(精品)15第15章RNA生物合成(转录).ppt

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1、第第 十十 一一 章章RNA的生物合成的生物合成（转录转录）RNA Biosynthesis,Transcription转录转录 (transcription)生物体以生物体以DNA为模板合成为模板合成RNA的过程的过程 。转转录录RNADNA 复制和转录的区别复制和转录的区别 参与转录的物质参与转录的物质原料原料:NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)模板模板:DNA酶酶:RNA聚合酶聚合酶(RNA polymerase,RNA-pol)其他蛋白质因子其他蛋白质因子模板和酶模板和酶Templates and Enzymes第一节第一节一、转录模板一、转录模板 DNA分分子子上上转转录录出出

2、RNA的的区区段段，称称为为结结构构基基因因(structural gene)。DNA双双链链中中按按碱碱基基配配对对规规律律能能指指引引转转录录生生成成RNA的的一一股股单单链链，称称为为模模板板链链(template strand)，也也称称作作有有意意义义链链或或Watson链链。相相对对的的另另一一股股单单链链是是编码链编码链(coding strand)，也称为，也称为反义链反义链或或Crick链链。5GCAGTACATGTC 33 c g t g a t g t a c a g 55GCAGUACAUGUC 3NAla Val His Val C编码链编码链模板链模板链mRNA蛋白

3、质蛋白质转录转录翻译翻译5 5 3 3 3 3 5 5 模板链模板链编码链编码链编码链编码链模板链模板链结构基因结构基因转录方向转录方向转录方向转录方向不对称转录不对称转录(asymmetric transcription)在在DNA分子双链上某一区段，一股链用作分子双链上某一区段，一股链用作模板指引转录，另一股链不转录模板指引转录，另一股链不转录；模板链并非永远在同一条单链上。模板链并非永远在同一条单链上。二、二、RNA聚合酶聚合酶（一）原核生物的（一）原核生物的RNA聚合酶聚合酶核心酶核心酶(core enzyme)全酶全酶(holoenzyme)RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合聚合酶全

4、酶在转录起始区的结合（二）真核生物的（二）真核生物的RNA聚合酶聚合酶 三、模板上酶的辨认、结合三、模板上酶的辨认、结合原原核核生生物物一一个个转转录录区区段段可可视视为为一一个个转转录录单单位位，称称为为操操纵纵子子(operon)，包包括括若若干干个个结结构构基基因因及其上游及其上游(upstream)的的调控序列调控序列。5 3 3 5 结构基因结构基因调控序列调控序列RNA-polRNA聚合酶结合模板聚合酶结合模板DNA的部位，称为的部位，称为启启动子动子(promoter)。RNA聚合聚合酶保护法酶保护法开始转录开始转录T T G A C AA A C T G T-35 区区(Pri

5、bnow box)T A T A A T Pu A T A T T A Py-10 区区1-30-5010-10-40-205 3 3 5 原核生物启动子保守序列原核生物启动子保守序列RNA-pol辨认位点辨认位点(recognition site)5 5 RNA聚合酶保护区聚合酶保护区结构基因结构基因3 3 TATA盒盒 CAAT盒盒 GC盒盒 增强子增强子 顺式作用元件顺式作用元件 结构基因结构基因-GCGC-CAAT-TATA转录起始转录起始真核生物启动子保守序列真核生物启动子保守序列转录过程转录过程The Process of Transcription 第二节第二节 （一）转录起始（

6、一）转录起始转录起始需解决两个问题：转录起始需解决两个问题：1.RNA聚合酶必须准确地结合在转录模板的聚合酶必须准确地结合在转录模板的起始区域。起始区域。2.DNA双链解开，使其中的一条链作为转录双链解开，使其中的一条链作为转录的模板。的模板。一、原核生物的转录过程一、原核生物的转录过程2.DNA双链解开双链解开1.RNA聚合酶全酶聚合酶全酶(2)与模板结与模板结合合 3.在在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应，聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形成转录起始复合物形成转录起始复合物RNApol(2)-DNA-pppGpN-OH 3 转录起始复合物转录起始复合物:5-pppG-OH +NTP 5

