转录及其调控
RNA的转录调控机制及其在疾病治疗中的应用
RNA的转录调控机制及其在疾病治疗中的应用随着生物学的发展，越来越多的关于RNA的研究被提上日程。
RNA是一种非常重要的生物大分子，它在生物体内起到了非常重要的作用。
尤其在转录调控中，RNA扮演了一个非常重要的角色。
本文将介绍RNA的转录调控机制及其在疾病治疗中的应用。
一、RNA的转录调控机制RNA的转录调控是指通过调节RNA的合成和分解来影响基因表达的过程，其中转录调控有两种机制，包括转录后调控和转录前的调控。
1. 转录后调控机制转录后调控机制是指在RNA合成完成后，对RNA进行修饰或加工，从而调节RNA的稳定性和功能。
转录后调控机制主要包括以下几个方面的内容：（1）RNA剪接RNA剪接是指对RNA前体分子进行切割和拼接，从而生成成熟的RNA分子。
RNA剪接是RNA转录调控的一个非常重要的环节，它可以通过调节RNA的剪接选择性，使得一份基因可以通过不同的剪接方式产生出多种不同的RNA分子。
（2）RNA修饰RNA修饰是指在RNA的链上添加不同的化学修饰基团，从而改变RNA的结构和功能。
RNA修饰包括RNA甲基化、RNA磷酸化、RNA二硫键和RNA氧化等多种形式，这些修饰可以影响RNA的稳定性和功能。
2. 转录前调控机制转录前调控机制是指在RNA合成过程中，通过一系列蛋白质复合体的调节，来影响RNA的合成和生成。
转录前调控机制主要包括以下几个方面的内容：（1）RNA聚合酶RNA聚合酶是指在RNA合成中起重要作用的一类蛋白质，它可以在DNA上构建RNA多聚体，从而完成RNA的合成过程。
RNA聚合酶通过与一系列调控蛋白质复合体的相互作用来影响RNA的合成。
（2）转录因子转录因子是指一类可以结合在DNA上，调节RNA合成的蛋白质。
在RNA的合成过程中，转录因子和RNA聚合酶一起参与调控RNA的合成。
转录因子可以调节RNA的合成速度和准确性，从而对RNA的稳定性和功能产生影响。
二、RNA的在疾病治疗中的应用由于RNA在生物体中起到非常重要的作用，因此它在临床上的应用也越来越广泛。
转录及转录调控
（二）转录延长 1. 与原核生物大致相似，
没有转录与翻译同步的现象。 2. RNA-pol前移,核小体移位和解聚现象。
8/3/2020
核小体
RNA-Pol
转
转录方向
录
延
长
中
的
核
RNA-Pol
小
体
移
位
RNA-Pol
8/3/2020
（三）转录终止 —— 和转录后修饰密切相关。
转录终止修饰点: DNA读码框架下游的一组AATAAA和GT共同
原核生物启动子保守序列
8/3/2020
转录起始点
1、 转录开始的位置
超过90%的转录起始点为嘌呤核苷酸，在转录 起始点有一保守序列：MCATMM，A是转录 始点。 M：A或C或G
8/3/2020
—10序列
2、 —10序列，位于转录起始位点上游— 10bp左右，有一个6个碱基组成的保守 序列TATAAT，是RNA聚合酶结合的部 位，又称为TATA盒或Pribnow盒。
8/3/2020
转录起始过程：
2. DNA局部解链 RNA聚合酶挤入DNA双链中，解链长度约
12~17个核苷酸， 拓扑异构酶参与。 形成开放转录复合物(二元复合物)
8/3/2020
转录起始过程：
3. 在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应， 形成转录起始复合物。
5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + ppi
8/33/42020
发夹式结构和寡聚U的共同作用使RNA从三元 复合物中解离出来。
8/33/52020
终止效率与 二重对称序列 （至少6bp）和 寡聚U（至少4个 U）的长短有关， 长度↑，终止效 率↑。
细胞的转录与转录调控
细胞的转录与转录调控转录是生物体中基因表达的重要过程之一。
通过转录过程，DNA 序列将被转录成RNA分子，从而实现基因信息的转换和传递。
转录调控作为机体对基因表达的精细调节机制，不仅控制着细胞内各种生物过程的进行，还决定了细胞发育、分化以及应对环境变化的能力。
本文将从细胞的转录机制以及转录调控的重要性两个方面进行探讨。
