真核生物基因的转录(ppt)
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ＲＮＡ Ｐｏｌ 位置 Ｐｏｌ 核仁 Ｐｏｌ 核质 Ｐｏｌ 核质
来源
Fra Baidu bibliotek
表１２－２ 真核生物的三种ＲＮＡ聚合酶的特点 产物 相对活性 对 －鹅膏蕈的敏感性 ２８ｓ，１８ｓ，５．８ｓ ｒＲＮＡｓ ５０ ７０％ 不敏感 ｈｎＲＮＡ，ｍＲＮＡ，某些ＳｎＲＮＡ ２０ ４０％ 高度敏感 ｔＲＮＡ，５ＳｒＲＮＡ，某些ＳｎＲＮＡｓ １０％ 片段特异 中等敏感
核RNA的 亚基 磷酸化蛋白 与DNA结合有关 BC 23KDa B 12.6 有 B 23 B 14.5 B 10
参与酶的基本结构 B 16.5
二 真核生物的启动子
启动子特征和转录因子
1. RNA聚合酶I 效率最高 2. RNA聚合酶II 3. RNA聚合酶III 基因内启动子/基因外启动子
1. RNA pol II 启动子 最为复杂 1 有多种元件 OCT等 2 结构不恒定 3 它们的位置 序列 距离和方向都不完全相同 需多种转录因子 4 有的有远距离的调控元件如增强子 5 不直接和RNA pol结合 TATA框 GC框 CATT框
2. RNA pol II转录起始
因子 TF D TF A TF B TF F RNAPol TF E TF TF TF TF H I J S
型启动子的转录因子 分子量 功能 (TBP,30K) TBP亚基识别TATA 将聚合酶组入复合体中 TAFs识别 特殊启动子 12,19,35K 稳定TF D和DNA的结合 扩展保护区 33K 结合模板链 -10 +10 38, 74K 大亚基具解旋酶活性 RAP74 ,小亚基和Pol 结合 介导其加入复合体 10K 结合 复合体 34K( ) 结合在Pol 的前部 使复合体的保护区延伸到下游 57K( ) 具激酶活性 可以磷酸化Pol C端的CTD 使Pol 逸出 延伸 120K 识别Inr 起始TF F/D结合 在TF F后加入复合体 不改变DNA的结合方式 RNA合成延伸
真核启动子 图示
SV40 早期启动子
胸苷激酶
组蛋白H2B
-140
-120 Oct
-100
-80
-60 GC
-40
-20 TATA
+1
CAAT
类基因的启动子和调控区
TATA框 核心元件 initiator Inr :一般由PY2CAPY5构成 位于-3 +5 可能提供RNA pol 识别 CAAT box 上游元件组成 GC box Oct 增强子 enhencer 远端调控区 沉默子 silencer 上游激活序列 upstream activating seguences UASs 启始子
第三节 真核生物基因的转录 真核生物的转录和原核转录的不同点 (1) 原核只有一种RNA聚合酶 而真核细 胞有三种聚合酶 (2) 启动子的结构特点不同 真核有三种 不同的启动子和有关的元件 (3) 真核的转录有很多蛋白质因子的介入 顺式作用元件 反式作用元件 (4) 真核mRNA单顺反子
一.真核的RNA聚合酶
类启动子
起始子
起始点一般没有同源序列 第一个碱基大多为A 一般由PY2CAPY5 构成称为起始子 initiator,Inr).位于-3 原核CAT +5 帮助RNA pol 识别启动子 无论TATA是否存在 Inr对启动子的强 度和起始位点的选择都是重要的
核心元件
TATA 框 合 又 称 Hogness 框 GoldbergHogness 框 Goldbrick 其一致序列是 T85A97T93A85A63A83A50 常在-25左右 相当于原核的-10序列
RNA pol 因子 结构 TF A 38Kda,有9个锌指
真核多因子级联调控
TBP TFIIIB
Pol III 启 动 子 TFIIIC
TBP
RNA Pol III Pol I 启 动 子
SL1
RNA Pol I
TBP TFIID
UBF1 TATA
Pol II 启 动 子 转录起始点 RNA Pol II
.上游启动子元件 UPE
RNA Pol
元件 TATAbox CAAT box GC box Octamer Octamer KB ATF
上游转录因子结合的元件
保守序列 结合DNA的长度 TATAAAA 10bp GGCCAATCT 22bp GGGCGG 20bp ATTTGCAT 20bp ATTTGCAT 23bp GGGACTTTCC 10bp GTGACGT 20bp 蛋白质因子 TBP CTF/NF1 SP1 Oct-1 Oct-2 NFKB ATF
真核生物转录的终止
例 mRNA基因的3’末端 AATAAA GT
加尾信号 5SRNA 5SrDNA
AAUAAA
UUUU 3’ TTTT GC区 GC区
终止信号
表12-5 人类
2 RNA pol 启动子
