原核生物與真核生物轉(zhuǎn)錄時(shí)候的區(qū)別學(xué)習(xí)資料.ppt

臨床一班熊健宇 原核生物與真核生物轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控的差異 一 什么是基因轉(zhuǎn)錄 遺傳信息從基因轉(zhuǎn)移到RNA的過程 RNA聚合酶通過與一系列組分構(gòu)成動(dòng)態(tài)復(fù)合體 并以基因序列為遺傳信息模板 催化合成序列互補(bǔ)的RNA 包括轉(zhuǎn)錄起始 延伸 終止等過程 1 對(duì)一個(gè)基因組 genome 轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在一部分基因 2 RNA的合成方向是 5 3 3 RNA合成的起始不需要引物4 RNA合成遵循嚴(yán)格的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則5 新合成的RNA5 端具有三磷酸結(jié)構(gòu) 第一個(gè)常為嘌呤核苷酸 二 轉(zhuǎn)錄的基本特征GeneralFeaturesofTranscription 7 不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄 DNA雙鏈中僅一股鏈可作為模板而轉(zhuǎn)錄 另一條鏈不轉(zhuǎn)錄 模板鏈并非永遠(yuǎn)在同一單鏈上 6 以NTP為底物 三 與轉(zhuǎn)錄有關(guān)的DNA結(jié)構(gòu)DNAStructuresRelatedtoTranscription 1 轉(zhuǎn)錄單位與轉(zhuǎn)錄子 Transcriptionunitandtranscript 2 啟動(dòng)子 Promoter 3 轉(zhuǎn)錄終止信號(hào) Terminationsignalsoftranscription 4 轉(zhuǎn)錄因子 Transcriptionfactors 5 增強(qiáng)子 Enhancer 轉(zhuǎn)錄單位 DNA鏈上從啟動(dòng)子直到終止點(diǎn)之間的DNA序列稱為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位 操縱子 operon 原核生物一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位 稱為操縱子 由若干個(gè)結(jié)構(gòu)基因及其上游的調(diào)控序列所組成 轉(zhuǎn)錄子 由2個(gè)或2個(gè)以上緊密連鎖 并共同轉(zhuǎn)錄形成一種mRNA分子的結(jié)構(gòu)基因組成的復(fù)合單位 1 轉(zhuǎn)錄單位與轉(zhuǎn)錄子 定義 DNA分子上可與RNA聚合酶特異結(jié)合 而使轉(zhuǎn)錄開始的一段DNA序列 本身不被轉(zhuǎn)錄 2 啟動(dòng)子 Promoter 3 轉(zhuǎn)錄因子 TranscriptionFactors TF 主要參與轉(zhuǎn)錄的起始 4 增強(qiáng)子 Enhancer 定義 是指能使和它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加的DNA序列 真核基因高效表達(dá)的一種遠(yuǎn)端調(diào)控元件 一般跨度為100 200bp 具有特征性的核苷酸序列組成 5 轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)TerminationSignalsofTranscription 原核生物 大腸桿菌 1 依賴 因子的終止子 Rho dependentterminators 2 內(nèi)在的終止子 intrinsicterminators 即不依賴 因子的終止信號(hào) 真核 poly A 加尾信號(hào)AATAAA 四 基因轉(zhuǎn)錄的過程 一 轉(zhuǎn)錄模板 二 DNA指導(dǎo)的RNA聚合酶 三 模板與酶的辨認(rèn)結(jié)合 四 基因轉(zhuǎn)錄的過程 5 3 5 3 2 方框內(nèi)的DNA區(qū)段為結(jié)構(gòu)基因 1 箭頭示轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物及轉(zhuǎn)錄方向 一 轉(zhuǎn)錄模板 5 GCAGTACATGTC 3 3 CGTCATGTACAG 5 5 GCAGUACAUGUC 3 mRNA N Ala Val His Val C 多肽鏈 轉(zhuǎn)錄 翻譯 編碼鏈 模板鏈 二 RNA聚合酶 RNApol 一 原核生物的RNA聚合酶 E Coli 全酶 核心酶 亞基 2 holoenzyme coreenzyme Mw 480KDa五個(gè)亞基 二 真核生物的RNA聚合酶 