一、细胞的转录机制细胞的转录是指在DNA模板的指导下，通过RNA聚合酶酶的催化作用，将DNA主链上的一段编码或非编码的基因序列转录成RNA分子的过程。
具体而言，转录的主要过程可分为如下几个步骤：1. 酶的结合：RNA聚合酶通过特异性与DNA结合，形成RNA聚合酶-DNA复合物。
这种结合形式通常是依赖于酶与DNA特定的序列结合而发生的。
2. 脱氧核苷酸的加入：RNA聚合酶将脱氧核苷酸（dNTP）与DNA 携带的模板链上的核苷酸进行互补配对，并将其加入到新合成的RNA 链中。
3. 转录起始：在DNA的启动子区域，RNA聚合酶会寻找具有特殊序列的基因，以确定转录起始点。
4. 转录终止：当RNA聚合酶通过识别特定的转录终止信号而停止在DNA上的移动时，转录过程达到终止点，生成的RNA链被释放。
通过上述步骤，细胞内的DNA信息得以转录成为RNA分子。
这些RNA分子代表着细胞中特定基因的表达水平，可进一步在蛋白质合成过程中发挥重要的作用。
二、转录调控的重要性转录调控是细胞内对基因转录过程进行精细调控的重要机制。
转录调控的主要目的是在不同发育阶段、组织和环境条件下，使细胞能够选择性地激活或抑制特定基因的转录，从而实现细胞功能和特性的调节。
以下是转录调控的几个重要类型：1. 转录因子：转录因子是一类能够结合到DNA上的蛋白质，可以促进或阻止RNA聚合酶与转录起始复合物的形成，从而调控基因的转录。
转录因子在转录调控中起到关键作用，可以通过结合启动子区域和共激活蛋白相互作用，激活或阻止转录的进行。
2. 表观遗传调控：表观遗传调控是指通过对DNA和组蛋白修饰状态的改变，来调节基因的转录过程。
转录调控的机制
转录调控的机制
转录调控是指控制基因转录的机制，通过调节基因的表达水平来影响细胞的生理和病理过程。
转录调控可以分为转录前调控和转录后调控两个阶段。
在转录前调控中，转录因子是关键的调控因素。
转录因子是一类结构特殊的蛋白质，它们能够结合到基因启动子区域的特定序列上，并调节基因的转录。
转录因子可以分为激活子和抑制子，分别促进或抑制基因的转录。
不同转录因子之间会发生相互作用，形成复杂的调控网络。
转录后调控则主要由RNA后转录修饰参与。
这些修饰有助于调控RNA的稳定性、翻译效率和局部结构。
其中最重要的后转录修饰包括剪接、RNA编辑、RNA甲基化等。
这些修饰在细胞发育、免疫应答、疾病发生等过程中发挥着重要的作用。
最近发现，非编码RNA也能够参与到转录调控中。
非编码RNA是指在基因组中存在，但不编码蛋白质的RNA分子。
它们能够与DNA、RNA和蛋白质发生相互作用，从而影响基因的表达。
非编码RNA在癌症、神经退行性疾病等多种疾病中发挥着重要的作用。
总的来说，转录调控是一个复杂的过程，涉及到多种分子的相互作用。
研究转录调控的机制不仅有助于我们理解生命现象的本质，也为疾病的治疗和预防提供了新的思路。
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转录与转录调控机制
转录与转录调控机制基因是决定生物个体遗传信息的基本单位，它负责了生物体内所有蛋白质和非编码RNA的合成。
而转录是生物体中在DNA模板上合成相应RNA分子的过程。
转录调控机制则是指在基因表达中，通过一系列的遗传调控过程来控制转录的发生与程度，以实现生命现象的细腻调控。
一、转录的基本过程转录是指通过对DNA双链进行解旋、模板链选择性派生RNA链、RNA链的生长和修饰，以及RNA链在DNA链上的移动和终止而合成RNA链的过程。
转录的基本过程包括启动、延伸和终止三个阶段。
1. 启动阶段在启动阶段，转录起始位点被定义，并且转录酶（RNA聚合酶）与DNA结合，形成转录起始复合物。
该复合物包括转录酶和调控蛋白质，如转录因子和启动子结合蛋白等。
2. 延伸阶段在延伸阶段，RNA聚合酶沿着DNA模板链滑动，并将RNA链与DNA模板链上的碱基相互配对，合成RNA链。
这个过程由RNA聚合酶的核酸合成活性催化。
3. 终止阶段在终止阶段，RNA链和DNA模板链分离，并且RNA链与RNA聚合酶解离，形成成熟的RNA分子。
二、转录调控机制1. 转录启动调控转录的启动是整个转录调控机制中最为重要的一步，因为它决定了转录的频率和强度。
