基因組學(xué)轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的組裝詳解演示文稿

基因組學(xué)轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的組裝詳解演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共42頁(yè)。優(yōu)選基因組學(xué)轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的組裝當(dāng)前2頁(yè)，總共42頁(yè)。第一節(jié)

DNA結(jié)合蛋白及其結(jié)合位點(diǎn)當(dāng)前3頁(yè)，總共42頁(yè)。DNA結(jié)合蛋白的結(jié)構(gòu)特征轉(zhuǎn)錄因子的三個(gè)結(jié)構(gòu)組成部分1）DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域（分類依據(jù)）2）連接域3）轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域當(dāng)前4頁(yè)，總共42頁(yè)。DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域常見(jiàn)類型螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋基序(helix-turn-helixmotif,HTH,圖A)鋅指基序(zincfingermotif,圖B,)亮氨酸拉鏈基序(Leucinezippermotif，圖C)螺旋-環(huán)-螺旋基序(heliex-loop-helixmotif,圖D)當(dāng)前5頁(yè)，總共42頁(yè)。螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋（Helix-turn-helix,HTH）基序兩段螺旋被一短的轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)分開(kāi)，其中一段螺旋為DNA識(shí)別螺旋。同源異形結(jié)構(gòu)域(Homeodomain，由同源異形盒編碼)中含有HTH基序。具有Homeodomain的轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白在胚胎發(fā)育和正常細(xì)胞分化的基因表達(dá)調(diào)節(jié)中有重要作用。當(dāng)前6頁(yè)，總共42頁(yè)。鋅指(Zincfinger)基序由肽鏈的保守序列中的一對(duì)組氨酸加一對(duì)半胱氨酸(His2／Cys2)或2對(duì)半胱氨酸(cys2／cys2)與一個(gè)鋅離子形成配位鍵，這些氨基酸對(duì)之間的多膚鏈成環(huán)狀突出并折迭成指形結(jié)構(gòu)，多個(gè)指結(jié)構(gòu)常串聯(lián)重復(fù)。鋅指族轉(zhuǎn)錄因子以二聚體形式同DNA上的順式調(diào)控元件結(jié)合。含鋅指基序的轉(zhuǎn)錄因子：與GC盒結(jié)合的SPl、類固醇激素受體家族，抑癌蛋白WT1等。當(dāng)前7頁(yè)，總共42頁(yè)。亮氨酸拉鏈(Leucine-Zipper)基序由一段每隔6個(gè)aa就有一個(gè)Leu的伸展肽鏈組成，這些周期性出現(xiàn)的Leu都位于α—螺旋的同—側(cè)面，因此兩條均含Leu拉鏈基序的蛋白質(zhì)通過(guò)亮氨酸側(cè)鏈的相互作用形成二聚體。具有亮氨酸拉鏈基序的轉(zhuǎn)錄因子：原癌基因C-Jun/C-fos(APl家族)當(dāng)前8頁(yè)，總共42頁(yè)。螺旋-環(huán)-螺旋(Helix-loop-Helix，HLHt)基序由2個(gè)α螺旋間隔一個(gè)非螺旋的環(huán)(loop)組成．如原癌基因產(chǎn)物C-myc及其結(jié)合蛋白Max．含HLH和Leu-拉鏈基序的轉(zhuǎn)錄因子的相似性：①均至少含有一個(gè)α螺旋，其中都有一側(cè)親水面和一側(cè)疏水面，因此這兩種基序又稱為兩親α—螺旋基序．②兩類轉(zhuǎn)錄因子均依靠α螺旋氨基端附近的堿性區(qū)（帶正電荷aa區(qū)）與DNA結(jié)合，因此又分別稱為bzip和bHLH（b=basic，堿性)③兩類轉(zhuǎn)錄因子活性都依賴于二聚體化當(dāng)前9頁(yè)，總共42頁(yè)。