7、-pppGpN-OH 3 +ppi转录起始过程转录起始过程（二）转录延长（二）转录延长1.亚基脱落，亚基脱落，RNApol聚合酶核心酶变构，聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着与模板结合松弛，沿着DNA模板前移；模板前移；2.在在核心酶核心酶作用下，作用下，NTP不断聚合，不断聚合，RNA链链不断延长。不断延长。(NMP)n +NTP (NMP)n+1 +PPi转录空泡转录空泡(transcription bubble)：RNA-pol（核心酶）（核心酶）DNA RNA5 3 DNA原核生物转录过程中的羽毛状现象原核生物转录过程中的羽毛状现象核糖体核糖体RNARNA聚合酶聚合酶依赖依赖Rho

8、()因子的转录终止因子的转录终止非依赖非依赖Rho因子的转录终止因子的转录终止（三）转录终止（三）转录终止指指RNA聚聚合合酶酶在在DNA模模板板上上停停顿顿下下来来不不再再前前进进，转转录录产产物物RNA链链从从转转录录复复合合物物上上脱脱落下来。落下来。分类分类A T P1.依赖依赖 Rho因子的转录终止因子的转录终止2.非依赖非依赖 Rho因子的转录终止因子的转录终止DNA模板上靠近终止处，有些特殊的碱模板上靠近终止处，有些特殊的碱基序列，转录出基序列，转录出RNA后，后，RNA产物形成特殊产物形成特殊的结构来终止转录。的结构来终止转录。5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGA

9、UGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU.3 5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU.3 RNA 5 TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT.3 DNA UUUU.UUUU.5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU.3茎环茎环(stem-loop)/发夹发夹(hairpin)结构结构茎环结构使转录终止的机理茎环结构使转录终止的机理 使使RNA聚合酶变

10、构，转录停顿；聚合酶变构，转录停顿；使转录复合物趋于解离，使转录复合物趋于解离，RNA产物释放。产物释放。5pppG5 3 3 5 RNA-pol二、真核生物的转录二、真核生物的转录（一）转录起始（一）转录起始真真核核生生物物的的转转录录起起始始上上游游区区段段比比原原核核生生物物多多样样化化，转转录录起起始始时时，RNA-pol不不直直接接结结合合模模板，其起始过程比原核生物复杂。板，其起始过程比原核生物复杂。转录起始点转录起始点TATA盒盒CAAT盒盒GC盒盒 增强子增强子顺式作用元件顺式作用元件(cis-acting element)1.转录起始前的上游区段转录起始前的上游区段 AATA

11、AA切离加尾切离加尾 转录终止点转录终止点 修饰点修饰点 外显子外显子 翻译起始点翻译起始点内内含含子子 OCT-1 OCT-1：ATTTGCAT八聚体八聚体2.转录因子转录因子 能直接、间接辨认和结合转录上游区段能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质，现已发现数百种，统称为的蛋白质，现已发现数百种，统称为反反式作用因子式作用因子(trans-acting factors)。反式作用因子中，直接或间接结合反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的，则称为聚合酶的，则称为转录因子转录因子(transcriptional factors,TF)。参与参与RNA-pol转录的转录的TF

12、3.转录起始前复合物转录起始前复合物(pre-initiation complex,PIC)真核生物真核生物RNA-pol不与不与DNA分子直接结分子直接结合，而需依靠众多的转录因子。合，而需依靠众多的转录因子。POL-TFFAB由由RNA-Pol 催化转录的催化转录的PIC POL-TFFHETBPTAFTFD-A-B-DNA复合物复合物TATAABTBPTAFTATAHECTD-PPIC组装完成，组装完成，TFH使使CTD磷酸化磷酸化4.拼板理论拼板理论(piecing theory)一个真核生物基因的转录需要一个真核生物基因的转录需要3至至5个转个转录因子。转录因子之间互相结合，生成有活