转录启动的调控主要通过启动子区域的结构和序列上调控元件的作用来实现。
启动子区域的结构包括开放的染色质结构以及启动复合物和调控因子与DNA的相互作用。
而上调控元件则是一些调控DNA序列，它们可以结合到启动子区域和转录因子上，来调节转录因子与DNA的亲和力。
2. 转录步骤调控在延伸阶段，转录因子和调控蛋白能够对RNA聚合酶的运动速度和过程进行调控，从而影响整个转录的速率和效率。
转录调控因子可以通过结合到转录酶的不同部位来实现，如结合到转录复合物的顶端或尾部，或者与RNA链结合。
这些转录调控因子可以影响转录酶的运动速度、转录过程的正确性以及终止阶段的效率。
3. 转录终止调控转录的终止过程是通过转录终止信号的识别和相应的终止因子的作用来实现的。
《转录水平的调控》课件
转录因子在转录过程中的作用机制
激活机制
转录因子通过与DNA上的特异序 列结合，促进RNA聚合酶的招募 ，从而激活基因转录。
抑制机制
转录因子通过与DNA上的特异序 列结合，阻止RNA聚合酶的招募 ，从而抑制基因转录。
共激活剂和共抑制
因子
一些转录因子可以招募共激活剂 或共抑制因子，进一步增强或减 弱其调控作用。
转录因子在疾病中的调控作用
肿瘤发生和发展
一些转录因子在肿瘤发生和发展过程中发挥重要作用，如MYC、FOXM1等。这些转录因子的异常表达可以导致肿瘤 细胞的增殖、侵袭和转移。
免疫系统调控
一些转录因子在免疫系统的发育和功能中发挥重要作用，如NF-κB、IRF等。这些转录因子的异常表达可以导致免疫 系统紊乱，增加疾病易感性。
在转录过程中，RNA聚合酶识别DNA上的启动子 02 序列，并开始合成RNA链。
转录过程中，DNA双链结构中的一条链作为模板 03 ，合成RNA链。
转录的步骤
起始
RNA聚合酶结合到DNA上的启动子序列， 并开始合成RNA链。
延长
RNA聚合酶沿着DNA模板链不断向前移动，同时合 成RNA链。
终止
RNA聚合酶到达DNA上的终止子序列，停 止合成RNA链，并从DNA上释放出来。
表观遗传学主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码 RNA等机制。
表观遗传学调控在细胞分化、胚胎发育、肿瘤发生等多种生物学过程中发 挥重要作用。
DNA甲基化在转录水平调控中的作用
DNA甲基化是指在 DNA序列中，CpG位 点的胞嘧啶被甲基所
修饰的一种形式。
DNA甲基化可以影响 转录因子与DNA的结 合，从而调控基因的
02
转录及其调控机制研究
转录及其调控机制研究转录是指将DNA上的基因信息转换成RNA分子的过程。
它是生物基因表达的关键步骤之一。
在分子水平上，转录是一种由RNA聚合酶（RNA polymerase）构建新RNA的过程，该RNA序列是根据DNA模板上的编码所决定的。
在过去几十年中，生物学家对转录及其调控进行了广泛的研究，这些成果极大地促进了我们对基因表达及其相关疾病的认识，也为药物研发提供了有益的线索。
转录是DNA信息的複制转录的过程包括三个步骤：初始化、延伸和终止。
首先，在初始化阶段，RNA 聚合酶在DNA上找到一个初始信号，该信号指示着转录需要发生的位置。
在延伸阶段，RNA聚合酶围绕DNA螺旋进行自身复制，随着RNA分子不断地向外进行构建，RNA聚合酶一侧读取DNA，一侧构建RNA。
这个过程要求特定的酶和共同因子协同作用。
在终止阶段，RNA聚合酶检测到特定的基因末端信号，停止转录，并释放出新形成的RNA分子。
基因表达的调控机制不同基因之间表达数量和时间的不同是通过转录调控机制实现的。
转录调控是指在转录过程中，在各种转录因子和调节蛋白的作用下，对RNA聚合酶的不同作用，控制RNA产物的种类、数量和时机。
转录因子是特定的蛋白质，它们可以结合到DNA上，影响转录的各种过程。
转录因子通常绑定到序列特异性的肽酸质量的片段上，调节DNA捆绑。
有些转录因子与RNA聚合酶I、II或III发生共同作用，这些RNA聚合酶负责大多数mRNA、miRNA、snRNA、snoRNA和大多数组成与稳定性相关的小RNA的合成。
