真核生物轉(zhuǎn)錄

1、關(guān)于真核生物轉(zhuǎn)錄第一張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月一 真核生物轉(zhuǎn)錄酶及相關(guān)因子（一）真核生物的RNA聚合酶 三種RNA聚合酶,它們專一地轉(zhuǎn)錄不同的基因,其轉(zhuǎn)錄過程和產(chǎn)物已各不相同.三種RNA聚合酶對鵝膏覃堿的敏感性反應(yīng)不同.第二張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第三張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月(二)RNA聚合酶的啟動子核心啟動子（core promoter）上游啟動子元件（upstream promoter element，UPE）第四張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月1、核心啟動子 定義：指保證RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括

2、轉(zhuǎn)錄起始位點及轉(zhuǎn)錄起始位點上游TATA區(qū)作用：選擇正確的轉(zhuǎn)錄起始位點，保證精確起始TATA 常在-25bp左右，相當于原核的-10序列T85A97T93A85A63A83A50第五張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2、上游啟動子元件包括CAAT盒（CCAAT）和GC盒（GGGCGG）等作用：控制轉(zhuǎn)錄起始頻率。CAAT：-70 - -80bpGGGCGG：-80 - -110bp第六張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第七張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月Eukaryotic Promoters“I would like to have TATA box and Initi

3、ator as my promoter. What would you like?”“Well, I prefer BRE and DPE.”第八張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月TATA區(qū)：使轉(zhuǎn)錄精確地起始。CAAT區(qū)和 GC區(qū)又稱為上游啟動子元件(upstream promoter element，UPE)或稱上游激活序列(upstream activating sequence，UAS)主要控制轉(zhuǎn)錄起始頻率，基本上不參與起始位點的確定。盡管這3種啟動子區(qū)序列都有著重要功能，但并不是每個基因的啟動子區(qū)都包含這3種序列。有些基因，如組蛋白H2B，不含GC區(qū)，但有兩個CAAT區(qū)，一個T

4、ATA區(qū)。第九張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月SV40 早期啟動子組蛋白H2B TATACAATGC第十張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月增強子及其功能增強子的發(fā)現(xiàn)從SV40開始，在SV40的轉(zhuǎn)錄單元上發(fā)現(xiàn)它的轉(zhuǎn)錄起始位點上游約200bp處有兩段72bp長的重復序列，它們不是啟動子的一部分，但能增強或促進轉(zhuǎn)錄的起始，除去這兩段序列會大大降低這些基因的轉(zhuǎn)錄水平。能強化轉(zhuǎn)錄起始的序列為增強子或強化子(enhancer)。后來在許多基因的啟動區(qū)中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了增強子的存在。第十一張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月增強子的性質(zhì)1 增強效應(yīng)十分明顯:10-200倍,甚至上千倍2 增

5、強效應(yīng)與其位置和取向無關(guān)3 大多為重復序列,其內(nèi)部常有一個核心序列TGGAAA4 其增強效應(yīng)有嚴密的組織性和細胞特異性,只有特定的轉(zhuǎn)錄因子參與才能發(fā)揮其功能5 沒有基因?qū)Ｒ恍?與不同的基因組合均表現(xiàn)增強效應(yīng)6 許多增強子還受外部金屬離子等調(diào)控第十二張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月Transcriptionis activatedEnhancerTranscriptionis repressedSilencerRepressorActivator第十三張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月轉(zhuǎn)錄起始點TATA盒CAAT盒GC盒 增強子順式作用元件(cis-acting element

6、)轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段 AATAAA切離加尾 轉(zhuǎn)錄終止點 修飾點 外顯子 翻譯起始點內(nèi)含子 OCT-1 OCT-1：ATTTGCAT八聚體DNA分子上具有的可影響轉(zhuǎn)錄的各種組分第十四張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月General Transcription Factors and InitiationProkaryotic RNApolymerasepre-initiation complexEukaryotic RNApolymerase II:“I need help fromother proteins.”第十五張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月三. 轉(zhuǎn)錄因子 能直接、

7、間接辨認和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段DNA的蛋白質(zhì)，統(tǒng)稱為反式作用因子(trans-acting factors)。 反式作用因子中，直接或間接結(jié)合RNA聚合酶的，則稱為轉(zhuǎn)錄因子(transcriptional factors, TF)。 第十六張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月參與RNA-pol轉(zhuǎn)錄的TF CTD:RNA聚合酶亞基羧基末端的結(jié)構(gòu)域第十七張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月TAFIIs: TBP-Associated Factors IITBP: TATA-Binding Protein第十八張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月 轉(zhuǎn)錄起始 轉(zhuǎn)錄延伸 轉(zhuǎn)錄終止二 、真核

