转录和转录水平的调控要点
SECTION 5
转录和转录水平的调控
重点：
转录的反应体系，原核生物RNA聚合酶和真核生物中的RNA聚合酶的特点，RNA的转录过程大体可分为起始、延长、终止三个阶段。真核RNA的转录后加工，包括各种RNA前体的加工过程。基因表达调控的基本概念、特点、基本原理。乳糖操纵子的结构、负性调控、正性调控、协调调节、转录衰减、SOS 反应。
难点：
转录模板的不对称性极其命名，原核生物及真核生物的转录起始，真核生物的转录终止，mRNA前体的剪接机制（套索的形成及剪接），第Ⅰ、Ⅱ类和第Ⅳ类内含子的剪接过程，四膜虫rRNA前体的加工，核酶的作用机理。真核基因及基因表达调控的特点、顺式作用元件和反式作用因子的概念、种类和特点. 以及它们在转录激活中的作用。
一．模板和酶：
要点
1．模板
RNA的转录合成需要DNA做模板，DNA双链中只有一股链起模板作用，指导RNA合成的一股DNA链称为模板链（template strand），与之相对的另一股链为编码链（coding strand），不对称转录有两方面含义:一是DNA链上只有部分的区段作为转录模板(有意义链或模板链),二是模板链并非自始至终位于同一股DNA单链上。
2．RNA聚合酶
转录需要RNA聚合酶。原核生物的RNA聚合酶由多个亚基组成:α2ββ'称为核心酶,转录延长只需核心酶即可。α2ββ'σ称为全酶,转录起始前需要σ亚基辨认起始点,所以全酶是转录起始必需的。真核生物RNA聚合酶有RNA-polⅠ、Ⅱ、Ⅲ三种,分别转录45s-rRNA; mRNA(其前体是hnRNA);以及5s-rRNA、snRNA和tRNA。
3.模板与酶的辨认结合
转录模板上有被RNA聚合酶辨认和结合的位点。在转录起始之前被RNA聚合酶结合的DNA部位称为启动子。典型的原核生物启动子序列是-35区的TTGACA序列和-10区的Pribnow盒即TATAAT序列。真核生物的转录上游调控序列统称为顺式作用元件,主要有TATA盒、、CG盒、上游活化序列(酵母细胞)、增强子等等。和顺式作用元件结合的蛋白质都有调控转录的作用,统称为反式作用因子。反式作用因子已发现数百种,能够归类的称为转录因子(TF),相应于RNA-polⅠ、Ⅱ、Ⅲ的是TFⅠ、TFⅡ、TFⅢ。TFⅡ又有A、B、C、D、E、F多种及其亚类。
基本概念：
1.不对称转录: 两重含义,一是指双链DNA只有一股单链用作转录模板(模板链);二是对不同基因同一单链上某些区段作为模板链而另一些区段作为编码链，即模板链并非永远在同一单链上。
2.编码链: DNA双链上不用作转录模板的那一段单链,因其碱基序列除由T代
替U而外,其他与转录产物mRNA序列相同而得名。
3．σ（sigma）因子: 原核生物RNA聚合酶全酶的成份,功能是辨认转录起始区,这种σ因子称σ70,此外还有分子量不同,功能不同的其他σ因子。
基本要求：掌握转录与复制的区别，转录的不对称性，原核生物的RNA聚合酶的组成及各亚基的功能，真核生物RNA聚合酶的分类、性质及功能，原核生物启动子的结构特点，了解真核生物RNA聚合酶的组成，研究转录起始区的方法。
二．转录过程
1．转录起始：
转录的起始就是生成由RNA聚合酶,模板和转录5'端首位核苷酸组成的起始复合物。原核生物RNA5'端是嘌呤核苷酸(A、G),而且保留三磷酸核苷的结构,所以其起始复合物是:pppG-DNA-RNA聚合酶。
真核生物起始,生成起始前复合物(PIC)。例如RNA-pol-Ⅱ转录,是由各种TFⅡ相互辨认结合,再与RNA聚合酶结合,并通过TF结合到TATA盒上.
