分子生物學(xué)4CH4.GeneTranscriptionand省公開課金獎全國賽課一等獎微課獲獎PPT

CH4.GeneTranscriptionandPosttranscriptionalprocesses1/142

GENETICINFORMATION

1.REPLICATION (DNASYNTHESIS)2.TRANSCRIPTION (RNASYNTHESIS)3.TRANSLATION (PROTEINSYNTHESIS)DNARNAPROTEIN2/142RNApolynucleotidechain2’-OHmakes3’,5’phosphodiesterbondunstableDNApolynucleotidechain3/142基因轉(zhuǎn)錄特點(diǎn)：1.基因轉(zhuǎn)錄是基因表示第一步，也是基因表示調(diào)控中最主要步驟；2.部分遺傳信息傳遞，只有部分作為模板，基因轉(zhuǎn)錄有時間和空間差異；3.轉(zhuǎn)錄中存在鏈選擇、起點(diǎn)和終點(diǎn)選擇。4/1424.基因轉(zhuǎn)錄只利用DNA雙鏈中一條鏈作為模板，而另一條鏈不參加合成過程。模板鏈為無意義鏈，互補(bǔ)鏈為有意義鏈（編碼鏈）。有意義鏈無意義鏈只針對已確定某一基因而言5/142原核生物基因轉(zhuǎn)錄1.轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子基因轉(zhuǎn)錄控制關(guān)鍵——起始控制控制轉(zhuǎn)錄起始原因：起始調(diào)控序列（順式調(diào)控元件）——開啟子轉(zhuǎn)錄因子（反式調(diào)控元件）——RNA聚合酶6/142順式調(diào)控元件cisactingelements位于基因周圍能與特異轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合而影響轉(zhuǎn)錄DNA序列，包含開啟子、增強(qiáng)子等反式調(diào)控元件transactingfactors與DNA上特異序列結(jié)合蛋白因子，對轉(zhuǎn)錄起調(diào)控作用。如ＲＮＡ聚合酶7/142RNA聚合酶E.coli中由一個RNA聚合酶催化全部RNA合成（mRNA、tRNA、rRNA和其它小分子RNA）E.coliRNA聚合酶全酶由關(guān)鍵酶(

2、、’、亞基)和亞基組成；關(guān)鍵酶功效：轉(zhuǎn)錄合成RNA，與DNA結(jié)合（非特異性、松弛），在幫助下識別起始序列。

8/142E.coli聚合酶亞基9/142ProkaryoticRNApolymerasestructureRNApolymeraseofE.coliisamultisubunitproteinSubunit

Number

Role

a 2 uncertainb 1 formsphosphodiesterbondsb’ 1 bindsDNAtemplate

s 1 recognizespromoterand facilitatesinitiationa2bb’sa2bb’+sholoenzymecorepolymerasesigmafactor10/14211/142亞基—催化磷酸二酯鍵合成

利福平rifampicin和利福酶素rifamycin能結(jié)合在亞基上抑制RNA鏈合成起始而不抑制鏈延長，阻止第一個磷酸二酯鍵合成。鏈酶溶菌素，結(jié)合在亞基上，抑制鏈延伸?！瘉喕獕A性極強(qiáng)，與DNA模板結(jié)合亞基；12/142RNA轉(zhuǎn)錄抑制劑13/142亞基——二聚體，可能與開啟子識別相關(guān)；亞基——不能獨(dú)立存在，本身無催化活性，當(dāng)與關(guān)鍵酶結(jié)合，引發(fā)a2bb’構(gòu)象改變，改變關(guān)鍵酶與DNA結(jié)合親合性和特異性。（一旦起始識別后，

因子脫落，關(guān)鍵酶才能延伸）E.coli中有各種不一樣亞基；亞基在決定RNA聚合酶起始轉(zhuǎn)錄中起關(guān)鍵作用

14/14215/142由含

70RNA多聚酶全酶識別經(jīng)典大腸桿菌開啟子16/142

另外，RNA聚合酶可能還有解旋酶和重新螺旋化及校正功效?！π福ㄗR別、解旋、螺旋、聚合延伸、校正等功效）17/1422.轉(zhuǎn)錄調(diào)控序列開啟子promoter操縱基因operator開啟子：RNA聚合酶全酶以很高親合性結(jié)合在基因調(diào)控區(qū)特定位點(diǎn)。原核生物開啟子序列-10區(qū)和-35區(qū)——必需序列18/142開啟子結(jié)構(gòu)19/142Promoterstructureinprokaryotes5’PuPuPuPuPuPuPuPuAUGPromoter+1+20-7-12-31-365’mRNAmRNATTGACAAACTGT-30regionTATAATATATTA-10region84795345%82TTG64ACA79T44T96%T95A59A51Aconsensussequences-30-10transcriptionstartsitePribnowbox+1[]20/142-10區(qū)：在-6~-13bp之間，共同序列為TATAAT，又稱pribnow框，酶在此處與DNA結(jié)合成穩(wěn)定復(fù)合物，在轉(zhuǎn)錄方向上解開雙鏈形成開放型起始結(jié)構(gòu)。-35區(qū)：共同序列為TTGACA，是RNA聚合酶起始識別區(qū)，這一識別過程與因子有關(guān)。