除了转录因子以外，在转录调控中还存在着诸如DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑等多种底物化的影响，这些影响可以移动组的可能性来缩小或拓展细胞中基因表达的范围或模式。
转录在疾病中的作用对转录及其调控机制的研究有助于我们发现疾病的新生物学根源，并找到针对这些疾病的治疗方法。
例如，目前已知在癌症细胞中，与正常细胞相比，许多基因产物的表达量已经发生变化。
基因表达的调控机制
基因表达的调控机制基因表达是指基因通过转录和翻译过程将DNA信息转化为蛋白质的过程。
在细胞内，基因表达的调控机制起着至关重要的作用，决定了细胞的功能和特性。
本文将介绍基因表达的调控机制，包括转录调控、转录后调控和翻译调控。
一、转录调控转录调控是指通过调控基因的转录过程来控制基因表达水平。
转录调控主要包括启动子区域的结构和转录因子的结合。
1. 启动子区域的结构启动子是位于基因上游的DNA序列，包含转录起始位点和调控元件。
调控元件包括增强子和抑制子，它们可以与转录因子结合，促进或抑制转录的发生。
启动子区域的结构可以通过DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑等方式进行调控。
2. 转录因子的结合转录因子是一类能够结合到DNA上的蛋白质，它们通过与启动子区域的调控元件结合来调控基因的转录。
转录因子可以分为激活子和抑制子，激活子能够促进转录的发生，而抑制子则能够抑制转录的发生。
转录因子的结合与DNA序列的亲和性有关，不同的转录因子结合到不同的DNA序列上，从而实现对基因的调控。
二、转录后调控转录后调控是指在转录完成后，通过调控RNA的加工、修饰和稳定性来控制基因表达水平。
转录后调控主要包括RNA剪接、RNA修饰和RNA降解。
1. RNA剪接RNA剪接是指在转录过程中，将前体mRNA中的内含子剪接掉，将外显子连接起来形成成熟的mRNA。
通过剪接的方式，可以产生不同的mRNA亚型，从而调控基因的表达。
RNA剪接的调控主要依赖于剪接因子的结合和剪接位点的选择。
2. RNA修饰RNA修饰是指在转录后，通过添加化学修饰基团来改变RNA的结构和功能。
常见的RNA修饰包括甲基化、腺苷酸转换和伪尿苷酸转换等。
RNA修饰可以影响RNA的稳定性、转运和翻译效率，从而调控基因的表达。
3. RNA降解RNA降解是指通过核酸酶将RNA分解为小片段，从而降低基因的表达水平。
RNA降解的速度受到RNA的稳定性和降解酶的活性的影响。
不同的RNA分子具有不同的稳定性，一些RNA分子具有较长的半衰期，而另一些RNA分子则具有较短的半衰期。
DNA转录调控及其动态调控机制
DNA转录调控及其动态调控机制DNA转录调控指的是通过改变某些基因的表达水平，调节细胞对外部环境的响应和细胞内分化分布，从而保证整个生物体内部的功能协调和稳定。
DNA转录调控的基础是对基因组的广泛测序和对转录因子的深入研究，掌握DNA转录调控的机制不仅是深入理解生命本质的重要一步，也是开发新药物和疗法的关键技术。
一、DNA转录调控的主要机制DNA转录调控的主要机制分为两类：底层调控和上层调控。
底层调控是指基因本身的某些结构与外部物质如转录因子、蛋白酶等发生相互作用，以此来改变基因的表达量。
上层调控则是指某些因素对于底层调控进行控制，例如细胞外分子信号，对基因选通状态的影响等。
底层调控包括：1. 识别启动子序列，调节转录起始的位置和激活转录因子等；2. 转录因子与DNA序列的特定结合，阻止RNA 聚合酶的结合并阻止转录；3. 转录因子在基因响应后与染色质配合，并促进辅助因子的结合，从而彻底转录基因，实现基因表达增强。
上层调控包括：1. 细胞外物质和内部代谢产物的相互作用，影响基因转录和转录因子的结合；2. 多因素影响，如细胞周期，细胞凋亡等过程，对基因表达形成反馈，形成复杂系统；3. 线粒体DNA的调节，对蛋白酶等基因表达调节机制的影响，对转录因子的局部调节以及其它特定情况下的基因表达调节。
二、DNA转录调控的动态调控机制DNA转录调控的动态调控机制强调了在不同生物发展过程中，在不同上下游信号刺激下，一些共同的关键基因会发生异质形态，从而改变基因表达状态的特定机制。
这些机制包括了：DNA修饰、染色质重构、转录因子的调控和非编码RNA信号参与。