13、录因子。转录因子之间互相结合，生成有活性，有专一性的复合物，再与性，有专一性的复合物，再与RNA聚合酶搭聚合酶搭配而有针对性地结合、转录相应的基因。配而有针对性地结合、转录相应的基因。（二）转录延长（二）转录延长真核生物转录延长过程与原核生物大致相真核生物转录延长过程与原核生物大致相似，但因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的似，但因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象。现象。RNA-pol前移处处都遇上核小体。前移处处都遇上核小体。转录延长过程中可以观察到核小体移位和转录延长过程中可以观察到核小体移位和解聚现象。解聚现象。RNA-PolRNA-PolRNA-Pol核小体核小体转转录录延延长长中中

14、的的核核小小体体移移位位转录方向转录方向5-AAUAAA-5 -AAUAAA-核酸酶核酸酶-GUGUGUGRNA-polAATAAA GTGTGTG转录终止的修饰点转录终止的修饰点5 5 3 3 3 3 加尾加尾AAAAAAA 3 mRNA（三）转录终止（三）转录终止 和转录后修饰密切相关。和转录后修饰密切相关。真核生物的转录后修饰真核生物的转录后修饰Post-transcriptional Modification第三节第三节几种主要的修饰方式几种主要的修饰方式1.剪接剪接(splicing)2.剪切剪切(cleavage)3.修饰修饰(modification)4.添加添加(additio

15、n)一、真核生物一、真核生物mRNA的转录后加工的转录后加工（一）首、尾的修饰（一）首、尾的修饰 5 端形成端形成 帽子结构帽子结构(m7GpppGp)3 端加上端加上多聚腺苷酸尾巴多聚腺苷酸尾巴(poly A tail)帽子结构帽子结构5 pppGp5 GpppGppppG ppi鸟苷酸鸟苷酸转移酶转移酶5 m7GpppGp甲基转移酶甲基转移酶SAM帽帽子子结结构构的的生生成成5 ppGp磷酸酶磷酸酶 Pi（二）（二）mRNA的剪接的剪接1.hnRNA 和和 snRNA 核内的核内的初级初级mRNA称为称为杂化核杂化核RNA(hetero-nuclear RNA,hnRNA)snRNA(sm

16、all nuclear RNA)核内的蛋白质核内的蛋白质小分子核糖核酸蛋白体小分子核糖核酸蛋白体（并接体（并接体,splicesome）snRNA真核生物结构基因，由若干个编码区和非真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因。的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因。断裂基因断裂基因(splite gene)CABD编码区编码区 A、B、C、D非编码区非编码区2.外显子外显子(exon)和内含子和内含子(intro

17、n)外显子外显子在断裂基因及其初级转录产物上出现，在断裂基因及其初级转录产物上出现，并表达为成熟并表达为成熟RNA的核酸序列。的核酸序列。内含子内含子隔断基因的线性表达而在剪接过程中被隔断基因的线性表达而在剪接过程中被除去的核酸序列。除去的核酸序列。鸡卵清蛋白鸡卵清蛋白基因基因hnRNA首、尾修饰首、尾修饰hnRNA剪接剪接成熟的成熟的mRNA鸡鸡卵卵清清蛋蛋白白基基因因及及其其转转录录、转转录录后后修修饰饰鸡卵清蛋白成熟鸡卵清蛋白成熟mRNA与与DNA杂交电镜图杂交电镜图DNAmRNA3.内含子的分类内含子的分类 根据基因的类型和剪接的方式，通常把内含根据基因的类型和剪接的方式，通常把内含子

18、分为子分为4 4类。类。I I：主主要要存存在在于于线线粒粒体体、叶叶绿绿体体及及某某些些低低等等真真核生物的核生物的 rRNA基因；基因；II II：也也发发现现于于线线粒粒体体、叶叶绿绿体体，转转录录产产物物是是mRNA；IIIIII：是是常常见见的的形形成成套套索索结结构构后后剪剪接接，大大多多数数mRNA基因有此类内含子；基因有此类内含子；IVIV：是是tRNA基基因因及及其其初初级级转转录录产产物物中中的的内内含含子，剪接过程需酶及子，剪接过程需酶及ATP。4.mRNA的剪接的剪接 除去除去hnRNA中的内含子，将外显子连接。中的内含子，将外显子连接。snRNP与与hnRNA结合成为