21/142-10區(qū)和-35區(qū)相距約20bp，大致是雙螺旋繞兩周長度，兩個結(jié)合區(qū)在分子同一側(cè)面，能感覺到溝底堿基特異形態(tài)。22/142上節(jié)回顧：1.DNA損傷修復(fù)

2.基因轉(zhuǎn)錄基本概念,特點(diǎn)

3.原核生物RNA聚合酶23/1423.轉(zhuǎn)錄過程起始：RNA聚合酶全酶識別-35區(qū)，再識別-10區(qū)，形成封閉型起始復(fù)合物轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)處DNA解鏈，形成開放型起始復(fù)合物第一個核苷酸結(jié)合上去（多數(shù)是G/A、C）合成7-8個核苷酸，起始過程完成24/142RNApolymeraseholoenzyme(+sfactor)

closedpromotercomplex(moderatelystable)thesigmasubunitbindstothe-10regiononceinitiationtakesplace,RNApolymerasedoesnotneedveryhighaffinityforthepromotersigmafactordissociatesfromthecorepolymeraseafterafewelongationreactionselongationtakesplacewiththecoreRNApolymerase

openpromotercomplex(highlystable)theholoenzymehasveryhighaffinityforpromoterregionsbecauseofsigmafactorssigmacanre-bindothercoreenzymesThesigmacycless25/142TranscriptionRNApolymeraseclosedpromotercomplexopenpromotercomplexinitiationelongationterminationRNAproduct26/142延伸：起始結(jié)束后，因子脫落，由關(guān)鍵酶沿模板鏈移動，完成延伸過程。關(guān)鍵酶在DNA鏈上覆蓋大約80bp，其中解鏈部分只有~18bp，RNA-DNA雜交鏈長度約12bp，當(dāng)酶分子離開這一區(qū)域向前移動，DNA又形成雙鏈，RNA游離出來。27/142RNA轉(zhuǎn)錄延伸期轉(zhuǎn)錄泡模型28/14229/142終止：終止序列—DNA上轉(zhuǎn)錄到一定位置后，轉(zhuǎn)錄停止，又叫終止子。特征：使轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物產(chǎn)生一個頸環(huán)（發(fā)夾結(jié)構(gòu)），富含嘌呤，使RNA聚合酶延伸速度減慢，甚至停頓。30/142終止子結(jié)構(gòu)31/1421.不需要ρ因子轉(zhuǎn)錄終止——強(qiáng)終止子特點(diǎn)：DNA序列有雙重對稱，形成末端發(fā)夾結(jié)構(gòu)，模板DNA上有一串A，RNA3’端有UUUU，使新合成RNA脫落。

32/142不依賴Rho因子轉(zhuǎn)錄終止33/1422.需要ρ因子轉(zhuǎn)錄終止終止子后無連續(xù)A，在ρ因子作用下，ATP酶水解，釋放能量，使新生RNA與模板脫落。34/142依賴Rho因子轉(zhuǎn)錄終止35/142終止子：提供轉(zhuǎn)錄終止信號一段DNA序列。

終止因子：幫助RNA聚合酶識別終止子蛋白質(zhì)輔助因子。

36/142轉(zhuǎn)錄調(diào)控原核生物基因表示調(diào)控模型——操縱子模型操縱子operon：由幾個相關(guān)結(jié)構(gòu)基因及其控制區(qū)組成，是基因表示協(xié)同單位。操縱子兩個類型：誘導(dǎo)型阻遏型37/142誘導(dǎo)型：正常情況下基因不表示或表示水平低，在環(huán)境改變或誘導(dǎo)物存在時，才開放轉(zhuǎn)錄。（乳糖操縱子、半乳糖操縱子）阻遏型：正常情況下開放，當(dāng)阻遏物出現(xiàn)時操縱子關(guān)閉。（色氨酸操縱子、組氨酸操縱子—組氨酸抑制了組氨酸操縱子表示，防止把原料用于無須要合成。）38/142大腸桿菌乳糖操縱子