表5 2真核生物RNApol的種類與功能 種類轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物對(duì)鵝膏蕈堿的敏感性 RNApol RNApol RNApol 45S是5 8S 18S和28SrRNA的前體 hnRNA是mRNA的前體 45SrRNA耐受 hnRNA和snRNA極敏感 tRNA和5S rRNA中度敏感 P S1 S2 S3 啟動(dòng)子 O Promoter 調(diào)控序列 結(jié)構(gòu)基因 操縱子 operon 結(jié)合RNA聚合酶 表達(dá)功能蛋白 I 三 模板與酶的辨認(rèn)結(jié)合 操縱子 operon 原核生物的轉(zhuǎn)錄單位 RNA聚合酶保護(hù)區(qū) 結(jié)構(gòu)基因 終止點(diǎn) 10 10 TTGACA TATAAT 轉(zhuǎn)錄開始 翻譯開始 Purine 35 Pribnowbox 辨認(rèn)結(jié)合區(qū) 轉(zhuǎn)錄起始區(qū) RNApol 能否才能知道RNApol的結(jié)合部位的DNA序列 四 轉(zhuǎn)錄過程 2 DNA雙鏈解開 1 RNA聚合酶全酶 2 與模板結(jié)合 3 在RNA聚合酶作用下發(fā)生第一次聚合反應(yīng) 形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物 RNApol 2 DNA pppGpN OH3 轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物 5 pppG OH NTP 5 pppGpN OH3 ppi 一 轉(zhuǎn)錄起始過程 原核生物的轉(zhuǎn)錄過程 二 轉(zhuǎn)錄延長 1 亞基脫落 RNA pol聚合酶核心酶變構(gòu) 與模板結(jié)合松弛 沿著DNA模板前移 2 在核心酶作用下 NTP不斷聚合 RNA鏈不斷延長 NMP n NTP NMP n 1 PPi 1 依賴Rho 因子的轉(zhuǎn)錄終止2 非依賴Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止 三 轉(zhuǎn)錄終止 指RNA聚合酶在DNA模板上停頓下來不再前進(jìn) 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA鏈從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物上脫落下來 分類 一 原核生物的轉(zhuǎn)錄終止 因子 Pr 1 識(shí)別結(jié)合富含C的RNA鏈 功能 2 ATPase活性 3 解螺旋酶 helicase 活性 真核生物的轉(zhuǎn)錄過程 一 轉(zhuǎn)錄起始 真核生物的轉(zhuǎn)錄起始上游區(qū)段比原核生物多樣化 轉(zhuǎn)錄起始時(shí) RNA pol不直接結(jié)合模板 其起始過程比原核生物復(fù)雜 轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游多數(shù)有共同的5 TATA序列 稱為Hogness盒或TATA盒 不同物種 不同細(xì)胞 不同的基因 可以有不同的上游DNA序列 但都可統(tǒng)稱為順式作用元件 cis actingelement 真正轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn) 修飾點(diǎn) 外顯子 內(nèi)含子 翻譯起始 轉(zhuǎn)錄起始 TATA盒 Hognessbox CAAT盒 GC盒 增強(qiáng)子 切離加尾 順式作用元件 翻譯終止 OCT 1 ATTTGCAT八聚體 增強(qiáng)子 遠(yuǎn)離受影響的基因而調(diào)控轉(zhuǎn)錄的DNA序列稱之 OCT 1 轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段 二 轉(zhuǎn)錄延長 真核生物轉(zhuǎn)錄延長過程與原核生物大致相似 但因有核膜相隔 沒有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象 RNA pol前移處處都遇上核小體 轉(zhuǎn)錄延長過程中可以觀察到核小體移位和解聚現(xiàn)象 三 真核生物的轉(zhuǎn)錄終止 AATAAAGTGTGT 3 processing 核酸內(nèi)切酶 AAUAAA Poly A Nuclease Helicase hnRNA 轉(zhuǎn)錄終止修飾點(diǎn) 五 原核生物與真核生物轉(zhuǎn)錄的區(qū)別 原核真核 轉(zhuǎn)錄與翻譯幾乎同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄在胞核 翻譯在胞漿 RNA聚合酶1種I