第二節(jié) 真核生物轉錄

第二節(jié)真核生物轉錄

邱鄭qiuzheng754@一真核生物轉錄酶及相關因子（一）真核生物的RNA聚合酶

三種RNA聚合酶Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,它們專一地轉錄不同的基因,其轉錄過程和產(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轉錄正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括轉錄起始位點及轉錄起始位點上游TATA區(qū)●作用：選擇正確的轉錄起始位點，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：控制轉錄起始頻率。CAAT：-70--80bpGGGCGG：-80--110bpEukaryoticPromoters“IwouldliketohaveTATAboxandInitiatorasmypromoter.Whatwouldyoulike?”“Well,IpreferBREandDPE.”TATA區(qū)：使轉錄精確地起始。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的轉錄單元上發(fā)現(xiàn)它的轉錄起始位點上游約200bp處有兩段72bp長的重復序列，它們不是啟動子的一部分，但能增強或促進轉錄的起始，除去這兩段序列會大大降低這些基因的轉錄水平。能強化轉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1增強效應十分明顯:10---200倍,甚至上千倍2增強效應與其位置和取向無關3大多為重復序列,其內部常有一個核心序列TGGAAA4其增強效應有嚴密的組織性和細胞特異性,只有特定的轉錄因子參與才能發(fā)揮其功能5沒有基因專一性,與不同的基因組合均表現(xiàn)增強效應6許多增強子還受外部金屬離子等調控TranscriptionisactivatedEnhancerTranscriptionisrepressedSilencerRepressorActivator轉錄起始點TATA盒CAAT盒GC盒增強子順式作用元件(cis-actingelement)轉錄起始前的上游區(qū)段AATAAA切離加尾轉錄終止點修飾點外顯子翻譯起始點內含子OCT-1OCT-1：ATTTGCAT八聚體DNA分子上具有的可影響轉錄的各種組分GeneralTranscriptionFactorsandInitiationProkaryoticRNApolymerasepre-initiationcomplexEukaryoticRNApolymeraseII:“Ineedhelpfromotherproteins.”三.轉錄因子能直接、間接辨認和結合轉錄上游區(qū)段DNA的蛋白質，統(tǒng)稱為反式作用因子(trans-actingfactors)。反式作用因子中，直接或間接結合RNA聚合酶的，則稱為轉錄因子(transcriptionalfactors,TF)。參與RNA-polⅡ轉錄的TFⅡ

CTD:RNA聚合酶β亞基羧基末端的結構域TAFIIs:TBP-AssociatedFactorsIITBP:TATA-BindingProtein轉錄起始轉錄延伸轉錄終止二、真核生物轉錄的基本過程（一）轉錄起始真核生物和原核生物的RNA-pol種類不同，結合模板的特性不一樣。轉錄起始時，原核生物RNA-pol可直接結合模板，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合模板。轉錄起始：轉錄因子和RNApolⅡ按照一定的次序，通過招募的方式形成預轉錄起始復合物（pre-initiationcomplex）的過程。ＴＦⅡＡ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、H

參與RNA-polⅡ轉錄的TFⅡ

CTD:RNA聚合酶β亞基羧基末端的結構域

轉錄因子轉錄復合體TBPTAFsTFIIATFIIBTFIIFPolIITFIIERNApolⅡ的轉錄起始●真核生物轉錄起始復合物POL-ⅡTFⅡFⅡAⅡB由RNA-PolⅡ催化轉錄的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構域(二)轉錄的延伸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模板鏈的結合不夠牢固，很容易從DNA鏈上掉下來并導致轉錄重新開始。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)，轉錄就進入正常的延伸階段。RNA-PolRNA-PolRNA-Pol核小體轉錄延長中的核小體移位和解聚轉錄方向轉錄延長真核生物轉錄延長過程與原核生物大致相似，但因有核膜相隔，沒有轉錄與翻譯同步的現(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轉錄終止的修飾點5

5

3

3

3加尾AAAAAAA······3mRNA（三）真核生物轉錄終止——和轉錄后修飾密切相關。真核生物和原核生物轉錄的差別

DNA核核糖體新生蛋白質真核生物原核生物mRNA前體轉運加工mRNAmRNA

RNA聚合酶不相同

啟動子不同

轉錄后RNA加工修飾不同

是否需要轉錄因子三真核生物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)結構

3′端添加PolyA“尾巴”,由RNA末端核苷酸轉移酶催化

剪接：剪去內含子(intron)，拼接外顯子(extron)1首、尾的修飾5

端形成帽子結構(m7GpppGp—)3

端加上多聚腺苷酸尾巴(polyAtail)5pppGp…5GpppGp…pppGppi鳥苷酸轉移酶5

m7GpppGp…甲基轉移酶SAM帽子結構的生成5ppGp…磷酸酶Pi帽子結構帽子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位氧甲基化帽子結構中甲基供體為S-腺苷甲硫氨酸(SAM)帽子結構的生理功能1帽子結構為核糖體識別mRNA提供了信號,帽子0結構是核糖體識別mRNA所必須的.2帽子結構增加mRNA的穩(wěn)定性,保護mRNA免受5’外切核酸酶的降解.3帽子結構還能有助于成熟的mRNA的轉運.5