由三個結(jié)構(gòu)基因和一個調(diào)整基因組成。

Z基因——編碼b-半乳糖苷酶Y基因——編碼b-半乳糖苷透性酶A基因——編碼b-半乳糖苷乙?；刚{(diào)整基因I——編碼阻遏蛋白操縱基因Ｏ39/142lacIPOpromoter-operatorlacrepressorlacZlacYlacAThelactoseoperoninE.colib-galactosidasepermeaseacetylaseLACTOSEGLUCOSE+GALACTOSEb-galactosidasethefunctionofthelactose(lac)operonistoproducetheenzymesrequiredtometabolizelactoseforenergywhenitisrequiredbythecellpromoterbindsCAPandRNApolymeraseoperatorbindsthelacrepressor40/142誘導(dǎo)表示：當(dāng)培養(yǎng)基中無乳糖及其它誘導(dǎo)物時，抑制基因表示產(chǎn)生阻遏蛋白，與操縱基因結(jié)合，阻止結(jié)合在開啟子上RNA聚合酶向前移動，轉(zhuǎn)錄不能進(jìn)行；當(dāng)培養(yǎng)基中有乳糖及其它誘導(dǎo)物時，誘導(dǎo)物與阻遏蛋白結(jié)合而不能與操縱基因結(jié)合，基因轉(zhuǎn)錄。41/14242/142葡萄糖效應(yīng)：當(dāng)細(xì)菌在含有葡萄糖和乳糖培養(yǎng)基中生長時，通常優(yōu)先利用葡萄糖而不利用乳糖；只有當(dāng)葡萄糖耗盡后，經(jīng)一段停滯期，在乳糖誘導(dǎo)下b-半乳糖苷酶開始合成，細(xì)菌才能充分利用乳糖現(xiàn)象。大腸桿菌生長在含葡萄糖培養(yǎng)基上時，b-半乳糖苷酶等分解代謝活性很低，研究發(fā)覺cAMP能解除葡萄糖阻遏作用。43/142CAP-環(huán)腺苷酸受體蛋白cAMP-環(huán)腺苷酸環(huán)化酶當(dāng)CAP與cAMP結(jié)合后酶被活化，作用于開啟子前CAP結(jié)合位點(diǎn)上，使RNA聚合酶輕易結(jié)合到開啟子上，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄進(jìn)行。44/14245/142Regulationofthelactoseoperon-negativecontrollacIPOpromoter-operatorlacrepressorlacIPlacZlacYlacAtherepressortetramer

bindstotheoperatorandpreventsRNApolymerasefrombindingtothepromoterlacZlacYlacANOTRANSCRIPTIONRNApolRNApolymeraseisblockedfromthepromoter46/142NOTRANSCRIPTIONwhenlactosebecomesavailable,itistakenupbythecellallolactose(anintermediateinthehydrolysisoflactose)isproducedonemoleculeofallolactosebindstoeachoftherepressorsubunitsbindingofallolactoseresultsinaconformationalchangeintherepressortheconformationalchangeresultsindecreasedaffinityoftherepressorfortheoperatoranddissociationoftherepressorfromtheDNAAlleviationofnegativecontrol-actionoftheinducerofthelacoperonallolactoselacIPlacZlacYlacAlacIPlacZlacYlacAIPTG(isopropylthiogalactoside)isalsousedasa(non-physiological)inducer47/142lacIPlacZlacYlacANOTRANSCRIPTIONRNApolOrepressor(withboundallolactose)dissociatesfromtheoperatornegativecontrol(repression)isalleviated,however...RNApolymerasecannotformastablecomplexwiththepromoter48/142lacIPOlacZlacYlacARegulationofthelactoseoperon-positivecontrolinthepresenceofbothlactoseandglucoseitisnotnecessaryforthecelltometabolizelactoseforenergyintheabsenceofglucoseandinthepresenceoflactoseitbecomesadvantageoustomakeuseoftheavailablelactoseforenergyintheabsenceofglucosecellssynthesizecyclicAMP(cAMP)cAMP1servesasapositiveregulatorofcataboliteoperons(lacoperon)cAMPbindsthedimericcAMPbindingprotein(CAP)2bindingofcAMPincreasestheaffinityofCAPforthepromoterbindingofCAPtothepromoterfacilitatesthebindingofRNApolymerase