8、生物轉(zhuǎn)錄的基本過程第十九張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）轉(zhuǎn)錄起始真核生物和原核生物的RNA-pol種類不同，結(jié)合模板的特性不一樣。轉(zhuǎn)錄起始時，原核生物RNA-pol可直接結(jié)合模板，而真核生物的RNA聚合酶需與多種蛋白因子的相互作用才能結(jié)合模板。第二十張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月轉(zhuǎn)錄起始：轉(zhuǎn)錄因子和RNApol按照一定的次序，通過招募的方式形成預(yù)轉(zhuǎn)錄起始復合物（pre-initiation complex）的過程。 、H第二十一張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月參與RNA-pol轉(zhuǎn)錄的TF CTD:RNA聚合酶亞基羧基末端的結(jié)構(gòu)域第二十二張，PPT共五十九頁

9、，創(chuàng)作于2022年6月 轉(zhuǎn)錄因子 轉(zhuǎn)錄復合體TBPTAFsTFIIATFIIB TFIIF Pol IITFIIE RNA pol 的轉(zhuǎn)錄起始 真核生物轉(zhuǎn)錄起始復合物第二十三張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月POL-TFFAB由RNA-Pol 催化轉(zhuǎn)錄的PIC POL-TFFHETBPTAFTFD-A-B-DNA復合物TATAABTBPTAFTATAHECTD-PPIC組裝完成，TFH使CTD磷酸化羧基末端的結(jié)構(gòu)域第二十四張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月(二) 轉(zhuǎn)錄的延伸RNA聚合酶離開啟動子，沿DNA鏈移動并使新生RNA鏈不斷伸長的過程。 轉(zhuǎn)錄起始后直到形成9個核苷酸短鏈是

10、通過啟動子階段，此時RNA聚合酶一直處于啟動子區(qū)，新生的RNA鏈與DNA模板鏈的結(jié)合不夠牢固，很容易從DNA鏈上掉下來并導致轉(zhuǎn)錄重新開始。一旦RNA聚合酶成功地合成9個以上核苷酸并離開啟動子區(qū)，轉(zhuǎn)錄就進入正常的延伸階段。第二十五張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA-PolRNA-PolRNA-Pol核小體轉(zhuǎn)錄延長中的核小體移位和解聚轉(zhuǎn)錄方向第二十六張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月轉(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。 第二十七張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA鏈的延伸圖

11、解35RNA-DNA雜交螺旋聚合酶的移動方向新生RNA復鏈解鏈有義鏈模板鏈（反義鏈）延長部位第二十八張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月5-AAUAAA-5 -AAUAAA-核酸酶-GUGUGUGRNA-polAATAAA GTGTGTG轉(zhuǎn)錄終止的修飾點55333加尾AAAAAAA 3 mRNA（三）真核生物轉(zhuǎn)錄終止 和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)。第二十九張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月真核生物和原核生物轉(zhuǎn)錄的差別DNA核核糖體新生蛋白質(zhì)真核生物原核生物mRNA前體轉(zhuǎn)運加工mRNAmRNA RNA聚合酶不相同 啟動子不同 轉(zhuǎn)錄后RNA加工修飾不同 是否需要轉(zhuǎn)錄因子第三十張，PPT共五十

12、九頁，創(chuàng)作于2022年6月三 真核生物RNA的成熟（一）、mRNA的的成熟（二）、tRNA的成熟（三）、rRNA的成熟（四）、RNA編輯第三十一張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月真核細胞mRNA的加工5 “帽子”PolyA 3 m7G-5ppp-N-3 pAAAAAAA-OH 5端接上一個“帽子”(CAP)結(jié)構(gòu) 3端添加PolyA“尾巴”,由RNA末端核苷酸轉(zhuǎn)移酶催化 剪接：剪去內(nèi)含子(intron)，拼接外顯子(extron)第三十二張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月 1 首、尾的修飾 5端形成 帽子結(jié)構(gòu)(m7GpppGp ) 3端加上多聚腺苷酸尾巴(poly A tail)