凝膠阻滯分析當(dāng)前10頁(yè)，總共42頁(yè)。凝膠阻滯實(shí)驗(yàn)可鑒定出與蛋白質(zhì)結(jié)合的DNA片段當(dāng)前11頁(yè)，總共42頁(yè)。第二節(jié)轉(zhuǎn)錄起始中DNA與蛋白質(zhì)相互作用當(dāng)前12頁(yè)，總共42頁(yè)。DNA-蛋白質(zhì)相互作用是轉(zhuǎn)錄調(diào)控的方式DNA:順式調(diào)控元件(cis-regulatingelement),是指對(duì)基因表達(dá)有調(diào)控活性的DNA序列，其活性只影響與其自身同處于一個(gè)DNA分子上的基因．蛋白質(zhì)：反式作用因子(trans-actingfactor)是通過(guò)識(shí)別和結(jié)合順式調(diào)控元件的核心序列而調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的一組蛋白質(zhì)．當(dāng)前13頁(yè)，總共42頁(yè)。DNA-蛋白質(zhì)相互作用當(dāng)前14頁(yè)，總共42頁(yè)。順式調(diào)控元件啟動(dòng)子(promoter)增強(qiáng)子(enhancer)負(fù)調(diào)控元件—沉默子(silencer)絕緣子其它順式調(diào)控元件：1）應(yīng)答元件(responsiveelements)真核細(xì)胞中對(duì)某些特定的環(huán)境作出應(yīng)答的基因，常具有相同的順式元件—應(yīng)答元件．應(yīng)答元件能被在一些特定情況下表達(dá)的調(diào)控因子識(shí)別(又稱為可誘導(dǎo)的順式調(diào)控元件／反式作用因子)。2）轉(zhuǎn)座元件當(dāng)前15頁(yè)，總共42頁(yè)。RNA聚合酶與啟動(dòng)子的結(jié)合方式直接結(jié)合，細(xì)菌通過(guò)DNA結(jié)合蛋白間接結(jié)合，真核生物當(dāng)前16頁(yè)，總共42頁(yè)。細(xì)菌RNA聚合酶結(jié)合于啟動(dòng)子序列細(xì)菌中RNA聚合酶結(jié)合的靶序列叫做啟動(dòng)子。大腸桿菌乳糖操縱子的啟動(dòng)子當(dāng)前17頁(yè)，總共42頁(yè)。真核細(xì)胞啟動(dòng)子更加復(fù)雜真核生物中，啟動(dòng)子一詞用于指所有對(duì)基因轉(zhuǎn)錄起始有重要作用的序列。這些序列可能有多個(gè)，各具有不同的功能，不僅包括作為起始復(fù)合物組裝位點(diǎn)的核心啟動(dòng)子（有時(shí)也叫做基本啟動(dòng)子），還包括一個(gè)或多個(gè)位于核心啟動(dòng)子上游的上游啟動(dòng)子元件。當(dāng)前18頁(yè)，總共42頁(yè)。轉(zhuǎn)錄起始事件RNA聚合酶結(jié)合核心啟動(dòng)子封閉的啟動(dòng)子復(fù)合物轉(zhuǎn)換為開(kāi)放的啟動(dòng)子復(fù)合物RNA合成的起始啟動(dòng)子清除：聚合酶向啟動(dòng)子下游移動(dòng)當(dāng)前19頁(yè)，總共42頁(yè)。第三節(jié)細(xì)菌轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控當(dāng)前20頁(yè)，總共42頁(yè)。細(xì)菌的轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控轉(zhuǎn)錄起始1）組成型控制：依賴于啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)2）調(diào)節(jié)型控制：操縱子學(xué)說(shuō)，依賴于調(diào)解蛋白水平當(dāng)前21頁(yè)，總共42頁(yè)。啟動(dòng)子(promoter)與基因轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)有關(guān)的一組DNA序列，一般位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游100-200bp以內(nèi)，其功能是決定轉(zhuǎn)錄的起始點(diǎn)和調(diào)控轉(zhuǎn)錄頻率．原核啟動(dòng)子：1）-35框：5’-TTGACA-3’2）-10框5’-TATAAT-3’當(dāng)前22頁(yè)，總共42頁(yè)。