1

cAMP=3’,5’cyclicadenosinemonophosphateactiveCAPinactiveCAPcAMP+NOTRANSCRIPTION2

alsotermedcataboliteactivatorprotein49/142lacIlacrepressorlacZlacYlacAb-galactosidasepermeaseacetylaseRNApolTRANSCRIPTIONANDTRANSLATIONOCCURinactiverepressorActivationoflacoperontranscriptionthefunctionofthelactose(lac)operonistoproducetheenzymesrequiredtometabolizelactoseforenergywhenitisrequiredbythecell50/14251/142半乳糖苷酶基因表示條件：CAP結(jié)合位點(diǎn)——CAP與cAMP結(jié)合，使RNA聚合酶識別-35和-10區(qū)；開啟子識別——RNA聚合酶識別開啟子序列；操縱基因——阻遏蛋白結(jié)合乳糖或類似物52/142結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控方式：負(fù)調(diào)控——沒有調(diào)整蛋白時操縱子內(nèi)結(jié)構(gòu)基因表示，加入調(diào)整蛋白后操縱子內(nèi)結(jié)構(gòu)基因活性被關(guān)閉。（阻遏蛋白對乳糖操縱子負(fù)調(diào)控）正調(diào)控——沒有調(diào)整蛋白時結(jié)構(gòu)基因活性關(guān)閉，加入調(diào)整蛋白后結(jié)構(gòu)基因活性被開啟。（cAMP-CAP是一個正調(diào)整因子）53/142調(diào)控序列：轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子：開啟子：-10、-35區(qū)RNA聚合酶（

）操縱基因阻遏蛋白CAP結(jié)合位點(diǎn)CAP+cAMP終止序列ρ因子54/142真核生物基因轉(zhuǎn)錄特點(diǎn)：1.轉(zhuǎn)錄開啟子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不一樣類型RNA有不一樣開啟序列；2.各種RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄不一樣RNA產(chǎn)物；3.多個調(diào)整因子參加轉(zhuǎn)錄調(diào)整；4.轉(zhuǎn)錄和翻譯在時間和空間上分隔，轉(zhuǎn)錄后存在廣泛加工。55/142RNA聚合酶１.種類真核生物中有三種RNA聚合酶(RNA聚合酶I、II、III),每一個RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄不一樣RNA產(chǎn)物。酶酶活產(chǎn)物RNA聚合酶I50-70%rRANRNA聚合酶II20-40%hnRNA（mRNA前體）RNA聚合酶III~10%tRNA和snRNA56/142真核生物三種RNA聚合酶比較57/142２.ＲＮＡ聚合酶沒有全能性，必需有轉(zhuǎn)錄因子參加才有活性。３.特異性不一樣ＲＮＡ聚合酶所識別開啟子結(jié)構(gòu)不一樣。RNA聚合酶I——類型IRNA聚合酶II——類型IIRNA聚合酶III——類型III

58/142RNA聚合酶I：由２～１３個亞基組成，其中最大亞基約１６７０個氨基酸組成，含有結(jié)合模板－ＲＮＡ鏈和轉(zhuǎn)錄延伸作用，位于核仁，轉(zhuǎn)錄ｒＲＮＡ,反抗生素ａ－鵝膏蕈堿不敏感。RNA聚合酶II：約５５０～６５０ＫＤ，８～１１個亞基，對低濃度ａ－鵝膏蕈堿敏感。RNA聚合酶III：含鋅蛋白質(zhì)，由９～１５種亞基組成。59/142真核生物基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)1.類型I基因調(diào)控區(qū)RNA聚合酶I作用區(qū)域，產(chǎn)物rRNARNA聚合酶I只合成一個產(chǎn)物（40sRNA—未經(jīng)加工rRNA初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物），只識別一個開啟子區(qū)和一個終止信號，能有效轉(zhuǎn)錄有活性rRNA基因，其活性是三種RNA聚合酶中最高。

rDNA40sRNA18s、5.8、28srRNA加工RNApolI轉(zhuǎn)錄60/142研究發(fā)覺，不一樣真核生物rRNA轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)鄰近序列完全不一樣——RNA聚合酶I開啟子區(qū)有較大變異。rRNA基因含有轉(zhuǎn)錄種屬特異性。61/142rRNA基因特點(diǎn)：以基因家族、基因簇形式串聯(lián)排列，外顯子較為保守，內(nèi)含子長度和序列有較大差異。18S、28S,5.8SrRNA拷貝區(qū)ETS區(qū)ITS區(qū)NTS（IGS）——開啟子區(qū)rRNA前體62/14263/142NTS區(qū)作用：轉(zhuǎn)錄起始識別含開啟子序列——關(guān)鍵元件人位于-45~+20小鼠-39~+9