2. 转录延长:
转录的延长是以首位核苷酸的3'-OH为基础逐个加人NTP即形成磷酸二醋键,使RNA逐步从5'向3'端生长的过程。在原核生物,因为没有细胞膜的分隔,转录未完成即已开始翻译,而且在同一DNA模板上同时进行多个转录过程。电镜下看到的羽毛状图形和羽毛上的小黑点(多聚核糖体),是转录和翻译高效率的直观表现。
3．录终止：
转录的终止在原核生物分为依赖Rho因子与非依赖Rho因子两类。Rho因子有ATP酶和解螺旋酶两种活性,因此能结合转录产物的3'末端区并使转录停顿及产物RNA脱离DNA模板。非依赖Rho因子的转录终止,其RNA产物3'-端往往形成茎环结构,其后又有一串寡聚U。茎环结构可使因子聚合酶变构而不再前移,寡聚U则有利于RNA不再依附DNA模板链而脱出。因此无论哪一种转录终止都有RNA聚合酶停顿和RNA产物脱出这两个必要过程。真核生物转录终止是和加尾(mRNA的聚腺昔酸poly A)修饰同步进行的。RNA上的加尾修饰点结构特征是有AAAUAA序列。
基本概念：
1．转录起始前复合物(pre-initiation complex,PIC):是真核生物转录因子与RNA 聚合酶一同结合于转录起始前的DNA区域而成的复合物。
2．加尾修饰点：真核生物mRNA转录不是在mRNA的位置上终止，而是在数百个核苷酸之后，研究发现在编码链读码框架的3'端之后，常有一组共同序列AATAAA，再下游还有相当多GC的序列，这些序列称为加尾修饰点,转录越过修饰点后，mRNA在修饰点处被切断，随即加入polyA。
3．Rho因子：是原核生物转录终止因子,有ATP酶和解螺旋酶活性。转录终止也可不依赖Rho因子。
基本要求：
掌握原核生物的转录起始复合物的形成过程，真核生物转录起始及起始前复合物(PIC)的生成，RNA聚合酶Ⅱ催化的转录起始过程中各种TFⅡ的作用，转录延伸过程中的化学反应，原核生物的转录终止的两种形式，真核生物的转录终
止的修饰点。了解原核生物RNA聚合酶的各种亚基与真核生物的各种转录因子之间的关系即拼版理论，原核生物转录空泡的形成及转录产物的释放过程。
三．真核RNA的转录后加工
1．mRNA转录后加工
真核生物转录生成的RNA,多需经加工后才具备活性,这一过程称为转录后修饰,mRNA转录后修饰包括首、尾修饰和剪接。加尾修饰是和转录终止同步的,5'端修饰主要是指生成帽子结构,即把5'-pppG转变为5'-pmGpppG。其过程需磷酸解、磷酸化和碱基的甲基化。mRNA由hRNA加工而成。真核生物基因由内含子隔断编码序列的外显子,是断裂基因。内含子一般也出现在转录初级产物hRNA。切除内含子,把外显子连结在一起,就是剪接加工。在电镜下看到加工过程,内含子往往被弯曲成套索状,因此称为套索RNA。现在知道剪接加工中,需要由多种Sn-RNA与蛋白质共同组成的并接体。并接体和hnRNA上的内含子边界序列辨认结合。剪接过程先由含鸟苷酸的酶提供3'-OH对其中内含子5'-端的磷酸二酯键作亲电子攻击使其断裂。断裂的外显子3'-OH对内含子3'-端的磷酸二酯键作亲电子攻击,使刚断出的外显子完全置换了内含子,两个外显子就相连起来,因此这个过程称二次转酯反应。
2．tRNA转录后加工
tRNA的转录后修饰,除了剪接加工外,还包括tRNA链上稀有碱基的形成,以及加上3'端的CCA序列。
3．rRNA的转录后加工
rRNA加工多采用自我剪接的形式。自我剪接的RNA本身形成一种特别的二级结构,称为锤头结构。锤头结构是指复合的茎环组成形态,但其中某些序列上必需是特定的碱基所占据。这种RNA结构,不需要任何蛋白质,就可以水解RNA链上某一特定位点的磷酸二酯键。也就是说,这是一种起催化作用的RNA,现称为核酶。核酶的发现,对酶学、分子生物学,进化生物学都是重要的理论更新,而且,医学上已开始利用人工设计的核酶,去消灭一些作为病原体的RNA病毒或消除一些不利于生命活动的细胞内RNA。
基本概念：
1. 剪接修饰:RNA转录初级产物含有非编码组分,通过剪接除去非编码组分,把编码组份连接起来。剪接修饰最常见的是靠并接体协助的二次转酯反应,此外还可有自我剪接及需酶的剪接等剪接方式。
2. 外显子:定义为断裂基因上及其转录初级产物上可表达的序列。或转录初级产物上通过拼接作用而保留于成熟的RNA中的核苷酸序列或基因中与成熟RNA相对应的DNA序列．
3. 内含子:早期定义为核酸上的非编码序列。随着内含子功能的被拓宽,建议用"转录初级产物上通过拼接作用而被去除的RNA序列或基因中与这种RNA序列相对应的DNA序列"较全面。
4. 并接体：由snRNA和蛋白质组成的核糖核酸蛋白(核蛋白)复合物。其功能是结合内含子两端的边界序列,协助RNA的剪接加工。
5. 核酶（ribozyme）:具有催化功能(酶的作用)的RNA分子。核酶能起作用的结构,至少含有3个茎(RNA分子内配对形成的局部双链),1至3个环(RNA分子局部双链鼓出的单链)和至少有13个一致性的碱基位点。
基本要求：
掌握真核生物mRNA转录后5ˊ-端加帽；3ˊ-端加尾及mRNA链进行剪接修饰，tRNA及rRNA的转录后加工过程，了解内含子的其他剪接方式及功能，核酶的应用。
转录水平的调控
一、基因表达调控基本概念与原理
1、基因表达的概念基因是一段DNA分子，编码一种多肽链或RNA。基因通过转录和翻译产生具有一定功能的蛋白质的过程。大多数基因的表达产物是蛋白质，部分基因如rRNA和tRNA 基因的表达产物是RNA.