DNA修饰的动态调控机制包括了：DNA甲基化、羟甲基化和翻译后修饰。
DNA甲基化位于基因启动子区域，可以通过脱甲基酶或甲基转移酶来转录或阻止转录。
羟甲基化指的是一些香豆酸水洗后剩下的“第五碱基”，在多种细胞调节机制中发挥着积极的作用。
翻译后修饰则立足于mRNA，如剪切、加壳、后修饰甚至是降解等阶段。
基因转录调控的机制和调控网络
基因转录调控的机制和调控网络基因转录调控是指对基因转录的过程进行调控，从而影响基因表达的过程。
在生物界中，这种调控网络是广泛存在的，是维持生命机能正常运作的必要条件。
本文将介绍基因转录调控的机制以及调控网络的构成和特点。
一、基因转录调控机制基因转录调控是指在DNA转录成mRNA的过程中，通过一系列的调控机制，进行调整和控制mRNA的产生量和质量，从而影响基因表达的过程。
这些调控机制的目的是让基因产生的蛋白质数量，能够适应生物体内的各种需求和环境变化。
基因转录调控机制包括两类：正向调控和负向调控。
正向调控是指通过一系列的结合因子，促进RNA聚合酶与基因的绑定，进而促进其转录。
相反，负向调控则是指一些特定蛋白质抑制RNA聚合酶的启动，从而抑制基因的转录。
正向调控和负向调控的效果均影响了RNA聚合酶对基因的转录，进而影响了基因表达。
为了达到更加精确的调控效果，生物体还会采用多个调控机制共同协作来实现基因转录的调控。
二、调控网络的构成与特点基因转录调控网络是由多个调控元件和调控因素组成的一个信号级联体系，是对基因表达过程进行深度和精细调控的体现。
调控网络的特点主要体现在如下几个方面：1、分层次性调控网络分为三层：转录因子层、底物层和基因层。
在转录因子层，各种转录因子会结合在DNA上，形成成活跃的细胞核体。
而在底物层，各种化学分子和离子会和细胞核内的蛋白质互相作用，影响着RNA聚合酶全程转录。
最后的基因层，则涉及到mRNA的合成和基因的转录。
2、灵敏性和准确性调控网络能够根据外界环境和内部信息，调控基因的表达水平，使得生物体的形态结构、生理功能等方面得到了准确和灵敏的调控。
例如，当生物体感受到外部机械或化学刺激时，会立刻响应并启动相关的调控网络。
3、互动性和可塑性调控网络通过各种调控元件和调控因素之间的复杂相互作用，形成了复杂的基因转录调控网。
这些元件和因素之间相互作用的程度和方式不同，使得调控网络具有较高的可塑性和互动性。
转录调控及其生物学意义
转录调控及其生物学意义转录调控是指通过调节RNA聚合酶与DNA结合并招募转录因子等蛋白质来控制基因表达的过程。
随着基因组学和生物信息学技术的不断发展，对于转录调控的研究也越来越深入，揭示出了其在生物学中的重要意义。
一、转录调控的类型1. 染色质结构和组装染色质在不同状态下的密度、构象和组装方式对基因表达的调控起到重要作用。
一些修饰染色质结构的蛋白质，如组蛋白去乙酰化酶（HDACs）和乙酰化酶（HATs），可促进或抑制RNA聚合酶对特定基因的转录。
2. 转录因子转录因子是在DNA上结合的一类蛋白质，它们与RNA聚合酶一起参与基因转录的启动、终止和调控。
转录因子在诱导RNA聚合酶转录特定基因时，其结合位置和顺序也对基因表达调控起到关键作用。
3. RNA分解RNA分解涉及到许多RNA结合蛋白质和核糖核酸酶，它们决定特定RNA分解的时序、位置和速率等参数。
通过RNA分解的调节，细胞可以在不同时间和状态下对基因表达进行调控。
4. RNA后转录修饰RNA在合成后还需要进行多种后转录修饰，包括剪接、多聚腺苷酸化和修饰、RNA编辑等。
这些后转录修饰对RNA的稳定性、可识别性和功能都至关重要，因此它们的调节也是细胞对基因表达进行调控的一个重要方式。
二、转录调控在生物学中的意义转录调控在生物学中扮演着至关重要的角色，它可以通过以下几个方面对细胞和生物体产生影响：1. 个体的发育和分化转录调控通过在合适的时间和地点控制特定基因的表达，推动个体从单细胞到多细胞的分裂、分化和发育过程。
许多研究表明，转录因子在神经元发育、心肌分化等方面的调控中起着重要作用。
2. 环境适应细胞在环境变化中需要对基因表达进行适应性调整，例如对于低温或高盐等环境中的生长条件，转录调控会使它们适应环境中的压力，并展现出适应性增强或防御反应。