3’端含增強(qiáng)子——-150~-170bp間上游調(diào)控區(qū)（UCE）5’端轉(zhuǎn)錄終止序列包含了起始位點(diǎn)，決定轉(zhuǎn)錄起始顯著增強(qiáng)關(guān)鍵開啟子轉(zhuǎn)錄活性，決定轉(zhuǎn)錄強(qiáng)弱64/14265/142非洲爪蟾非轉(zhuǎn)錄區(qū)結(jié)構(gòu)66/142類型II基因調(diào)控區(qū)：由三部分組成關(guān)鍵元件區(qū)：——決定是否轉(zhuǎn)錄由-30bp左右TATAbox和起始位點(diǎn)（INR）組成上游調(diào)控區(qū)UPE：具各種調(diào)控元件CCAAT框、GC框、GCCACACCC框等，含其中一個或各種，決定轉(zhuǎn)錄強(qiáng)弱（轉(zhuǎn)錄活化和轉(zhuǎn)錄起始頻率），開啟子強(qiáng)弱起決于UPE類型。決定轉(zhuǎn)錄起始選擇，絕大多數(shù)真核基因正確表示所必需確定真正起始位點(diǎn)67/14268/142Sequenceelementswithinatypicaleukaryoticgene1GCTATACAATGC-25-50-80-95-1301

basedonthethymidinekinasegeneoctamertranscriptionelementpromoterTATAbox(TATAAAA)

locatedapproximately25-30bpupstreamofthe+1startsitedeterminestheexactstartsite(notinallpromoters)bindstheTATAbindingprotein(TBP)whichisasubunitofTFIIDGCbox(CCGCCC)

bindsSp1(Specificityfactor1)CAATbox(GGCCAATCT)

bindsCTF(CAATboxtranscriptionfactor)Octamer(ATTTGCAT)

bindsOTF(Octamertranscriptionfactor)+1ATTTGCAT69/142調(diào)控區(qū)模塊模型（調(diào)控因子模塊）調(diào)控區(qū)由一些獨(dú)立功效元件組成，每個單元約7~20bp小段，這些序列又稱模塊（元件）。每個元件能夠與一個或各種轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子結(jié)合，多個元件組合組成某個基因調(diào)控區(qū)。開啟子：多個元件，從特定位點(diǎn)以一定方向指導(dǎo)RNA合成；增強(qiáng)子：若干元件作為整體促進(jìn)遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)錄。70/142RNA聚合酶II開啟子71/142遠(yuǎn)端調(diào)控區(qū)：位于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)更上游；如β–珠蛋白基因遠(yuǎn)端調(diào)控區(qū)在-1300—-3300間增強(qiáng)子：使與它連鎖基因轉(zhuǎn)錄頻率顯著增強(qiáng)DNA序列，作為基因表示主要調(diào)整元件。特點(diǎn)：1.增強(qiáng)效應(yīng)顯著（10–200倍）；2.增強(qiáng)效應(yīng)與其位置和取向無關(guān)；3.大多為重復(fù)序列，普通50bp；

72/1424.增強(qiáng)效應(yīng)有嚴(yán)密組織和細(xì)胞特異性，只有特定蛋白質(zhì)（轉(zhuǎn)錄因子）參加才能發(fā)揮其功效；5.沒有基因?qū)Ｒ恍浴Ｗ饔脵C(jī)制：經(jīng)過改變模板DNA整體結(jié)構(gòu)（影響DNA-Pro復(fù)合物結(jié)構(gòu)或改變DNA超螺旋密度）eg.形成Z-DNA，增強(qiáng)子才有功效。一個增強(qiáng)子并不限于促進(jìn)某一特殊開啟子轉(zhuǎn)錄，它能刺激附近任一開啟子。73/14274/14275/142類型III——tRNA、5srRNA、小分子RNARNA聚合酶III轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物都是短RNA，不編碼蛋白質(zhì)，以RNA形式執(zhí)行生物學(xué)功效，多數(shù)作為蛋白質(zhì)合成機(jī)器組分（tRNA）tRNA基因結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：串聯(lián)重復(fù)排列，多拷貝。開啟子有三種類型：基因內(nèi)開啟子基因外開啟子混合開啟子76/142基因內(nèi)開啟子：轉(zhuǎn)錄起始識別區(qū)位于轉(zhuǎn)錄區(qū)域內(nèi)部，轉(zhuǎn)錄起始頻率由轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)負(fù)責(zé)。5srRNA基因開啟子（Ａ、Ｃ框）位于+55～+80bp之間非洲爪蟾tRNA基因開啟子位于+8～+72間，其中Ａ框+8～+30，Ｂ框+51～+72。77/14278/1425SrRNA基因開啟子在轉(zhuǎn)錄區(qū)內(nèi)79/142基因外開啟子：位于轉(zhuǎn)錄序列上游TATA結(jié)構(gòu)——類似于類型ⅡTATA框近端序列元件PSE–60bp遠(yuǎn)端序列元件DSE–250bp（增強(qiáng)子）混合開啟子：含有基因內(nèi)和基因外混合開啟子元件。如：海膽硒代半胱氨酸t(yī)RNA基因80/142真核生物基因轉(zhuǎn)錄因子真核生物RNA聚合酶不含有全能性，需嚴(yán)格依賴一些蛋白因子才能識別并結(jié)合到開啟子特定序列上，開啟轉(zhuǎn)錄反應(yīng)（調(diào)控區(qū)模塊模型—每一個元件都是一個或各種蛋白因子特異識別序列——一個元件叫一個模塊，很多模塊組成一個調(diào)控區(qū)）。81/142轉(zhuǎn)錄因子通用轉(zhuǎn)錄因子／普遍性轉(zhuǎn)錄因子主要與開啟子關(guān)鍵元件ＴＡＴＡ框結(jié)合，是同類基因轉(zhuǎn)錄都必須轉(zhuǎn)錄因子，如TFⅡA、B、D、E等。轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子與上游調(diào)控區(qū)和遠(yuǎn)端調(diào)控區(qū)（增強(qiáng)子）結(jié)合，影響轉(zhuǎn)錄水平，在一些特定基因轉(zhuǎn)錄中起作用。（不一樣基因特殊轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子）轉(zhuǎn)錄因子：以反式作用影響轉(zhuǎn)錄因子。82/142