19、并接体结合成为并接体UACUACA-AGUGU4U5U6E1E2U1U2UACUACA-AGUGU6E1E2U1、U4、U5pG-OH(ppG-OH,pppG-OH)U-OHGpUpGpA第一次转酯反应第一次转酯反应第二次转酯反应第二次转酯反应UpAGpU外显子外显子1内含子内含子外显子外显子2G-OHUpUpGpA剪接过程的二次转酯反应剪接过程的二次转酯反应 (twice transesterification)RNA编辑作用说明，基因的编码序列经过转录编辑作用说明，基因的编码序列经过转录后加工，是可有多用途分化的，因此也称为分后加工，是可有多用途分化的，因此也称为分化加工化加工(diffe

20、rential RNA processing)。5.mRNA的编辑的编辑(mRNA editing)人类人类apo B基因基因 mRNA（14500个核苷酸）个核苷酸）肝脏肝脏apo B100（分子量为分子量为500 000）肠道细胞肠道细胞apo B48（分子量为分子量为240 000）mRNA编辑编辑二、二、tRNA的转录后加工的转录后加工tRNA前体前体RNA pol TGGCNNAGTGCGGTTCGANNCCDNARNAaseP、内切酶内切酶tRNA核苷酸转移酶、核苷酸转移酶、连接酶连接酶ATPADP碱基修饰碱基修饰（2）还原反应）还原反应 如：如：U DHU （3）核苷内的转位反应

21、）核苷内的转位反应 如：如：U （4）脱氨反应）脱氨反应 如：如：A I 如：如：A Am（1）甲基化）甲基化（1 1）（1 1）（3 3）（2 2）（4 4）三、三、rRNA的转录后加工的转录后加工转录转录45S-rRNA剪接剪接18S-rRNA5.8S和和28S-rRNArDNA内含子内含子内含子内含子28S5.8S18S*RNA转录的过程（一）转录的起始识别（一）转录的起始识别 因子因子因子因子能识别启动子，全酶与启动子结合，能识别启动子，全酶与启动子结合，能识别启动子，全酶与启动子结合，能识别启动子，全酶与启动子结合，DNADNA局局局局部解旋解链。部解旋解链。部解旋解链。部解旋解链。

22、在核心酶催化下形成在核心酶催化下形成在核心酶催化下形成在核心酶催化下形成RNARNA的第一个磷酸二酯键。的第一个磷酸二酯键。的第一个磷酸二酯键。的第一个磷酸二酯键。（二）转录的延长（二）转录的延长 因子从全酶解离下来，靠核心酶在因子从全酶解离下来，靠核心酶在因子从全酶解离下来，靠核心酶在因子从全酶解离下来，靠核心酶在DNADNA链上由链上由链上由链上由3535方向滑动，合成方向滑动，合成方向滑动，合成方向滑动，合成RNARNA。（三）转录的终止三）转录的终止 因子，发夹式结构。因子，发夹式结构。因子，发夹式结构。因子，发夹式结构。9.现有DNA片断,它的顺序为5.TAAGTC.3,转录生成的R

23、NA顺序是:A.5.GACUUA.3 B.5.AUUCAG.3 C.5.UAAGUC.3 D.5.CTGAAT.3 E.5.ATTCAG.33-AUUCAG-5第四节第四节 基因表达调控基因表达调控 基因表达就是指在一定调节因素的作用下，基因表达就是指在一定调节因素的作用下，基因表达就是指在一定调节因素的作用下，基因表达就是指在一定调节因素的作用下，DNADNADNADNA分子上特定的基因被激活并转录生成分子上特定的基因被激活并转录生成分子上特定的基因被激活并转录生成分子上特定的基因被激活并转录生成RNARNARNARNA，或，或，或，或由此引起蛋白质合成的过程。由此引起蛋白质合成的过程。由此

24、引起蛋白质合成的过程。由此引起蛋白质合成的过程。基因表达就是遗传信息由基因表达就是遗传信息由基因表达就是遗传信息由基因表达就是遗传信息由DNARNADNARNADNARNADNARNA蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质的传递过程。的传递过程。的传递过程。的传递过程。基因的表达是可以被调控的。基因的表达是可以被调控的。基因的表达是可以被调控的。基因的表达是可以被调控的。基因表达调控可见于从基因激活到蛋白质生基因表达调控可见于从基因激活到蛋白质生基因表达调控可见于从基因激活到蛋白质生基因表达调控可见于从基因激活到蛋白质生物合成的各个阶段，包括转录水平、转录后水平、物合成的各个阶段，包括转录水平、转录后水平、

