1 / 156

基因的转录和转录后加工

基因的转录和转录后加工. 内容. 第一节 转录概述. 第二节 合成 RNA 的酶类. 第三节 原核生物基因的转录. 第四节 真核基因的调控区. 第五节 真核基因的转录因子. 第六节 真核基因转录的起始和终止. 第七节 真核基因转录产物的加工. 第一节 转录概述. 基因的表达. 看家基因. Housekeeping gene. A. B. C. A5 A1 Shanchuanzi B9 Yubaibei. IbF3'H. G14. 基因在五个不同层次上的 调控.

xantha-watson
Download Presentation

基因的转录和转录后加工

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 基因的转录和转录后加工

  2. 内容 第一节 转录概述 第二节 合成RNA的酶类 第三节 原核生物基因的转录 第四节 真核基因的调控区 第五节 真核基因的转录因子 第六节 真核基因转录的起始和终止 第七节 真核基因转录产物的加工

  3. 第一节 转录概述 基因的表达 看家基因

  4. Housekeeping gene

  5. A B C A5 A1 Shanchuanzi B9 Yubaibei IbF3'H G14

  6. 基因在五个不同层次上的调控 转录前调控 转录调控 转录后调控 翻译调控 翻译后调控

  7. 一、基因的编码链和有意义链 ATGCATGCAT 编码链，有义链 TACGTACGTA 模板链、反义链 AUGCAUGCAU

  8. 二、转录的四个阶段 • 识别启动子 • 起始 • 延伸 • 终止

  9. 第二节 合成RNA的酶类 一、原核生物RNA pol 二、真核生物RNA pol

  10. 一、原核生物RNA pol • RNA pol 负责所有mRNA，rRNA和tRNA的合成 • 一个E.coli细胞RNA pol总数约7000个 • RNA pol全酶由5个亚基组成，即α2ββ'σ，分子量465KD， α2ββ'构成核心酶。

  11. 全酶的组成

  12. RNA pol的基本性质

  13. 二、真核生物RNA pol 3种RNA pol： • RNA pol I • RNA pol II • RNA pol III

  14. 真核RNA pol的性质

  15. 第三节 原核生物基因的转录 一、原核基因启动子的结构 二、原核基因转录的起始 三、RNA的延伸 四、原核基因转录的终止

  16. 一、原核基因启动子的结构 • 转录的第一步就是RNA pol结合到DNA分子上，发生结合的特殊位置叫启动子（promotor） • 在特定启动子上是否启动决定了该基因是否表达的关键步骤 • 分析上百种启动子序列，发现不同启动子都存在保守的共同序列，含有RNA pol识别和结合的位点

  17. 上 游 与 下 游 下 游 区 域 上 游 区 域 启 动 子 基 因

  18. 原核生物启动子

  19. 1、Pribnow box（-10序列） • 共同序列：TATAAT • -4~-13bp之间 • 决定转录的方向，是RNA pol的牢固结合位点，称为结合位点

  20. -10序列对转录的效率影响 • TATAAT→AATAAT，转录效率下降,称为下降突变（down mutation）。 • TATGTT→TATATT，转录效率上升，为上升突变（up mutation）。 • 以上突变为何会影响转录效率？ • 前者可能由于T-A的堆集能要小于A-T的堆积能，后者可能是由于堆集能降低和氢键的减少，

  21. 2、Sexfama box（-35序列） • 共同序列：TTGACA • TTG十分保守T82T84G78A65C54A45 • RNA pol全酶依靠σ因子的起始识别位点，也称识别位点

  22. 典型启动子的结构 -35 -10 转录起点 TTGACA 16-19bp TATAAT 5-9bp

  23. E.coli的启动子

  24. 3、CAP位点 • CAP位点是cAMP受体蛋白（cAMP-CAP）的结合部位。 • E.coli有两个CAP位点，位点I位于-70— -50，位点II位于-50— -40。