轉(zhuǎn)錄因子普通有兩種結(jié)構(gòu)域，一個是與DNA特異序列結(jié)合結(jié)構(gòu)域；一個是與相鄰蛋白質(zhì)結(jié)合結(jié)構(gòu)域。如：亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)、鋅指結(jié)構(gòu)有蛋白因子只含有蛋白質(zhì)相互作用結(jié)構(gòu)域，在兩種不一樣蛋白質(zhì)間起橋梁作用。83/142亮氨酸拉鏈模型及它在轉(zhuǎn)錄因子兩個分子二聚體化中作用84/142二聚體化轉(zhuǎn)錄因子C/EBP亮氨酸拉鏈和DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)模型85/142三類基因轉(zhuǎn)錄因子1.類型IrRNAUBF上游結(jié)合因子與上游調(diào)控元件UCE結(jié)合SL1與關(guān)鍵元件結(jié)合，含有種屬特異性，能使RNA聚合酶I正確與起始位點(diǎn)結(jié)合，作用類似于σ因子，又叫“定位因子”TFIARNA聚合酶I激活因子86/14287/142UBF與UCE結(jié)合，SL1與UBF結(jié)合，使UBF向前移動改進(jìn)UBF與關(guān)鍵元件結(jié)合，形成一個跨越關(guān)鍵元件—UCE蛋白質(zhì)-DNA復(fù)合體RNA聚合酶I結(jié)合上去，形成開放性起始復(fù)合物轉(zhuǎn)錄開始88/142類型Ⅲ基因轉(zhuǎn)錄因子tRNA、5sRNA、SnRNA

普遍性轉(zhuǎn)錄因子：TFⅢB、C轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子：TFⅢA——卵母細(xì)胞5sRNA特異蛋白因子A框TFⅢBTFⅢCTFⅢARNApolⅢ

激活因子增強(qiáng)子結(jié)合因子使RNApolⅢ正確定位于起始位點(diǎn)89/14290/142類型Ⅱ基因轉(zhuǎn)錄因子TFⅡA、B、D、E等91/142類型Ⅱ基因調(diào)控區(qū)域與各種轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位置92/14293/142類型Ⅱ基因轉(zhuǎn)錄起始94/14295/14296/142轉(zhuǎn)錄終止：當(dāng)前對真核基因轉(zhuǎn)錄了解較少，RNApolⅠ轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是大分子RNA，經(jīng)剪切加工成成熟rRNA；RNApolⅡ初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物經(jīng)加工后為mRNA；RNApolⅢ體外轉(zhuǎn)錄與體內(nèi)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物含有相同末端，所以是研究真核基因轉(zhuǎn)錄終止很好對象。

97/142

SV40終止有類似與大腸桿菌轉(zhuǎn)錄終止子（不依賴于p因子），轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，末端有一串U，終止序列產(chǎn)物中有特定剪切和修飾信號。98/142真核基因轉(zhuǎn)錄后加工

1.真核基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物特點(diǎn)：含內(nèi)含子，需經(jīng)剪接去除；需要修飾（加帽、加尾，稀有堿基）；轉(zhuǎn)錄和翻譯是兩個相對獨(dú)立過程。

