则就会改变它所控制的基因表达水平。
生物化学课后习题答案-第十二章xt12
第十二章 RNA的生物合成—转录一. 课后习题1.比较四类聚合酶（即DNA指导的DNA聚合酶，DNA指导的RNA聚合酶，RNA指导的RNA聚合酶，RNA指导的DNA聚合酶）性质和作用的异同。
2.为什么RNA易被碱水解，而DNA不容易被碱水解？真核生物三类启动子各有何结构特点？3.下列是DNA的一段碱基序列：AGCTTGCAACGTTGCAA CGTTGCATTAG（1） 写出DNA聚合酶以上面的DNA片段为模板，复制出的DNA碱基序列。
（2） 以（1）中复制出的DNA碱基序列为模板，在RNA聚合酶催化下，转录出的mRNA 的碱基序列。
4. 3’-脱氧腺苷-5’-三磷酸是ATP的类似物，假设它相似到不能被RNA聚合酶识别。
如果在RNA转录时细胞中存在少量的该物质，会有什么现象？5. 与DNA聚合酶不同，RNA聚合酶没有校正活性，试解释为什么缺少校正功能对细胞并无害处。
6. 若Φ174噬菌体DNA的碱基组成为：A，21%；G，29%；C，26%；T，24%，问由RNA聚合酶催化其转录产物RNA的碱基组成如何？7. 自我拼接反应和RNA作为催化剂的反应之间的区别是什么？8. 真核细胞mRNA加工过程包括哪四步？9. 以两种DNA作为模板进行DNA合成，得到以下数据。
试判断是对称转录，还是非对称转录，为什么？DNA DNA中 合成的RNA中A+T/G+C AMP UMP GMP CMPDNA甲 1.85 0.56 0.57 0.30 0.31DNA乙 2.39 1.83 1.04 0.35 0.85二. 参考答案：1. 此类聚合酶的性质和作用异同如下：聚合酶 性质 作用DNA指导的DNA聚合酶 原核有三种：DNApolyI有纠错校正功能和切除引物，修复损伤；DNApolyIII为复制酶；真核有5种。
以dNTP作为底物，以自身单链DNA为模板，合成DNA，即DNA复制。
DNA指导的RNA聚合酶 由核心酶和σ因子结合形成全酶，核心酶具有催化功能，σ因子本身不具有催化活性，作用是识别起始信号，发动转录。
DNA复制与RNA转录
先导链或前导链
后续链或滞后链
冈崎片段的长度: 原核细胞 1000-2000 bp 真核细胞 100-200 bp
半不连续复制
DNA复制沿复制叉向前移动时,两条亲代单链 DNA都作为模板.对应3‘—5’模板链，新链的合成 方向是5‘—3’.能连续合成,这条新链叫先导链或 前导链。对应5‘—3’的模板链，合成方向与复制 叉移动方向相反,且是在模板上先合成若干短 的DNA片段—冈崎片段,然后在连接酶的作用下 连成一条完整新链,这条链称后续链或滞后链。 这种前导链的连续合成和后续链的不连续合成, 称为DNA的半不连续复制.
② DNA解链 旋转酶,解旋酶与复制起点结合,解开双螺旋形 成两条局部单链,单链结合蛋白也随即结合到 DNA 单链上。 ③ RNA引物的合成 引发酶(RNA聚合酶)以DNA链为模板合成RNA引 物主导链合成一个底物,后续链则结合多个引 物酶,合成许多冈崎片段的引物。 引物长度:原核生物, 10-60 bp 真核生物, 2-10 bp(哺乳动物)
起点－多复制子
二）DNA复制的起点与方式
真核生物染色体DNA是线性双链分子， 有多复制起点，是多复制子 大肠杆菌染色体DNA的复制起点 ori C
大肠杆菌复制起 点ori C 245bp
鼠伤寒沙门氏菌 复制起点 ori 296 bp
DNA复制是指遗传信息从细胞的亲代向子代的传递过程。 DNA分子是由两条互补链组成，复制时双链分开，然后以每 条链为摸板，根据碱基配对原则，复制成两个同样的DNA， 是一个十分复杂而精确的过程，涉及许多蛋白质因子和酶。
二、DNA修复与DNA突变
1、DNA的突变 由于DNA碱基顺序的改变引起生物遗传性状显 著变化的现象，称为基因“突变”。 DNA受如下因素影响, 电离辐射,氧自由基,化学 致癌物,紫外线等影响会使DNA发生突变. 突变的方式: ① 二聚体(胸腺嘧啶),烷基化 单点突变,DNA序列上单个碱基的改变—碱 基替换,多点突变，碱基顺序颠倒 ③移码突变, DNA序列上碱基插入或缺失
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真核生物启动子有三类，分别由RNA 聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ进行转录。
类别Ⅰ（class Ⅰ）启动子：