2、基因表达的特点（A）、时间特异性或发育阶段特异性、（B）、空间特异性或组织细胞特异性，（C）、有两种表达方式，管家基因几乎在所有的细胞和所有的发育阶段持续表达，基本不受环境因素的影响，只受启动子调节。另外一些基因的表达受环境因素的诱导或阻遏。（D）、基因表达可在多层次上受到调节如基因、转录、转录后加工翻译和翻译后加工等水平上进行调节。但最主要的是转录水平的调节，本章讨论的内容是原核基因和真核基因转录水平的调节。
3、基因转录激活的基本要素：（A）、特异的ＤＮＡ调节序列是调节基因转录的ＤＮＡ片段,如原核生物操纵子调控区中的启动序列、操纵序列、ＣＡP蛋白结合位点和真核基因的启动子、增强子和沉默子等。（B）、调节蛋白是调节基因转录的蛋白因子，如原核生物的阻遏蛋白和ＣＡｐ蛋白、真核生物的基本转录因子和特异转录因子等。、（C）、ＲＮＡ聚合酶是催化基因转录最主要的酶。原核生物只有一种ＲＮＡ聚合酶，催化所有ＲＮＡ的转录。真核生物有三种ＲＮＡ聚合酶，催化不同ＲＮＡ的转录。ＤＮＡ调节元件和调节蛋白可以通过影响RNA聚合酶的活性来调接基因转录激活。
二、原核基因转录调控
1．原核基因表达调节的特点：
（A）σ因子决定ＲＮＡ聚合酶识别特异性，帮助ＲＮＡ聚合酶识别不同启动子，对不同基因进行转录。（B）、转录调节普遍采用操纵子模式, 原核生物功能相关的基因往往串联地排列在一起，在一个共同的调控区的调节下，一起转录生成一个多顺反子，最终表达产物是一些功能相关的酶或蛋白质，它们－起参与某种底物的代谢或某种产物的合成。（C）、阻遏蛋白对转录的抑制作用是普遍存在的贡性调节。
2、乳糖操纵子的结构、负性和正性调节及协调调节：
（A）、乳糖操纵子包括三个结构基因（Z、Y、A）、三个调节序列：启动序列、操纵序列和CAP蛋白结合位点，以及一个调节基因，调节基因编码阻遏蛋白。（B）、阻遏蛋白的负性调节蛋白质与DNA结合抑制基因的转录属于负性调节。操纵序列是控制操纵子中结构基因转录的开关,阻遏蛋白与操纵序列结合可阻止RNA聚合酶对结构基因的转录。当乳糖存在时，乳糖的分鲜产物半乳糖与阻遏蛋白结合，导致阻遏蛋白与操纵序列解离，诱导基因的转录。（C）、CAP 的正性调节蛋白质与DNA结合增强基因转录属于正性调节。在启动子上游子存在CAP结合位点, CAP与其结合后可促进RNA聚合酶与启动秀列结合，从而
促进转录。但是,CAP单独不能与其位点结合，只有与cAMP形成复合物后才能与CAP位点结合。细胞内葡萄糖缺乏时，cAMP水平升高，cAMP一CAP复合物形成并与CAP结合位点结合，促进RNA聚合酶与启动序列结合并启动转录。葡萄糖丰富时，cAMP水平降低，cAMP一CAＭP复合物不能形成，ＣＡP不能与DNA结合，不能启动转录。（D）、协调调节即阻遏蛋白的负性调节与ＣＡＰ蛋白正性调节的协同作用。当阻遏蛋白与操纵序列结合封闭转录后，ＣＡＰ不能启动转录，但是阻遏蛋白脱离操纵序列而解除封闭后，如果没有ＣＡｐ的作用也不能启动转录，所以乳糖操子的诱导作用即需要乳糖的存在又需要葡萄糖的缺乏。
3、操纵子的其他转录调节机制
（A）、转录衰减作用最早在阻遏型的色氨酸操纵子发现，当色氨酸丰富时，核蛋白体迅速通过前导编码序列！、使后面的序列形成衰减子，导致ＲＮＡ聚合酶的脱落和转录终止。转录衰减实质上是转录和前导肽翻译过程的偶联，，是原核生物特有的转录调节机制。（B）、Ｓ０Ｓ反应是大肠杆菌特有的一种ＤＮＡ损伤修复机制 . 参与ＤＮＡ损伤修复的一些Ｓ０Ｓ基因受一个共同的LｅｘＡ阻遏蛋白的控制，正常情况下LｅｘＡ与ＤＮＡ结合阻止了这些基因的表达，当紫外线照射造成ＤＮＡ损伤时，Ｒｅｃ蛋白产生蛋白水解酶活性，使LｅｘＡ蛋白水解失活，导致Ｓ０Ｓ基因转录表达，并对损伤的ＤＮＡ进行修复