細(xì)菌啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)決定轉(zhuǎn)錄的基礎(chǔ)水平細(xì)菌啟動(dòng)子共有序列是可變的1）-10框：T80A95T45A60A50T96影響啟動(dòng)子復(fù)合物從封閉向開(kāi)放的轉(zhuǎn)換2）-35框：T82T84G78A65C54A45影響σ亞基識(shí)別，從而影響RNA聚合酶結(jié)合轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)附近及轉(zhuǎn)錄單位前50個(gè)核苷酸序列影響轉(zhuǎn)錄起始后的延伸不同的基因可能有不同的最有效啟動(dòng)子啟動(dòng)子序列突變可能改變轉(zhuǎn)錄起始的基礎(chǔ)水平當(dāng)前23頁(yè)，總共42頁(yè)。大腸桿菌轉(zhuǎn)錄起始當(dāng)前24頁(yè)，總共42頁(yè)。細(xì)菌RNA聚合酶結(jié)構(gòu)：核心酶+σ亞基1）核心酶：α2ββ’2）σ亞基：?jiǎn)?dòng)子特異性結(jié)合當(dāng)前25頁(yè)，總共42頁(yè)。不同的σ亞基識(shí)別不同的啟動(dòng)子σ70：標(biāo)準(zhǔn)σ亞基，指導(dǎo)大多數(shù)基因轉(zhuǎn)錄特定條件下其它σ亞基被激活例：熱休克基因的識(shí)別當(dāng)前26頁(yè)，總共42頁(yè)。非標(biāo)準(zhǔn)的σ亞基和其識(shí)別序列當(dāng)前27頁(yè)，總共42頁(yè)。操縱子及其相關(guān)概念操縱子(operon)，指一組在基因組中彼此相鄰的基因，兩基因頭尾間可能僅隔一兩個(gè)核苷酸。操縱子的所有基因都作為一個(gè)單位表達(dá)。結(jié)構(gòu)基因(structuralgene)，編碼非調(diào)控因子的基因。調(diào)控基因(regulatorgene)，編碼調(diào)控蛋白（阻抑物）的基因。阻抑物(repressor)，能阻止基因表達(dá)的蛋白質(zhì)，可與操縱基因結(jié)合來(lái)阻止轉(zhuǎn)錄。操縱基因(operator)，位于啟動(dòng)子下游可與阻抑物結(jié)合的DNA元件，當(dāng)與阻抑物結(jié)合后調(diào)節(jié)啟動(dòng)子抑制轉(zhuǎn)錄，常為回文序列。誘導(dǎo)物(inducer)，通過(guò)與阻抑物結(jié)合激活基因轉(zhuǎn)錄的小分子物質(zhì)。當(dāng)前28頁(yè)，總共42頁(yè)。乳糖操縱子當(dāng)前29頁(yè)，總共42頁(yè)。乳糖操縱子的調(diào)控當(dāng)前30頁(yè)，總共42頁(yè)。乳糖阻抑物操縱基因的結(jié)合乳糖阻抑物以四聚體形式結(jié)合到兩個(gè)操縱基因上另外的兩個(gè)操縱基因，一個(gè)位于初級(jí)操縱基因的上游90bp，另一個(gè)位于初級(jí)操縱基因的下游400bp。當(dāng)前31頁(yè)，總共42頁(yè)。輔阻抑物與色氨酸操縱子輔阻抑物(co-repressor)，結(jié)合到阻抑物上來(lái)抑制轉(zhuǎn)錄的小分子。當(dāng)前32頁(yè)，總共42頁(yè)。色氨酸阻抑物存在多個(gè)靶點(diǎn)：可控制多個(gè)基因啟動(dòng)子aroH,編碼合成色氨酸的生化通路中早期步驟的特異酶trpR,色氨酸阻抑物自身基因，調(diào)控色氨酸合成的晚期步驟當(dāng)前33頁(yè)，總共42頁(yè)。抑郁癥患者究竟有多危險(xiǎn)？當(dāng)前34頁(yè)，總共42頁(yè)。第四節(jié)真核生物轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控當(dāng)前35頁(yè)，總共42頁(yè)。真核生物轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控真核轉(zhuǎn)錄起始比原核生物更復(fù)雜真核轉(zhuǎn)錄起始順式元件的復(fù)雜性1)核心啟動(dòng)子2)基本啟動(dòng)子元件3)特異性表達(dá)元件4)遠(yuǎn)端調(diào)控元件真核轉(zhuǎn)錄起始反式因子的復(fù)雜性1)RNA聚合酶2)激活蛋白和輔激活蛋白3)阻抑物4)轉(zhuǎn)錄因子的修飾當(dāng)前36頁(yè)，總共42頁(yè)。