原核生物與真核生物轉錄起始調控的差異.ppt

1、原核生物與真核生物 轉錄起始調控的差異,一、RNA聚合酶能直接啟動RNA鏈的合成,RNA聚合酶由多個亞基組成,原核生物的RNA聚合酶,原核生物轉錄起始,核心酶,全酶,二、RNA聚合酶結合到DNA的啟動子上起動轉錄,轉錄是不連續(xù)、分區(qū)段進行的。 每一轉錄區(qū)段可視為一個轉錄單位，稱為操縱子(operon)。操縱子包括若干個結構基因及其上游(upstream)的調控序列。調控序列中的啟動子是RNA聚合酶全酶結合到模板DNA的部位，也是控制轉錄的關鍵部位。,五種E.coli啟動序列的共有序列,RNA聚合酶全酶在轉錄起始區(qū)的結合:,受保護的DNA片段：40-60堿基對。,2. DNA雙鏈局部解開，形成開

2、放轉錄復合體(open transcription complex) ；,1. RNA聚合酶全酶(2)與模板結合，形成閉合轉錄復合體(closed transcription complex) ；,3. 在RNA聚合酶作用下發(fā)生第一次聚合反應，形成轉錄起始復合物：,RNApol (2) - DNA - pppGpN- OH 3,轉錄起始復合物:,5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + ppi,三、轉錄起始過程：,E.coli的轉錄起始和延長,第一個磷酸二酯鍵生成后，亞基即從轉錄起始復合物上脫落，核心酶連同四磷酸二核苷酸，繼續(xù)結合于DNA模板上，酶沿DNA鏈前移，進

3、入延長階段。,一、轉錄起始需要啟動子 、RNA聚合酶和轉錄因子的參與,真核生物的轉錄起始,1.轉錄起始前的上游區(qū)段具有啟動子核心序列,不同物種、不同細胞或不同的基因，轉錄起始點上游可以有不同的DNA序列，但這些序列都可統(tǒng)稱為順式作用元件(cis-acting element)。 順式作用元件包括啟動子、啟動子上游元件等近端調控元件和增強子等遠隔序列。,起始點上游多數游共同的TATA序列，稱為TATA盒。通常認為這就是啟動子的核心序列。 啟動子上游元件是位于TATA盒上游的DNA序列，多在轉錄起始點約-40-100nt的位置，比較常見的是GC盒和CAAT盒。 增強子是能夠結合特意基因調節(jié)蛋白，促

4、進鄰近或遠隔特定基因表達的DNA序列。,結構基因,-GCGC-CAAT-TATA,真核生物啟動子保守序列,2.真核生物有三種DNA依賴性RNA聚合酶,TFF,A,B,由RNA-Pol 催化轉錄的PIC,H,E,TBP,TAF,TFD-A-B-DNA復合物,TATA,A,B,TBP,TAF,TATA,H,E,PIC組裝完成，TFH使CTD磷酸化,真核生物酶的特點,真核生物RNA聚合酶的結構比原核生物復雜，所有真核生物的RNA聚合酶都有兩個不同的大亞基和十幾個小亞基. RNA聚合酶由十二個亞基組成，其最大 的亞基稱為RBP1 RNA聚合酶最大亞基的羧基末端由一段為Tyr-Ser-Pro-Thr-S

5、er-Pro-Ser的重復序列片段，稱為羧基末端結構域。它對于維持細胞的活性是必須的。,3.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，現已發(fā)現數百種，統(tǒng)稱為反式作用因子(trans-acting factors)。 反式作用因子中，直接或間接結合RNA聚合酶的，則稱為轉錄因子(transcriptional factors, TF)。,真核生物RNA-pol不與DNA分子直接結合，而需依靠眾多的轉錄因子，形成轉錄起始復合物(pre-initiation complex, PIC) 。,當合成一段含有6070個核苷酸的RNA時，TFE和TFH釋放，RNA聚合酶進入轉錄延長期。,

6、綜上，原核生物與真核生物轉錄起始調控的差異主要有：,原核生物聚合酶僅有一種，有多個亞基。真核生物有三種DNA依賴性RNA聚合酶，有兩個不同的大亞基和十幾個不同的小亞基。 原核生物RNA聚合酶可直接結合DNA模板，而真核生物RNA聚合酶需與輔助因子結合后才結合模板。,原核生物 1 .RNA聚合酶要結合到DNA模板上 2. DNA雙鏈局部打開，使其中一條鏈作為轉錄模板,真核生物 1.轉錄起始前的上游區(qū)段具有啟動子核心序列 2.RNA-pol不能直接結合模板 3.RNA聚合酶啟動轉錄時需要轉錄因子才能形成轉錄復合體。,3.轉錄起始需注意的問題,4.原核基因轉錄調節(jié)特點：,因子決定RNA聚合酶識別特異性 操縱調控模式在原核基因轉錄起始的調節(jié)中具有普遍性 原核操縱子受到阻遏蛋白的負性調節(jié),真核基因調控的特點：,真核基因內含有