三、真核基因转录调节
真核基因数量多，基因表达调节机制复杂，基因表达可在ＤＮＡ、染色质、转录、转录后加工、翻译和翻译后加工等水平上调节，但最主要的是转录水平的调节。
1、真核基因组结构特点（A）、真核基因组结构庞大，由３０亿碱基对组成，有４万多个基因。（B）、单顺反子真核细胞一般以一个基因为转录单位，转录产物是单顺反子、即编码一种多肽的ｍＲＮＡ。（C）、重复序列真核基因组中编码序列只占５一１０%，其余８０－９０% 是非编码序列，其中有大量的重复序列。重复序列长短不同,重复率不等，而且具有种属特异性。（D）、基因不连续性真核基因的编码序列不连续排列，被一些非编码序列间隔开，编码序列称外显子，非编码序列称内含子。
2、真核基因表达调节特点（A）RNA聚合酶原核生物只有一种RNA 聚合酶，真核生物有三种，分别转录不同的RNA，RNA聚合酶II负责转录蛋白质的基因，因此该酶最为重要。（B）活性染色质结构的变化基因转录可在染色质水平上调节，基因转录激活的染色质在结构和性质上发生如下变化；（1）由于转录激活区组蛋白部分脱落，产生DNase I超敏位点。（2）DNA 拓扑构像发生变化，DNA转录时，RNA 聚合酶的前面是正超螺旋，后面是负螺旋。（3）DNA 碱基修饰变化转录激活的基因处于低甲基化状态。（4）组蛋白的数量、结构和化学修饰发生变化（C）正性调节占主导地位蛋白质与DNA结合抑制转录是负性调节，蛋白质与DNA结合后促进基因转录是正性调节。在原核生物中阻遏蛋白与DNA结合抑制转录是负性调节。在真核生物中有许多转录激活因子，它们与增强子DNA结合促进转录属于正性调节。
3、真核基因转录激活调节真核基因转录激活也需要DNA调节序列、调节蛋白和RNA聚合酶三大要素。（A）顺式作用元件真核生物的DNA调控元件称为顺式作用元件，包括启动子，增强子和沉默子。它们通过DNA和蛋白质、蛋白质和蛋白质的相互作用，最终改变RNA聚合酶的活性而调节转录。典型的启动
子由TATA盒及其上游的GC盒和CAAT盒组成。增强子是远离启动子的、可促进转录的调控元件，其作用与方向和位置无关，而且具有组织特异性。它一般与转录激活因子结合，通过作用于转录起始复合物增强RNA聚合酶的活性，从而促进转录。沉默子是一种负性调控元件，它与转录抑制因子结合抑制转录。（B）反式作用因子是影响基因转录的调节蛋白，包括基本转录因子和特异转录因子，基本转录因子与RNA聚合酶构成转录起始复合物，有人将它们称为RNA聚合酶的亚基，它们在所有的细胞中都存在，对于三种RNA聚合酶，除个别基本转录因子都是通用的。特异转录录因子包括转录激活因子和转录抑制因子，前者与增强子结合增强基因转录，后者与沉默子结合抑制基因转录。转录因子一般含有DNA结合域和转录激活域，前者是转录因子与DNA结合的位点，如锌指结构和碱性氨基酸组成的螺旋. 后者是转录因子与转录起始复合物中某种蛋白质相互作用的位点，此外，某些转录因子还有蛋白质和蛋白质相互的结构域