3. 多种疾病的发生和治疗转录调控在许多疾病的发生和治疗中也扮演着重要角色。
例如，癌症的发生往往与基因的异常表达有关，转录因子通过控制这些基因的表达和转录，可以治疗或预防癌症。
基因调控机制
基因调控机制基因调控是生物体内部控制基因表达的过程，通过调控基因的表达水平和时机，使得细胞在不同的发育阶段和环境条件下能够产生不同的蛋白质，从而实现细胞的分化和功能的多样化。
基因调控机制是生物体内部复杂而精密的调控系统，涉及到多种调控因子和调控途径。
本文将从转录调控、转录后调控和表观遗传调控三个方面介绍基因调控机制的相关内容。
一、转录调控转录调控是指在基因转录过程中通过调控RNA聚合酶的结合、启动子的甲基化、转录因子的结合等方式，控制基因的转录水平。
在细胞内，转录因子是一类能够结合到DNA上特定序列的蛋白质，它们通过与启动子区域上的转录因子结合，调控基因的转录活性。
转录因子的结合可以激活或抑制基因的转录，从而影响细胞内特定蛋白质的合成。
另外，组蛋白修饰也是转录调控的重要方式。
组蛋白是染色质的主要蛋白质成分，对基因的表达起着重要的调控作用。
组蛋白修饰包括乙酰化、甲基化、泛素化等多种方式，不同的修饰方式会影响染色质的结构和紧密度，进而影响基因的可及性和转录活性。
二、转录后调控转录后调控是指在mRNA合成完成后，通过RNA剪接、RNA修饰、RNA稳定性等方式对mRNA进行调控，影响蛋白质的合成水平。
RNA剪接是指在转录后的RNA分子中去除内含子并连接外显子的过程，通过不同的剪接方式可以产生不同的mRNA亚型，从而影响蛋白质的翻译。
此外，miRNA和siRNA也是转录后调控的重要调控因子。
miRNA和siRNA是一类短小的非编码RNA分子，它们通过与靶基因的mRNA结合，抑制靶基因的翻译或降解靶基因的mRNA，从而影响蛋白质的合成水平。
三、表观遗传调控表观遗传调控是指通过改变染色质结构和DNA甲基化状态等方式，影响基因的表达水平。
DNA甲基化是一种重要的表观遗传调控方式，它通过在DNA分子上添加甲基基团，影响基因的可及性和转录活性。
DNA甲基化在细胞分化和发育过程中起着重要的调控作用。
另外，组蛋白修饰也是表观遗传调控的重要方式。
基因转录调控及其调控机制研究
基因转录调控及其调控机制研究在生物学领域中，基因转录调控是一个非常重要的概念。
转录调控的过程是指细胞如何通过某些物质或环境因素的刺激来启动、停止、调节基因的转录。
转录调控是基因表达的关键步骤之一，因为它决定了细胞生命周期中需要多少特定蛋白质的合成，从而直接或间接地影响着细胞的生长、分化、自我修复和功能。
在这个过程中，基因转录调控的机制是非常重要的。
传统上，基因的转录调控被认为是由蛋白质结合到DNA序列上的启动子和增强子区域引起的，这些蛋白质可以激活或抑制某些基因的表达。
然而，最近的研究表明，基因转录调控还涉及到很多其他层面的调控机制，例如DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA和RNA剪接等。
在DNA甲基化中，DNA上的一些碱基被甲基基团取代，从而影响DNA的结构和功能。
甲基化通常会在启动子和增强子区域上发生，这样就可能影响到基因的转录。
而组蛋白修饰是指一些化学修饰和修饰酶对组蛋白进行的化学改变。
这些修饰可以增加或减少DNA与蛋白质之间的亲和力，在基因转录过程中起到调控的作用。
此外，许多非编码RNA分子也涉及到基因转录调控，它们可以与DNA、RNA和蛋白质相互作用，从而影响基因的表达。
RNA剪接是另一种重要的调控机制，它可以通过选择性剪切mRNA外显子的方式来影响基因的表达，从而产生不同的蛋白质。
近年来，越来越多的研究显示，这些基因转录调控机制之间存在着相互作用和调节。
例如，DNA甲基化可能影响组蛋白修饰，而组蛋白修饰又可能影响非编码RNA和RNA剪接等。
这些机制的相互作用和调节，对于基因的表达和细胞的生长、分化、自我修复以及各种生理过程起到了非常重要的作用，因此被认为是重要的研究方向，也是很多生物学家长期关注的问题。
在近年来的研究中，在这一领域中已有很多重要的发现。
例如，一些研究人员发现，许多基因转录因子和调控因子会在某些细胞中扮演多重角色。
