转录及其调控

复制和转录的区别
模板
原料 酶
产物 碱基配对
复制
两股链均复制 全部基因组被复制
dNTP DNA聚合酶 子代双链DNA A-T，G-C
转录
只有模板链转录（不对称转录） 任一种细胞内仅部分基因转录
NTP RNA聚合酶 mRNA，tRNA，rRNA等 A-T，G-C，A-U
目录
第一节 第二节 第三节 第四节
二、原核生物转录过程
大肠埃希菌的转录泡局部结构示意图
转录泡(transcription bubble)： RNA-pol （核心酶） ····DNA ····RNA
二、原核生物转录过程
原核生物转录延长与蛋白质的翻译同时进行
5 3
DNA
RNA
RNA聚合酶
核糖体 Ø在同一DNA模板上，有多个转录同时在进行； Ø转录尚未完成，翻译已在进行。
二、原核生物转录过程
（一）原核生物转录起始 1.原核生物RNA聚合酶与模板的辨认结合 原核生物通常是以操纵子（operon）作为转录和 调控的基本单位。
启动子 (promoter)
RNA-pol
其他调控序列
结构基因
二、原核生物转录过程
❖RNA 聚合 酶保 护法
二、原核生物转录过程
RNA聚合酶保护区 结构基因
5
3
3
5
5
3
-50 -40 -30 -20 -10 1 10
3
5
-35 区
TTGACA AA C T G T RNA-pol辨认位点 (recognition site)
开始转录 -10 区
T A T A A T Pu A T A T T A Py (Pribnow box)
二、原核生物转录过程
2.原核生物转录起始过程
（一）转录模板
❖ 在DNA分子的双链上，按碱基配对规律能指导 转录生成RNA的一股链作为模板指导转录，另 一股链则不转录，这种模板的选择性称为不对 称转录（asymmetric transcription）。
一、转录模板、酶及相关因子
5′···GCAGTACATGTC ···3′ 3′··· c g t g a t g t a c a g ···5′
v 能 结 合 RNA ， 以 对 poly C 的 结 合 力 最 强 ， 对 poly dC/dG组成的DNA的结合能力低得多。
v ATP酶活性和解螺旋酶(helicase)的活性。
一、转录模板、酶及相关因子
2.调节基因所编码的因子 ①特异因子 ：决定RNA聚合酶对一个或一套启动序 列的特异性识别和结合能力； ②阻遏蛋白：可识别、结合特异DNA序列，抑制基因 转录，介导负调节； ③激活蛋白：可结合启动序列邻近的DNA序列，提高 RNA聚合酶与启动序列结合能力，增强RNA聚合酶的 转录活性，是一种正调控。CAP
①闭合转录复合体（closed transcription comple）形成； ②开放转录复合体（open transcription complex）形成； ③转录起始复合物形成。
5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + ppi
转录起始复合物:
RNApol (2) - DNA - pppGpN- OH 3
规律把四种核糖核苷三磷酸聚合成RNA链。 ❖ 需二价金属离子，如Mn2+、Zn2+。 ❖ 不需要引物并且也没有校正活性。
一、转录模板、酶及相关因子
大肠埃希菌（E．coli）RNA 聚合酶各亚基的功能
亚基 α β β′ ω σ
分子量 36 512 150 618 155 613 11 000 70 263
二、原核生物转录过程
n E.coli的转录起始和延长
二、原核生物转录过程
（二）原核生物转录延长
1. 亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变构，与模板结 合松弛，沿着DNA模板前移；
2. 在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延 长。
(NMP) n + NTP (NMP) n+1 + PPi
每分子酶中所含数目 2 1 1 1 1
功能 决定哪些基因被转录 与转录全过程有关（催化） 结合DNA 模板 功能尚不清楚 辨认起始位点
α2ββ′ωσ称为全酶（holoenzyme），α２ββ′ω称为核心酶（core enzyme）。
一、转录模板、酶及相关因子
（三）原核生物转录相关因子
1.因子
v 由相同亚基组成的六聚体蛋白质，亚基分子量 46kD。
药学分子生物学
第三章 转录及其调控
重点难点
❖ 转录、启动子、增强子的概念 ❖ 转录反应体系 ❖ 原核生物转录的大致过程 ❖ 真核生物转录后加工 ❖ 转录水平的调节方式
▪ 原核生物的操纵子模式 ▪ 真核生物的顺式作用元件与反式作用因子
生物体在遗传信息传递过程中，以DNA为模板，在 DNA依赖的RNA聚合酶（DNA-dependent RNA polymerase）催化下，以4种三磷酸核苷（ATP、GTP、 CTP、UTP）为原料，合成RNA的过程称为转录（ transcription）。
一、转录模板、酶及相关因子
❖分解代谢物基因激活蛋白（catabolite gene activator protein,CAP）就是一种典型的激 活蛋白。有些基因在没有激活蛋白存在时， RNA聚合酶很少或根本不能结合启动序列，无 法转录。
3.其他因子 除上述因子外，还有一些蛋白质参 与转录过程。例如，大肠埃希菌的nusA蛋白能协 助RNA聚合酶识别某些特征性的终止位点。
二、原核生物转录过程
（三）原核生物转录终止 ❖ 当RNA聚合酶核心酶（α２ββ′ω）滑行到操纵
编码链（coding strand） 模板链（template strand）
转录
5′···GCAGUACAUGUC ···3′ mRNA
翻译
N······Ala ·Val ·His ·Val ······C 蛋白质
一、转录模wenku.baidu.com、酶及相关因子
（二）原核生物RNA聚合酶 ❖ 在模板链DNA碱基序列的指导下，按碱基配对
原核生物转录 真核生物转录 转录调控 转录及其调控系统与药物
第一节 原核生物转录
目录
一、原核生物转录模板、酶及相关因子 （一）原核生物转录模板 （二）原核生物RNA聚合酶 （三）原核生物转录相关因子
二、原核生物转录过程 （一）原核生物转录起始 （二）原核生物转录延长 （三）原核生物转录终止
一、转录模板、酶及相关因子