只控制rRNA 前体基因的转录，转录产物经切割和加工后生成各种成熟rRNA 。
类别Ⅰ启动子由两部分保守序列组成：
核心启动子（core promoter
）：位于转录起点附近，从-45至+20；
上游控制元件（upstream control element ，UCE ）：位于-180至-107；
RNA 聚合酶Ⅰ对其转录需要2种因子参与：
UBF1：一条M 为97000的多肽链，结合在上述两部分的富含GC 区；
1个TBP ，即TATA 结合蛋白（TATA-binding protein ，TBP ）；
SL1：一个四聚体蛋白，含有 3个不同的转录辅助因子TAF Ⅰ；
在SL1因子介导下RNA 聚合酶Ⅰ结合在转录起点上并开始转录。
类别Ⅱ（class Ⅱ）启动子：
类别Ⅱ启动子涉及众多编码蛋白质的基因表达的控制。
该类启动子包含4类控制元件：
基本启动子（basal promoter ）：序列为中心在-25至-30左右的7 bp 保守区，TATAAAA/T ，
称为TATA 框或Goldberg-Hogness 框。
与RNA 聚合酶的定
位有关，DNA 双链在此解开并决定转录的起点位置。
失去
TATA 框，转录将在许多位点上开始。
起始子（initiator ）：转录起点位置处的一保守序列，共有序列为：P y P y ANT(A)P y P y
P y 为嘧啶碱（C 或T ），N 为任意碱基，A 为转录的起点。
DNA 在此
解开并起始转录。
上游元件（upstream factor ）：普遍存在的上游元件有CAAT 框、GC 框和八聚体（octamer ）
框等。
CAAT 框的共有序列是GCCAATCT ，GC 框的共有序
列为GGGCGG 和CCGCCC ，八聚体框含有8bp ，共有序列
为ATGCAAAT ；
应答元件（response element ）：诱导调节产生的转录激活因子与靶基因上的应答元件结合。
如热休克效应元件HSE 的共有序列是
CNNGAANNTCCNNG ，可被热休克因子HSF 识别和作用；
血清效应元件SRE 的共有序列CCATATTAGG ，可被血清效
应因子SRF 识别和作用。
+1
参与RNA聚合酶Ⅱ转录起始的各类因子数目很大，可分为3类：
通用因子（general factor）：作用于基本启动子上的辅助因子称为通用（转录）因子（GTF），
或基本转录因子（basal transcription），为任何细胞类别Ⅱ启动
子起始转录所必需，以TFⅡⅩ来表示，其中Ⅹ按发现先后次序
用英文字母定名，如TFⅡA、TFⅡD、TFⅡH。
上游因子（upstream factor）：或转录辅助因子（transcription ancillary factor），是指识别上
游元件的转录因子。
可诱导因子（inducible factor）：在真核生物中，与细胞类型和发育阶段相关的基因表达，
主要通过转录因子的重新合成来进行调节的，是长期的过
程。
对外界刺激的快速反应则主要通过转录激活物
（transcription activator）的可诱导调节。
这些诱导的转录
激活因子与靶基因上所谓应答元件相结合。
类别Ⅲ（class Ⅲ）启动子：
类别Ⅲ启动子为RNA聚合酶Ⅲ所识别，他涉及一些小分子RNA的转录。
RNA聚合酶Ⅲ的启动子有3种类型结构：
类型1基因内启动子：如5S rRNA基因的启动子，位于转录起点下游，即在基因内部，是
下游启动子，有两个框架序列，被3种辅助因子所识别。
5S rRNA
基因的启动子包括框架A（box A）、中间元件（intermediate element）
和框架C（box C）3个元件组成。
TFⅢA结合在框架A上，然后
促使TFⅢC结合，后者结合导致TFⅢB结合到转录起点附近，并
引导RNA聚合酶Ⅲ结合在起点上。
TFⅢB使RNA聚合酶Ⅲ正确定
位，起“定位因子”（positioning factor）作用。
类型2基因内启动子：如tRNA基因的启动子，有两个控制元件，分别为框架A和框架B。
TFⅢC结合框架B，其结合区域包括框架A和框架B，然后导致TF
ⅢB结合到转录起点附近，并引导RNA聚合酶Ⅲ结合在起点上。
上游启动子：如snRNA基因的启动子，位于转录起点上游。
有3个上游元件：OCT（八聚体基序octamer motif）、PSE（邻近序列元件proximal sequence element）、
TATA元件。
在RNA聚合酶Ⅲ的上游启动子中，只有靠近起点存在TATA元
件，就能起始转录。
然而PSE和OCT元件的存在将会增加转录效率。