25、物合成的各个阶段，包括转录水平、转录后水平、物合成的各个阶段，包括转录水平、转录后水平、翻译水平及翻译后水平的调控，但以翻译水平及翻译后水平的调控，但以翻译水平及翻译后水平的调控，但以翻译水平及翻译后水平的调控，但以转录水平转录水平转录水平转录水平的的的的基因表达调控最重要。基因表达调控最重要。基因表达调控最重要。基因表达调控最重要。一、原核生物基因表达调控一、原核生物基因表达调控(一一)参与原核生物基因表达调控的蛋白因子参与原核生物基因表达调控的蛋白因子1 1RNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶 基因转录表达的启动过程就是基因转录表达的启动过程就是基因转录表达的启动过程就是基因转录表达的启动

26、过程就是RNARNA聚合聚合聚合聚合酶与特异的启动子相互识别和结合的过程。酶与特异的启动子相互识别和结合的过程。酶与特异的启动子相互识别和结合的过程。酶与特异的启动子相互识别和结合的过程。2 2 因子因子因子因子 因子主要参与因子主要参与因子主要参与因子主要参与RNARNA聚合酶对特异启动子的识聚合酶对特异启动子的识聚合酶对特异启动子的识聚合酶对特异启动子的识别作用。别作用。别作用。别作用。3 3阻遏因子阻遏因子阻遏因子阻遏因子 阻遏因子能够与其特异的操纵基因元件识阻遏因子能够与其特异的操纵基因元件识阻遏因子能够与其特异的操纵基因元件识阻遏因子能够与其特异的操纵基因元件识别并结合，阻断基因的表

27、达。别并结合，阻断基因的表达。别并结合，阻断基因的表达。别并结合，阻断基因的表达。4 4激活因子激活因子激活因子激活因子 激活因子促进激活因子促进激活因子促进激活因子促进RNARNA聚合酶与启动子的结合，聚合酶与启动子的结合，聚合酶与启动子的结合，聚合酶与启动子的结合，增加其对启动子的亲和力，提高基因转录的速率。增加其对启动子的亲和力，提高基因转录的速率。增加其对启动子的亲和力，提高基因转录的速率。增加其对启动子的亲和力，提高基因转录的速率。(二二)原核生物基因表达调控模式原核生物基因表达调控模式操纵子操纵子 1961年，年，Jacob和和Monod在研究大肠杆菌乳糖在研究大肠杆菌乳糖分解代谢

28、的调控机制时，首次发现并提出了操纵子分解代谢的调控机制时，首次发现并提出了操纵子的概念。的概念。在原核生物中，若干结构基因可串联在一起，在原核生物中，若干结构基因可串联在一起，其表达受到同一调控系统的调控，这种基因的组织其表达受到同一调控系统的调控，这种基因的组织形式称为操纵子，这是原核生物中基因表达调控的形式称为操纵子，这是原核生物中基因表达调控的主要模式。主要模式。1操纵子的结构与功能操纵子的结构与功能 典型的操纵子可分为控制区和信息区两部分，典型的操纵子可分为控制区和信息区两部分，控制区由各种调控元件所组成，而信息区则由若干控制区由各种调控元件所组成，而信息区则由若干结构基因串联在一起构

29、成。结构基因串联在一起构成。常见的控制区由三种调控元件组成：常见的控制区由三种调控元件组成：调节基因调节基因，为阻遏因子或调节蛋白的编码基因；，为阻遏因子或调节蛋白的编码基因；启动基因启动基因，即启动子，为，即启动子，为RNA聚合酶识别与结合区；聚合酶识别与结合区；操纵基因操纵基因，为阻遏因子或调节蛋白的结合位点。，为阻遏因子或调节蛋白的结合位点。乳糖操纵子乳糖操纵子(lac operon)的结构的结构 调控区调控区CAP结合位点结合位点启动序列启动序列操纵序列操纵序列 结构基因结构基因Z：-半乳糖苷酶半乳糖苷酶Y：透酶透酶A：乙酰基转移酶乙酰基转移酶ZYAOPDNA2乳糖操纵子及其调控机制乳