核心與基本啟動(dòng)子元件真核啟動(dòng)子區(qū)域包括核心啟動(dòng)子和啟動(dòng)子上游近側(cè)序列：1、核心啟動(dòng)子(corepromoter)是決定轉(zhuǎn)錄起始位置的關(guān)鍵序列，也是普通轉(zhuǎn)錄因子TFⅡD的結(jié)合位點(diǎn)，①TATA盒(TATAbox)位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游-25～-30bp．②起始子(initiator，Inr)Inr是與轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)重疊的短的較保守序列．注：①不是所有基因都含有TATA盒或Inr序列．有的只有其中之一，有的兩者都無(wú)．②這些核心啟動(dòng)子的序列和它們之間的間隔多變2、上游/基本啟動(dòng)子元件(Upstream/basalPromoterelement，UPE)位于較上游(-30一-110bp)，能較強(qiáng)影響轉(zhuǎn)錄起始的頻率，如CAAT盒和GC盒．其中GC盒是轉(zhuǎn)錄因子SPl的結(jié)合位點(diǎn)。當(dāng)前37頁(yè)，總共42頁(yè)。特異性表達(dá)元件應(yīng)答模塊(responsemodule)，使轉(zhuǎn)錄起始能響應(yīng)細(xì)胞外一般信號(hào)元件。如，cAMP應(yīng)答模塊CRE(5’-A/TCGTCA-3’)細(xì)胞特異性模塊(cell-specificmodule),僅在一種組織細(xì)胞中特異表達(dá)的基因啟動(dòng)子。如，垂體細(xì)胞模塊、脂肪細(xì)胞模塊等。發(fā)育調(diào)節(jié)因子模塊（developmentalregulator），介導(dǎo)特定發(fā)育階段的基因表達(dá)的元件。當(dāng)前38頁(yè)，總共42頁(yè)。真核順式元件和反式因子的多層次順式元件：1）啟動(dòng)子(promoter)2）增強(qiáng)子(enhancer)3）負(fù)調(diào)控元件—沉默子(silencer)4）絕緣子反式因子1）激活物:特異結(jié)合DNA2）輔激活物：不特異結(jié)合DNA，通過(guò)蛋白質(zhì)間相互作用3）中介子（mediator）:激活蛋白與RNA聚合酶II間4）阻抑物當(dāng)前39頁(yè)，總共42頁(yè)。增強(qiáng)子(enhancer)能顯著提高基因轉(zhuǎn)錄效率的一類順式調(diào)控元件（其核心序列常為8-12bp)．增強(qiáng)子的作用特點(diǎn)：1）能(通過(guò)啟動(dòng)子)提高同一條鏈上的靶基因轉(zhuǎn)錄速率；2）增強(qiáng)子對(duì)同源基因或異源基因同樣有效；3）增強(qiáng)子的位置可在基因5’-上游、基因內(nèi)或3’下游序列中；4）自身沒(méi)有5’-或3’-方向性；5）增強(qiáng)子可遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)(最多30Kb)；6）增強(qiáng)子一般具有組織或細(xì)胞特異性．當(dāng)前40頁(yè)，總共42頁(yè)。RNA聚合酶RNA聚合酶I,轉(zhuǎn)錄28S,5.8S和18S核糖體RNA(rRNA)RNA聚合酶Ⅱ，負(fù)責(zé)真核生物蛋白編碼基因和大部分小核RNA（snRNA)的轉(zhuǎn)錄，有7-10個(gè)亞基，最大亞基的羧基末端結(jié)構(gòu)域(CTD)具有7個(gè)氨基酸(Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Set)的重復(fù)序列，其中有多個(gè)磷酸化位點(diǎn)．CTD磷酸化對(duì)調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄有重要作用．RNA聚合酶III,轉(zhuǎn)錄tRNA,5SrRNA,U6-snRNA,小核仁RNA(snoRNA),小細(xì)胞質(zhì)RNA(seRNA)當(dāng)前41頁(yè)，總共42頁(yè)。基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子(basaltranscriptionfactor)真核基因轉(zhuǎn)錄除RNA聚合酶外，還需要許多蛋白因子—轉(zhuǎn)錄因子參加，其中一些轉(zhuǎn)錄因子是