2.加工類型:加帽、加尾修飾——甲基化、?；艚覴NA編輯99/1423.RNA加工意義：活化——使無活性前體RNA加工成有活性成熟RNA；（rRNA、tRNA剪接、修飾）改變基因編碼產(chǎn)物——同一轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，不一樣剪接方式，編輯方式，蛋白產(chǎn)物不一樣；調(diào)整方式——加工會影響RNA活性、半衰期、運(yùn)輸?shù)?，影響RNA功效發(fā)揮；100/142StepsinmRNAprocessing(hnRNAistheprecursorofmRNA)capping(occursco-transcriptionally)cleavageandpolyadenylation(formsthe3’end)splicing(occursinthenucleuspriortotransport)exon1intron1exon2capcapcappoly(A)cappoly(A)Transcriptionofpre-mRNAandcappingatthe5’endCleavageofthe3’endandpolyadenylationSplicingtoremoveintronsequencesTransportofmaturemRNAtothecytoplasm101/142加帽(Cap0、CapI、CapII三種帽子結(jié)構(gòu))在細(xì)胞核中進(jìn)行，hnRNA5’端常為GTP，帽子化過程后，形成m7G5’ppp5’Np結(jié)構(gòu)。5’帽子功效：保護(hù)mRNA免受5’-核酸外切酶降解；使mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)；對翻譯起識別作用（m7G5’ppp5’Np優(yōu)先與核糖體結(jié)合）。102/142三種帽結(jié)構(gòu)103/142三種帽結(jié)構(gòu)104/142初級轉(zhuǎn)錄物切除與多聚腺苷酸化105/142Cappingoccursco-transcriptionallyshortlyafterinitiationguanylyltransferase(nuclear)transfersGresidueto5’endmethyltransferases(nuclearandcytoplasmic)addmethyl groupsto5’terminalGandattwo2’ribosepositionson thenexttwonucleotidescappinginvolvesformationofa5’-5’triphosphatebondcapfunctionprotects5’endofmRNA(increasesmRNAstability)requiredforinitiationofproteinsynthesispppNpNmGpppNmpNm106/142Polyadenylationcleavageoftheprimarytranscriptoccursapproximately10-30nucleotides3’-wardoftheAAUAAAconsensussitepolyadenylationcatalyzedby

poly(A)polymeraseapproximately200adenylateresiduesareaddedpoly(A)isassociatedwithpoly(A)bindingprotein(PBP)functionofpoly(A)tailistostabilizemRNAmGpppNmpNmAAUAAAmGpppNmpNmAAUAAAAAAAAA3’cleavagepolyadenylation107/142編碼蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)基因在核漿中被轉(zhuǎn)錄，RNA分子很大，且很不穩(wěn)定，因?yàn)榇笮『懿灰恢?，稱為核內(nèi)不均一RNA（hnRNA），其中mRNA是由hnRNA加工成。hnRNA25%——mRNA75%——在核內(nèi)降解hnRNA先加帽，hnRNA尾端被切去一段后，加poly（A）尾，切除內(nèi)含子成為mRNA，進(jìn)入細(xì)胞漿內(nèi)。108/142剪接——把斷裂基因轉(zhuǎn)錄本中內(nèi)含子除去真核生物基因是斷裂基因(splitgene)外顯子(exon)與內(nèi)含子(intron)內(nèi)含子剪接方式自我剪接（由RNA分子本身完成）：Ⅰ型Ⅱ型剪接體SnRNP參加——mRNA酶蛋白參加剪接——tRNA109/142-珠蛋白mRNA與基因雜交-珠蛋白pre-mRNA與基因雜交110/142雞卵清蛋白mRNA與基因雜交圖111/142自我剪接Ⅰ型內(nèi)含子rRNA特點(diǎn)：需要鳥苷酸參加（GTP、GMP、GDP），G2’或3’-OH對5’端剪接點(diǎn)親核攻擊，經(jīng)過構(gòu)象上拉力或電子丟失，使剪接點(diǎn)上鏈減弱和斷裂。此反應(yīng)不需要ATP，由GTP提供能量，RNA有自行剪接能力，又稱本身催化作用。

核酸酶Ribozyme——含有催化活性RNA分子。112/142GroupI內(nèi)含子剪接113/142四膜蟲rRNA自我剪接114/142Ⅱ型內(nèi)含子剪接過程：離下游外顯子7~8bp處有一分支點(diǎn)A，A3’-OH進(jìn)攻外顯子5’端磷酸，使剪接點(diǎn)上鏈斷裂。此反應(yīng)不需要鳥苷酸參加115/142ChemistryofmRNAsplicingtwocleavage-ligationreactionstransesterificationreactions-exchangeofone phosphodiesterbondforanother-notcatalyzedby traditionalenzymesbranchsiteadenosineforms2’,5’phosphodiesterbond withguanosineat5’endofintronG-p-G-UA-G-p-G2’OH-A-5’3’intron1exon1exon2Pre-mRNAFirstclevage-ligation(transesterification)reactionbranchsiteadenosine116/142G-OH3’A-G-p-GU-G-5’-p-2’-A5’3’AAO-G-p-G5’3’U-G-5’-p-2’-AA3’G-ASplicingintermediateLariatexon1exon1exon2exon2intron1intron1Secondclevage-ligationreactionSplicedmRNAligationofexonsreleaseslariatRNA(intron)117/142GroupII內(nèi)含子剪接118/142剪接體剪接——真核mRNA前體內(nèi)含子剪接