核心启动子 core promoter 或核心元件 位于-45到+20 负责 core element 转录的起始 上游控制元件 upstream,control element 从-180延伸到-107 UCE 可增加核心元件的转录起始的效率
2. RNA pol I
3. RNA pol III
基因内启动子 起始位点
boxA 基因内启动子
boxC
boxA 基因外启动子
boxB
OCT
PSE
TATA 的基因内启动子和基因外启动子
图 12-23 真核 RNA Pol
1 型内部启动子 转录起始点 boxA boxC
2 型内部启动子 转录起始点 boxA boxB
B. Lewin: GENES
.1997,Table 28.2
核心元件
上游调控元件
远端调控区
增强子 enhancer
远上游序列 1 9 8 1 far upstream seguence 特点 1.具有远距离效应 作用与位置无关 2.无方向性 可颠倒重复 3.大大提高效率 4.无物种的特异性 但强度可能有变化 5.具有组织的特异性
抑制剂 利福霉素 链霉溶菌素 放线菌素Ｄ －鹅膏蕈
表１２－３ 转录的抑制剂 靶酶 抑制作用 细菌全酶 和 亚基结合 抑制起始 细菌核心酶 和 亚基结合 抑制起始 真核Ｐｏｌ 和ＤＮＡ结合 阻止延伸 真核Ｐｏｌ 和ＲＮＡ Ｐｏｌ 结合
B220 240Kda—与模板结合 与链的起始 延伸有关 相
B220 240Kda—与模板结合 与链的起始 延伸有关 相 当于原核 RNA Pol的 亚基C端含有羧基末端功能区CTD 大亚基 A Pol B140 150Kda—与DNA 底物和新生的RNA结合 相当于原核RNA Pol
TFIIIA TFIII B TBP TFIII C
TFIII C TFIII C
A
TFIII B
B
Plo III
Pol III
启动子的转录因子的结构和功能 功能 结合于1型内部启动子(5sRNA基因)的C框 使 C结合在C框下游 辅助 B定位结合 TF B 含TBP和另外二种蛋白 定位因子 使Pol结合在起始位点上 TF C 含 A和 B,有5个亚基 B结合 型内部启动子(tRNA基因)的B框 起增强子的作用 A结合A框 起启动子 的作用 辅助 B定位结合 TBP 是 B, D,SL1的亚基 和特异DNA序列及RNA Pol结合 使Pol结合 在正确的位点上 TF D 含TBP亚基 结合TATA框 确定选择Pol PBP 次近端结合蛋白 可能和 D一道辅助 B定位结合的另一途 径
来源
Fra Baidu bibliotek
表１２－２ 真核生物的三种ＲＮＡ聚合酶的特点 产物 相对活性 对 －鹅膏蕈的敏感性 ２８ｓ，１８ｓ，５．８ｓ ｒＲＮＡｓ ５０ ７０％ 不敏感 ｈｎＲＮＡ，ｍＲＮＡ，某些ＳｎＲＮＡ ２０ ４０％ 高度敏感 ｔＲＮＡ，５ＳｒＲＮＡ，某些ＳｎＲＮＡｓ １０％ 片段特异 中等敏感
核RNA的 亚基 磷酸化蛋白 与DNA结合有关 BC 23KDa B 12.6 有 B 23 B 14.5 B 10
参与酶的基本结构 B 16.5
二 真核生物的启动子
启动子特征和转录因子
1. RNA聚合酶I 效率最高 2. RNA聚合酶II 3. RNA聚合酶III 基因内启动子/基因外启动子
1. RNA pol II 启动子 最为复杂 1 有多种元件 OCT等 2 结构不恒定 3 它们的位置 序列 距离和方向都不完全相同 需多种转录因子 4 有的有远距离的调控元件如增强子 5 不直接和RNA pol结合 TATA框 GC框 CATT框
2. RNA pol II转录起始
因子 TF D TF A TF B TF F RNAPol TF E TF TF TF TF H I J S
型启动子的转录因子 分子量 功能 (TBP,30K) TBP亚基识别TATA 将聚合酶组入复合体中 TAFs识别 特殊启动子 12,19,35K 稳定TF D和DNA的结合 扩展保护区 33K 结合模板链 -10 +10 38, 74K 大亚基具解旋酶活性 RAP74 ,小亚基和Pol 结合 介导其加入复合体 10K 结合 复合体 34K( ) 结合在Pol 的前部 使复合体的保护区延伸到下游 57K( ) 具激酶活性 可以磷酸化Pol C端的CTD 使Pol 逸出 延伸 120K 识别Inr 起始TF F/D结合 在TF F后加入复合体 不改变DNA的结合方式 RNA合成延伸
真核启动子 图示
SV40 早期启动子
胸苷激酶
组蛋白H2B
-140
-120 Oct
-100
-80
-60 GC
-40
-20 TATA
+1
CAAT
类基因的启动子和调控区
TATA框 核心元件 initiator Inr :一般由PY2CAPY5构成 位于-3 +5 可能提供RNA pol 识别 CAAT box 上游元件组成 GC box Oct 增强子 enhencer 远端调控区 沉默子 silencer 上游激活序列 upstream activating seguences UASs 启始子