这些多重角色可能是由同一分子的不同状态或修饰所导致的，例如磷酸化、乙酰化和甲基化等。
转录调控及其调节机制
转录调控及其调节机制转录是基因表达的第一步，也是最重要的一步。
在这个过程中，DNA氨基酸序列被转录成mRNA，再通过翻译过程产生蛋白质。
在真核生物中，转录是由RNA聚合酶II（RNA Pol II）完成的。
RNA Pol II的活性受到许多转录调节因子的影响，其中一个最重要的因素是转录因子。
转录因子通过结合到DNA特定区域上来控制基因转录的启动和抑制。
在转录调控过程中，转录因子与核心转录启动因子、共活化因子或共抑制因子相互作用，形成了一个复杂的网络。
转录调控机制1. 转录因子转录因子是最重要的转录调节因子，它们通过与DNA结合来调控基因转录机制。
转录因子由一个或多个DNA结合域和一个或多个活化域或抑制域组成。
DNA结合域可以结合到DNA上特定的序列区域。
如，锌指结构域家族（ZFP）和染色质结构域家族（Chromodomains）等。
活化和抑制域可以与转录因子相互作用，调控基因表达。
2. 信号通路许多信号通路能通过控制转录因子的结合和功能来调控基因转录。
如，Wnt信号通路能够通过稳定β-连环蛋白来影响分泌蛋白转录；NF-κB信号通路能调动与间接控制的基因；TGF-β信号通路与JAK/STAT信号通路能够直接调节基因转录，如Cytokine Receptor Family介导的转录。
通过控制某个转录因子的表达和功能，许多信号通路在生长和发育过程中都发挥着重要的作用。
3. DNA结构DNA序列的物理结构也能影响基因转录。
包括染色质的可及性、DNA修饰、组蛋白修饰等等。
例如，DNA甲基化是一种广泛存在于真核生物中的表观遗传学机制，能够对DNA的结构和性质进行调节。
DNA甲基化通过特定的酶水平导致某些区域合适地被超凉福利片，进一步阻碍或信号转录过程。
转录调控的角色1. 发育调节在生物成长过程中，各种类型的基因都有时期性表达。
这种表达是通过转录调控信号传递、转录因子、染色质修饰等实现的。
如，基因Pax-6在眼睛和大脑发育过程中起着重要的作用，而MyoD则在肌肉细胞发育过程中起着主要的调节作用。
简述转录后调控的主要方式
简述转录后调控的主要方式转录后调控是指转录因子结合到细胞核或细胞外区域后,对转录后的RNA进行调控,以调节细胞的生长、分化、代谢等生物学过程。
这是细胞生物学中一个重要的调控机制,对于调节细胞命运、优化细胞资源利用、实现细胞间相互作用等都具有重要作用。
转录后调控的主要方式包括:1. 转录因子结合和调控:转录因子是一种RNA结合蛋白,可以结合到转录因子受体(TR)的分子结构中,并对TR进行生物学效应。
转录因子结合TR后,可以对其进行调节,包括增强或减弱转录因子的生物学效应。
例如,有些转录因子可以结合到学校编码RNA(SUVR)上,从而抑制SUVR的表达,从而抑制某些特定基因的表达。
2. 转录后调节RNA聚合酶(RNAPII):转录后调节RNA聚合酶(RNAPII)是一种重要的转录因子,可以对转录后的RNA进行剪切、修饰和分发。
RNAPII可以结合到一些转录因子受体(TR),并对TR进行生物学效应。
例如,RNAPII可以结合SUVR,从而抑制SUVR的表达,从而抑制某些特定基因的表达。
此外,RNAPII还可以结合到学校编码RNA(SUVR)上,从而抑制SUVR的表达,从而抑制某些基因的表达。
3. 启动子增强子(TSS):启动子和增强子是一段RNA分子上的重要区域,可以启动转录过程。
转录后调控可以通过改变启动子和增强子的功能,从而调节转录过程。
例如,有些转录因子可以结合到启动子和增强子上,从而增强启动子或增强子的功能,从而增强转录因子的作用。
4. 基因沉默:基因沉默是指某些基因的表达被抑制。
转录后调控可以通过改变某些基因的表达水平,从而实现基因沉默。
例如,有些转录因子可以结合到某些基因上,从而抑制该基因的表达,从而实现基因沉默。
转录后调控是一种复杂的调控机制,可以调节细胞的生长、分化、代谢等生物学过程。
转录后调控的主要方式包括转录因子结合和调控、转录后调节RNA 聚合酶、启动子增强子和基因沉默等,这些机制可以相互作用,从而实现对转录后的RNA的精确调节。