13、第三十三張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十四張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月5 pppGp5 GpppGppppG ppi鳥苷酸轉(zhuǎn)移酶5 m7GpppGp甲基轉(zhuǎn)移酶SAM帽子結(jié)構(gòu)的生成5 ppGp磷酸酶 Pi第三十五張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月帽子結(jié)構(gòu)帽子0:m7GpppX,N7甲基鳥嘌呤核苷酸帽子1:m7GpppXm,帽子0后第一個核苷酸2位氧甲基化,這是除單細胞真核生物外其它真核生物的主要帽子形式帽子2:m7GpppXmpYm,帽子0后第二個核苷酸2位氧甲基化帽子結(jié)構(gòu)中甲基供體為S-腺苷甲硫氨酸(SAM)第三十六張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6

14、月帽子結(jié)構(gòu)的生理功能1 帽子結(jié)構(gòu)為核糖體識別mRNA提供了信號,帽子0結(jié)構(gòu)是核糖體識別mRNA所必須的.2 帽子結(jié)構(gòu)增加mRNA的穩(wěn)定性,保護mRNA免受5外切核酸酶的降解.3 帽子結(jié)構(gòu)還能有助于成熟的mRNA的轉(zhuǎn)運.第三十七張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月5-AAUAAA-5 -AAUAAA-核酸酶-GUGUGUGRNA-polAATAAA GTGTGTG轉(zhuǎn)錄終止的修飾點55333加尾AAAAAAA 3 mRNA真核生物轉(zhuǎn)錄后加尾修飾 和轉(zhuǎn)錄終止密切相關(guān)。第三十八張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月3端加尾多聚腺苷酸尾巴AAUAAA：準確切割加poly（A）第三十九張，PPT

15、共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月外顯子(exon)和內(nèi)含子(intron) 外顯子在斷裂基因及其初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn)，并表達為成熟RNA的核酸序列。內(nèi)含子 隔斷基因的線性表達而在剪接過程中被除去的核酸序列。2 mRNA的剪接核內(nèi)的初級mRNA稱為核不均一RNA (hetero-nuclear RNA, hnRNA)第四十張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月Fig. 14.1第四十一張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月剪接信號哺乳動物5-/GUAAGU-INTRON-YNCURAC-YnNAG/G-3酵母5-/GUAUGU-INTRON-UACUAAC-YAG/G-3分支點序列第四十二

16、張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十三張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月小分子核內(nèi)RNA(snRNA)真核細胞核內(nèi)一組小分子RNA,含70300堿基,序列中尿嘧啶含量較高,因此又用U命名.既非任何RNA的前體,也非某種RNA代謝的中間產(chǎn)物,而是具有獨特功能且獨立存在的實體,參與mRNA的加工。常與多種特異的蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，形成小核糖體核蛋白（small nuclear ribonucleoprotein particle，snRNP）snRNP與hnRNA結(jié)合成為剪接體第四十四張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月snRNP與hnRNA結(jié)合成為剪接體U1,U2，U4，

17、U5，U6第四十五張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月剪接體第四十六張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月內(nèi)含子的其它剪接方式及功能內(nèi)含子的分類 第一類內(nèi)含子 需要鳥苷或鳥苷酸為 輔助因子，實行自我催化第二類內(nèi)含子 無需輔助因子，可自我拼接第三類內(nèi)含子 套索狀剪接 SnRNA和SnRNP完成第四類內(nèi)含子 tRNA基因及其初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的內(nèi)含子，需要多種蛋白質(zhì)的催化第四十七張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月類內(nèi)含子的自我剪接第四十八張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月類內(nèi)含子的自我剪接第四十九張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工tRNA前體R

18、NA pol TGGCNNAGTGCGGTTCGANNCCDNA目 錄第五十張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月切除部分序列: 5-端 一段前導序列 反密碼子環(huán) 一段插入序列3-端CCA-OH的生成tRNA核苷酸基轉(zhuǎn)移酶某些堿基的化學修飾: 甲基化還原反應(yīng) DHU脫氨反應(yīng)第五十一張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月tRNA 的轉(zhuǎn)錄后加工剪切 (a)第五十二張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月剪接(b)(c)添加堿基修飾(d)第五十三張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）真核rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄45S - rRNA剪接18S - rRNA5.8S和28S-rRNArDNA內(nèi)含子內(nèi)含子28S5.8S18S第五十四張，PPT共五十九頁，創(chuàng)作于2022年6月四 RNA的編輯編輯（editing）是指在mRNA水平，通過核苷酸的缺失，插入或替換而改變