第三节 真核生物基因的转录 真核生物的转录和原核转录的不同点 (1) 原核只有一种RNA聚合酶 而真核细 胞有三种聚合酶 (2) 启动子的结构特点不同 真核有三种 不同的启动子和有关的元件 (3) 真核的转录有很多蛋白质因子的介入 顺式作用元件 反式作用元件 (4) 真核mRNA单顺反子
一.真核的RNA聚合酶
类启动子
起始子
起始点一般没有同源序列 第一个碱基大多为A 一般由PY2CAPY5 构成称为起始子 initiator,Inr).位于-3 原核CAT +5 帮助RNA pol 识别启动子 无论TATA是否存在 Inr对启动子的强 度和起始位点的选择都是重要的
核心元件
TATA 框 合 又 称 Hogness 框 GoldbergHogness 框 Goldbrick 其一致序列是 T85A97T93A85A63A83A50 常在-25左右 相当于原核的-10序列
RNA pol 因子 结构 TF A 38Kda,有9个锌指
真核多因子级联调控
TBP TFIIIB
Pol III 启 动 子 TFIIIC
TBP
RNA Pol III Pol I 启 动 子
SL1
RNA Pol I
TBP TFIID
UBF1 TATA
Pol II 启 动 子 转录起始点 RNA Pol II
.上游启动子元件 UPE
RNA Pol
元件 TATAbox CAAT box GC box Octamer Octamer KB ATF
上游转录因子结合的元件
保守序列 结合DNA的长度 TATAAAA 10bp GGCCAATCT 22bp GGGCGG 20bp ATTTGCAT 20bp ATTTGCAT 23bp GGGACTTTCC 10bp GTGACGT 20bp 蛋白质因子 TBP CTF/NF1 SP1 Oct-1 Oct-2 NFKB ATF
真核生物转录的终止
例 mRNA基因的3’末端 AATAAA GT
加尾信号 5SRNA 5SrDNA
AAUAAA
UUUU 3’ TTTT GC区 GC区
终止信号
表12-5 人类
2 RNA pol 启动子
核心启动子 core promoter 或核心元件 位于-45到+20 负责 core element 转录的起始 上游控制元件 upstream,control element 从-180延伸到-107 UCE 可增加核心元件的转录起始的效率
2. RNA pol I
3. RNA pol III
基因内启动子 起始位点
boxA 基因内启动子
boxC
boxA 基因外启动子
boxB
OCT
PSE
TATA 的基因内启动子和基因外启动子
图 12-23 真核 RNA Pol
1 型内部启动子 转录起始点 boxA boxC
2 型内部启动子 转录起始点 boxA boxB
B. Lewin: GENES
.1997,Table 28.2
核心元件
上游调控元件
远端调控区
增强子 enhancer
远上游序列 1 9 8 1 far upstream seguence 特点 1.具有远距离效应 作用与位置无关 2.无方向性 可颠倒重复 3.大大提高效率 4.无物种的特异性 但强度可能有变化 5.具有组织的特异性
抑制剂 利福霉素 链霉溶菌素 放线菌素Ｄ －鹅膏蕈
表１２－３ 转录的抑制剂 靶酶 抑制作用 细菌全酶 和 亚基结合 抑制起始 细菌核心酶 和 亚基结合 抑制起始 真核Ｐｏｌ 和ＤＮＡ结合 阻止延伸 真核Ｐｏｌ 和ＲＮＡ Ｐｏｌ 结合
B220 240Kda—与模板结合 与链的起始 延伸有关 相
B220 240Kda—与模板结合 与链的起始 延伸有关 相 当于原核 RNA Pol的 亚基C端含有羧基末端功能区CTD 大亚基 A Pol B140 150Kda—与DNA 底物和新生的RNA结合 相当于原核RNA Pol
TFIIIA TFIII B TBP TFIII C
TFIII C TFIII C
A
TFIII B
B
Plo III
Pol III
启动子的转录因子的结构和功能 功能 结合于1型内部启动子(5sRNA基因)的C框 使 C结合在C框下游 辅助 B定位结合 TF B 含TBP和另外二种蛋白 定位因子 使Pol结合在起始位点上 TF C 含 A和 B,有5个亚基 B结合 型内部启动子(tRNA基因)的B框 起增强子的作用 A结合A框 起启动子 的作用 辅助 B定位结合 TBP 是 B, D,SL1的亚基 和特异DNA序列及RNA Pol结合 使Pol结合 在正确的位点上 TF D 含TBP亚基 结合TATA框 确定选择Pol PBP 次近端结合蛋白 可能和 D一道辅助 B定位结合的另一途 径