hnRNA3’和5’剪接點(diǎn)含有保守結(jié)構(gòu)序列，提供了正確剪接信號。哺乳動物或酵母mRNA剪接只有形成剪接體后才能進(jìn)行。剪接體——包含mRNA前體、細(xì)胞核小分子RNA（snRNA）和蛋白因子組成復(fù)合體。細(xì)胞核小分子核糖核蛋白snRNP

119/142真核生物內(nèi)含子5’剪接位點(diǎn)和3’剪接位點(diǎn)保守次序120/142snRNP最少有五種：U1——與5’剪接點(diǎn)結(jié)合U2——與內(nèi)含子分支點(diǎn)結(jié)合U4/U6

U5——與3’剪接點(diǎn)結(jié)合121/142剪接過程：U1與5’剪接點(diǎn)結(jié)合，U2與分支點(diǎn)結(jié)合，U4/U6復(fù)合物結(jié)合，形成完整“剪接體”

5’剪接點(diǎn)被切開，形成5’-外顯子和套索中間產(chǎn)物U4離開剪接體，3’剪接點(diǎn)切開兩個外顯子共價連接，形成成熟mRNA和套索狀內(nèi)含子122/142RecognitionofsplicesitesinvariantGUandAGdinucleotidesatintronendsdonor(upstream)andacceptor(downstream)splicesites arewithinconservedconsensussequencessmallnuclearRNA(snRNA)U1recognizesthe donorsplicesitesequence(base-pairinginteraction)U2snRNAbindstothebranchsite(base-pairinginteraction) Y=UorCforpyrimidine;N=anynucleotideG/GUAAGU..................…A.......…YYYYYNYAG/Gdonor(5’)splicesiteacceptor(3’)splicesitebranchsiteU1U2123/142Spliceosome-assemblyofthesplicingapparatussnRNAsareassociatedwithproteins(snRNPsor“snurps”)splicingsnRNAs-U1,U2,U4,U5,U6antibodiestosnRNPsareseenintheautoimmune diseasesystemiclupuserythematosus(SLE)G-p-G-UA-G-p-G2’OH-A-5’3’intron1exon1exon2SpliceosomeassemblyStep1:bindingofU1andU2snRNPsU1=hnRNPproteinsU2124/142G-p-G-UA-G-p-G2’OH-A-5’3’intron1exon1exon2Step2:bindingofU4,U5,U6U1U5U2U4U6G-p-G-UA-G-p-G2’OH-A-5’3’intron1exon1exon2Step3:U1isreleased,thenU4isreleasedU5U2U6125/142G-p-G5’3’U-G-5’-p-2’-AA3’G-Aintron1mRNA2’OH-AU5U2U6Step4:U6bindsthe5’splicesiteandthetwosplicingreactionsoccur,catalyzedbyU2andU6snRNPs126/142SnRNA參加mRNA前體剪接127/142自我剪接與剪接體催化剪接比較128/142酶蛋白參加——tRNA前體剪接tRNA前體內(nèi)含子中有一段與tRNA反密碼子互補(bǔ)序列，因而使反密碼臂構(gòu)象發(fā)生了改變——反密碼臂伸長了很多；tRNA前體剪接中需要核酸內(nèi)切酶和RNA連接酶

129/142tRNA前體加工130/142剪接過程：

特異性RNA內(nèi)切酶識別內(nèi)含子二級結(jié)構(gòu)，將兩側(cè)磷酸二酯鍵切開，形成5’-OH和3’-P；（不需ATP）兩個tRNA半分子堿基互補(bǔ)配對，形成成熟tRNA構(gòu)象，RNA連接酶形成磷酸二酯鍵（需要ATP）131/142132/142mRNA不一樣剪接產(chǎn)物在一些生物中，在不一樣分化時期，RNA種類無區(qū)分，基因表示差異靠加工實(shí)現(xiàn)，如海膽卵母細(xì)胞。不一樣剪接方式：產(chǎn)物中少一個外顯子；產(chǎn)物中外顯子不一樣；內(nèi)含子保留；5’剪接點(diǎn)改變；