基因表达的转录调控及其在细胞发育中的作用
基因表达的转录调控及其在细胞发育中的作用细胞是构成生物体的基本单位，细胞发育既是生命的基础，也是生命的关键过程。
细胞发育的过程严格受到基因表达的调控。
基因表达的转录调控是指在特定时段、特定位置以及特定环境下，通过调控基因的转录程度，从而达到控制基因表达的目的。
本文将就基因表达的转录调控及其在细胞发育中的作用进行探讨。
一、基因表达的调控方式基因表达主要由转录和翻译两部分组成，而转录是基因表达调控的关键。
细胞中有两种基本的转录调控方式：负向调控和正向调控。
负向调控是通过转录抑制因子减小基因的转录，而正向调控则是通过转录激活因子增加基因的转录。
负向调控是生命体最常用的调控方式，它通常是由重要转录因子、特异性转录因子、共抑制复合物等分子机制协同作用实现的。
细胞在特定状态下或特定环境下，不同转录因子会效应不同的基因，进而实现该基因表达的抑制作用。
正向调控是指转录激活因子在特定时段或特定环境下通过结合转录因子结合位点等方式激活基因的转录活性。
细胞中的转录激活因子主要是通过结合DNA的特定位点来激活目标基因的转录，同时还需要结合共转录因子使得转录激活因子与启动子结合的活性增强。
二、基因表达在细胞发育中的作用基因转录的过程直接影响了细胞发育过程的各个阶段。
细胞的生长、分裂、分化等过程均受到基因表达的调控。
进一步地，基因表达的异常或失调可能引起细胞发育的异常和疾病产生。
在细胞的早期发育过程中，受精卵内存在着一些转录抑制因子，会抑制OCM和HOX基因的转录，从而达到抑制较小的胚胎中具有成人细胞的特征。
在胚胎中，细胞分化的过程即通过基因表达的激活或抑制来实现。
例如，在分化出神经元之前，存在一些将神经元特异性基因转录的基本转录因子的积累。
这些基本转录因子的积累过程逐渐促进神经元的分化。
在细胞的分化过程中，细胞内基因的转录调控不仅在数量上发生变化，还在种类上发生变化，这种变化受到环境和生命体内多个因素共同作用的影响。
分化的细胞中的某些基因得以被激活，而其他基因则被抑制，这些基因的表达变化导致细胞的形态以及生命功能得以进一步发展。
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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
（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
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。
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
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
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
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
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。
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、转录模板、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
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）。
533Fra bibliotek55
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
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
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
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。