30、糖操纵子及其调控机制 大肠杆菌乳糖操纵子（大肠杆菌乳糖操纵子（Lac operon）参与细）参与细菌乳糖分解代谢相关的三个酶基因的表达调控。菌乳糖分解代谢相关的三个酶基因的表达调控。乳糖操纵子的控制区包括调节基因（乳糖操纵子的控制区包括调节基因（R）或抑）或抑制基因（制基因（I），启动基因（），启动基因（P）和操纵基因（）和操纵基因（O）；）；其信息区则是由三种与乳糖分解代谢相关的基其信息区则是由三种与乳糖分解代谢相关的基因，因，-半乳糖苷酶基因（半乳糖苷酶基因（lacZ），），-半乳糖苷通半乳糖苷通透酶基因（透酶基因（lacY）和）和-半乳糖苷乙酰基转移酶基半乳糖苷乙酰基转移酶基因（因（la

31、cA）串联在一起构成。）串联在一起构成。mRNA阻遏蛋白阻遏蛋白IDNAZYAOPpol没有乳糖存在时没有乳糖存在时阻遏蛋白的负性调节阻遏蛋白的负性调节阻遏基因阻遏基因mRNA阻遏蛋白阻遏蛋白有乳糖存在时有乳糖存在时IDNAZYAOPpol启动转录启动转录mRNA乳糖乳糖半乳糖半乳糖-半乳糖苷酶半乳糖苷酶+转录转录无葡萄糖，无葡萄糖，cAMP浓度高时浓度高时有葡萄糖，有葡萄糖，cAMP浓度低时浓度低时CAP的的正性调节正性调节ZYAOPDNACAPCAPCAPCAPCAPCAP二、真核生物基因表达调控二、真核生物基因表达调控真核生物基因表达调控是通过特异的蛋白因子真核生物基因表达调控是通过特异

32、的蛋白因子与特异的与特异的DNA序列相互作用来实现的。序列相互作用来实现的。这些与基因表达调控有关的特异这些与基因表达调控有关的特异DNA序列就称序列就称为为顺式作用元件顺式作用元件（cis-acting element）；）；而与基因表达调控有关的蛋白因子则称为而与基因表达调控有关的蛋白因子则称为反式反式作用因子作用因子（trans-acting factor）。）。(一)顺式作用元件的类型与功能1启动子启动子2增强子增强子 位于结构基因附近，能够增强该位于结构基因附近，能够增强该基因转录活性的特异基因转录活性的特异DNA序列称为增强子。序列称为增强子。3沉默子沉默子 能够对基因转录起阻遏作

33、用的能够对基因转录起阻遏作用的DNA片段，属于负性调控元件。片段，属于负性调控元件。(二二)反式作用因子的类型与功能反式作用因子的类型与功能 反式作用因子是一些能够直接或间接与反式作用因子是一些能够直接或间接与顺式作用元件相互作用，从而影响基因表顺式作用元件相互作用，从而影响基因表达的蛋白因子。达的蛋白因子。凡能促进基因转录表达活性的称为正调凡能促进基因转录表达活性的称为正调控反式作用因子；反之，则称为负调控反控反式作用因子；反之，则称为负调控反式作用因子。式作用因子。1 1RNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶 通过与转录因子、转录激活通过与转录因子、转录激活通过与转录因子、转录激活通过与转录

34、因子、转录激活/阻遏阻遏阻遏阻遏因子等的相互作用，以调控基因转录。因子等的相互作用，以调控基因转录。因子等的相互作用，以调控基因转录。因子等的相互作用，以调控基因转录。2 2转录因子转录因子转录因子转录因子 凡是与核心启动子特异结合并启动基凡是与核心启动子特异结合并启动基凡是与核心启动子特异结合并启动基凡是与核心启动子特异结合并启动基因转录表达的蛋白因子称为转录因子因转录表达的蛋白因子称为转录因子因转录表达的蛋白因子称为转录因子因转录表达的蛋白因子称为转录因子3 3转录激活转录激活转录激活转录激活/阻遏因子阻遏因子阻遏因子阻遏因子 能够与启动子近端元件识别能够与启动子近端元件识别能够与启动子近

