第二節(jié) 真核生物轉(zhuǎn)錄

第二節(jié)真核生物轉(zhuǎn)錄

邱鄭qiuzheng754@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Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,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.(二)RNA聚合酶Ⅱ的啟動子核心啟動子（corepromoter）上游啟動子元件（upstreampromoterelement，UPE）1、核心啟動子

●定義：指保證RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括轉(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T85A97T93A85A63A83A502、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--110bpEukaryoticPromoters“IwouldliketohaveTATAboxandInitiatorasmypromoter.Whatwouldyoulike?”“Well,IpreferBREandDPE.”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(upstreampromoterelement，UPE)或稱上游激活序列(upstreamactivatingsequence，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TATA區(qū)。SV40早期啟動子組蛋白H2B

TATACAATGC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。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TranscriptionisactivatedEnhancerTranscriptionisrepressedSilencerRepressorActivator轉(zhuǎn)錄起始點TATA盒CAAT盒GC盒增強子順式作用元件(cis-actingelement)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-1OCT-1：ATTTGCAT八聚體DNA分子上具有的可影響轉(zhuǎn)錄的各種組分GeneralTranscriptionFactorsandInitiationProkaryoticRNApolymerasepre-initiationcomplexEukaryoticRNApolymeraseII:“Ineedhelpfromotherproteins.”三.轉(zhuǎn)錄因子能直接、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-actingfactors)。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(transcriptionalfactors,TF)。參與RNA-polⅡ轉(zhuǎn)錄的TFⅡ

CTD:RNA聚合酶β亞基羧基末端的結(jié)構(gòu)域TAFIIs:TBP-AssociatedFactorsIITBP:TATA-BindingProtein轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄延伸轉(zhuǎn)錄終止二、真核生物轉(zhuǎn)錄的基本過程（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。轉(zhuǎn)錄起始：轉(zhuǎn)錄因子和RNApolⅡ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-initiationcomplex）的過程。ＴＦⅡＡ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、H

參與RNA-polⅡ轉(zhuǎn)錄的TFⅡ

CTD:RNA聚合酶β亞基羧基末端的結(jié)構(gòu)域

轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄復合體TBPTAFsTFIIATFIIBTFIIFPolIITFIIERNApolⅡ的轉(zhuǎn)錄起始●真核生物轉(zhuǎn)錄起始復合物POL-ⅡTFⅡFⅡAⅡB由RNA-PolⅡ催化轉(zhuǎn)錄的PICPOL-ⅡTFⅡFⅡHⅡETBPTAFTFⅡD-ⅡA-ⅡB-DNA復合物TATAⅡAⅡBTBPTAFTATAⅡHⅡECTD-PPIC組裝完成，TFⅡH使CTD磷酸化羧基末端的結(jié)構(gòu)域(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。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。RNA鏈的延伸圖解3′5′RNA-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5

------AAUAAA-5

------AAUAAA--核酸酶-GUGUGUGRNA-polAATAAAGTGTGTG轉(zhuǎn)錄終止的修飾點5

5

3

3

3加尾AAAAAAA······3mRNA（三）真核生物轉(zhuǎn)錄終止——和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)。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編輯真核細胞mRNA的加工5′

“帽子”PolyA

3′

m7G-5′ppp-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)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(polyAtail)5pppGp…5GpppGp…pppGppi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5ppGp…磷酸酶Pi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)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.5