  25. CAP位点 RNA pol I II σ因子 -60 -45 -35 -10

  26. 当葡萄糖减少时，腺苷酸环化酶（ACase）使ATP转变为cAMP，cAMP与其效应蛋白CAP结合成复合物cAMP-CAP。当葡萄糖减少时，腺苷酸环化酶（ACase）使ATP转变为cAMP，cAMP与其效应蛋白CAP结合成复合物cAMP-CAP。 • 一定浓度的复合物cAMP-CAP首先结合于位点I，从而提高位点II结合cAMP-CAP 的能力。 • 一旦位点II被cAMP-CAP占据，RNA pol就很快识别接触-35序列，然后再与-10序列结合

  27. 二、原核基因转录的起始 1、σ因子的作用 2、RNA pol与启动子的结合 3、封闭型复合物转变为开放型复合物 4、形成三元起始复合物 5、σ因子的解离

  28. 1、σ因子的作用 • 识别启动子

  29. 2、RNA pol与启动子的结合 • σ因子发现识别位点，全酶与-35序列接触，形成一个封闭型启动子复合物。 • 全酶分子很大，一端与-35位点接触，另一端可以达到-10序列，形成封闭型启动子复合物。

  30. Sigma 因子的识别模式 核心酶 聚 合 酶 DNA一条链 基 因 启动子区域

  31. 3、封闭型复合物转变为开放型复合物 • RNA pol全酶分子向-10序列方向转移，并与之牢固结合，然后在-10序列及起始位点处发生局部解链，即开放型启动子复合物。 • -10序列的共同序列主要是AT碱基对，需要较低的解链能量，有利于DNA融化为开放性的单链。

  32. 开放型复合物的形成

  33. 4、形成三元起始复合物 • DNA开链形成17bp的开链区是正确引入核苷酸底物的必要条件，这时第一个底物NTP进入起始位点。 • RNA合成的起始刚刚开始，就形成三元复合物，DNA-RNA pol-RNA。

  34. 起始复合物的形成

  35. 5、σ因子的解离 • 三元复合物的形成表示转录起始阶段的结束，σ因子从全酶上解离下来。

  36. 三、RNA的延伸 • 一旦进入延伸阶段，酶与产物RNA不解离，底物NTP不断地加到RNA链的3'-OH端，RNA链不断延伸，并保持三元复合物的结构 • 有17bp DNA形成解链区，产物RNA链有12bp与模板形成RNA-DNA杂合双链。

  37. 信 息 的 合 成 DNA模板链 RNA聚合酶 RNA 链 的 序 列 合 成 方 向

  38. 四、原核基因转录的终止 • RNA pol沿模板移动，直到遇到终止子（Terminator，t） • 终止子是终止转录的信号序列 • 转录的终止依赖于RNA产物，而不是由特定的DNA 序列决定的。

  39. 1、终止子的种类 • 强终止子——内部终止子 • 弱终止子——ρ依赖性终止子

  40. 2、终止子的结构特征 • 强终止子的反向重复序列中富含GC • 强终止子的反向重复序列的下游常有6-8个AT碱基对，且模板链上为AAAA·······AAA

  41. 终止子上的倒置重复序列 重 复 倒 置

  42. 茎 环 结 构 环： (未配对碱基) 茎： (倒置重复之 间碱基配对)

  43. 2、终止子的结构特征 • 弱终止子的反向重复序列中GC含量较低 • 弱终止子的反向重复序列的下游无固定特征

  44. 3、终止子的作用机制 • 强终止子的作用机制 • 弱终止子的作用机制

  45. 强终止子的作用机制 • 反向重复序列转录的RNA易形成发夹结构（hairpin）或茎环结构（stem and loop），且3‘端为寡聚U • 发夹结构使RNA pol暂停。 • 寡聚U使RNA-DNA杂合链的3'端部分出现不稳定的rU•dA区域，末端区域rU•dA的双链解开 • 真正的终止点不是固定在某一碱基，而是在寡聚U几个碱基中的任何一处，或者在寡聚U的末端发生。

More Related