35、端元件识别能够与启动子近端元件识别并结合，通过特异的蛋白质并结合，通过特异的蛋白质并结合，通过特异的蛋白质并结合，通过特异的蛋白质-蛋白质相互作用而激蛋白质相互作用而激蛋白质相互作用而激蛋白质相互作用而激活基因转录表达的反式作用因子称为转录激活因活基因转录表达的反式作用因子称为转录激活因活基因转录表达的反式作用因子称为转录激活因活基因转录表达的反式作用因子称为转录激活因子；而抑制基因转录表达的就称为转录阻遏因子。子；而抑制基因转录表达的就称为转录阻遏因子。子；而抑制基因转录表达的就称为转录阻遏因子。子；而抑制基因转录表达的就称为转录阻遏因子。4 4共激活共激活共激活共激活/阻遏因子阻遏因子阻遏

36、因子阻遏因子 (三三)反式作用因子与反式作用因子与顺式作用元件的相互作用顺式作用元件的相互作用 反式作用因子的分子结构中至少含有三个反式作用因子的分子结构中至少含有三个功能域，即功能域，即DNA结合功能域，转录活性功能域结合功能域，转录活性功能域和其他反式作用因子结合功能域。和其他反式作用因子结合功能域。转录因子含有不同的转录因子含有不同的DNA结合域结合域1.螺旋螺旋-回折回折-螺旋是常见的螺旋是常见的DNA结合模体之一结合模体之一螺旋螺旋-回折回折-螺旋螺旋（helix-turn-helix，HTH）同源异型域同源异型域（homeodomain，HD）识别识别螺旋螺旋DNA大沟大沟DNA小

37、沟小沟螺旋螺旋1N端端DNA大沟大沟螺旋螺旋3.锌指结构是一类含锌的锌指结构是一类含锌的DNADNA结合蛋白质模体结合蛋白质模体C2H2型锌指（型锌指（Zinc finger）反向平行反向平行片层片层DNA大沟大沟螺旋螺旋Zn23.亮氨酸拉链同时调节亮氨酸拉链同时调节DNA结合与蛋白质二聚体化结合与蛋白质二聚体化LeuLeuLeuLeuLeuLeuLeuLeuDNA大沟大沟DNA大沟大沟亮氨酸拉链亮氨酸拉链（leucine zipper）4.碱性螺旋碱性螺旋-环环-螺旋结构也可调节螺旋结构也可调节DNA结合及蛋结合及蛋白质二聚体化白质二聚体化 碱性螺旋碱性螺旋-环环-螺旋螺旋（basic he

38、lix-loop-helix，bHLH）bHLH双体双体DNA大沟大沟螺螺旋旋螺旋螺旋环环(四)真核生物基因表达调控模式 在真核生物中，除了在真核生物中，除了RNA聚合酶以外，聚合酶以外，还需要若干转录因子、转录激活还需要若干转录因子、转录激活/阻遏因子以阻遏因子以及共激活及共激活/阻遏因子的协同作用，才能完成对阻遏因子的协同作用，才能完成对特定结构基因表达的调控。特定结构基因表达的调控。POL-TFFAB由由RNA-Pol 催化转录的催化转录的PIC POL-TFFHETBPTAFTFD-A-B-DNA复合物复合物TATAABTBPTAFTATAHECTD-PPIC组装完成，组装完成，TFH使使CTD磷酸化磷酸化polTFHTAFTFFTAFTAFTFATFBTBP真核真核RNA聚合酶聚合酶在转录因子帮助下，形成在转录因子帮助下，形成的转录起始复合物的转录起始复合物TATA DNATBP相关因子相关因子TATA盒盒TF IIDRNA聚合酶聚合酶II通用转录因子通用转录因子转录方向转录方向中介子中介子活化蛋白活化蛋白活化蛋白活化蛋白增强子增强子增强子增强子DNATF IIA