4、mRNA基因转录激活及其调节mRNA基因是蛋白质基因，在基因组中占据绝大多数，由RNA聚合酶II转录，真核RNA聚合酶II与十几种基本转录因子结合成转录起始复合物，对蛋白质基因进行转录。基本转录因子中只有TFII D可以和TATA盒结合. TFII D由TBP（TATA结合蛋白）和十几种TBP相关因子（TAF）构成。真核基因调节的三大要素是顺式作用元件反式作用因子和RNA聚合酶，它们通过DNA和蛋白质及蛋白质和蛋白质的相互作用调节的转录。例如一种转录激活因子和某种增强子结合，通过作用于转录起始复合物中的某种蛋白质引起RNA聚合酶的构想改变或化学修饰，最终导致其活性增加，从而激活转录。虽然增强子距离启动子和RNA聚合酶很远，但是DNA可以弯曲，使转录激活因子与启动子上的转录起始复合物靠近，与复合物中的某种蛋白质（TBP或TAF）相互作用，然后通过它作用于RNA聚合酶，从而激活转录。
SECTION 6蛋白质的生物合成及表达定位
重点:
蛋白质合成的反应体系、三种RNA在翻译中的作用、蛋白质合成过程可分为起始、延长、终止三个阶段。原核生物翻译起始与真核生物的区别。肽链合成后的加工修饰。蛋白质生物合成的干扰和抑制。
难点：
遗传密码的特性、翻译起始复合物的形成、肽链延长阶段的三个步骤、蛋白质的靶向输送。
一.参与蛋白质生物合成的物质
要点: 参与翻译过程的物质：需要20种氨基酸作为原料、三种RNA、蛋白质因子（起始因子IF、延长因子EF及释放因子RF）、酶和ATP、GTP等，共同协调完成蛋白质合成。
1.mRNA是翻译的直接模板
mRNA每3个碱基组成三联体密码子,决定一个氨基酸的信息。有64个密码子，其中mRNA 5'端的AUG称为起始密码。UAG、UAA、UGA为肽链合成的终止信号，其余61个密码子代表20种氨基酸。密码阅读方向是从5’到3’，决定翻译的方向性。
遗传密码有以下生物特性：
(1)遗传密码的连续性，即从AUG开始，各密码子连续阅读而无间断，若有碱
基插入或缺失，会造成框移突变；
(2)简并性，大部分氨基酸有多个密码子，以2～4个居多，可有6个。这种由
多种密码编码一种氨基酸的现象称为简并性。决定同一种氨基酸密码子的头两个碱基是相同的,第三位碱基不同,第三位碱基发生点突变时仍可翻译出正常的氨基酸；
(3)摆动性，mRNA密码子的前两位碱基和tRNA的反密码严格配对。而密码第
三位碱基与反密码第一位碱基不严格遵守配对规则，称为密码配对的摆动性。见表1-1.
表1-1 密码子、反密码子配对的摆动现象
tRNA反密码子第一个碱基I U C A G mRNA密码子第三个碱基U,C,A A,G G U U,C (4)通用性，生物体的遗传密码相同，称密码的普遍性。但线粒体密码子有例外。如AUA与AUG均代表Met和起始密码子；UGA为Trp密码子而不是终止密码子等。
2.核蛋白体是肽链合成的场所
核蛋白体由大、小亚基构成，每个亚基含不同的蛋白质和rRNA。大亚基有转肽酶活性，有容纳tRNA的二个部位: A位，即氨基酰位,P位，即肽酰位。
3.tRNA和氨基酰-tRNA
tRNA的作用是携带并转运特异氨基酸。tRNA分子上3'端的CCA序列是结合氨基酸的部位，反密码环可特异识别mRNA的密码序列。
(1)氨基酰-tRNA合成酶。
氨基酰-tRNA合成酶可高度特异识别氨基酸及tRNA底物，保证各氨基酸与相应数种tRNA准确结合。氨基酸-tRNA合成酶催化的反应分为两步：氨基酸＋ATP-E───→氨基酸-AMP-E＋PPi
氨基酰-AMP-E＋tRNA ───→氨基酰-tRNA+AMP + E
此反应使氨基酸羧基活化，并使活化氨基酸转移到tRNA 3'端CCA-OH,形成氨基酸的活性形式,氨基酰-tRNA。
(2)氨基酰-tRNA的表示方法
原核细胞tRNA携带的甲硫氨酸可被甲酰化，称tRNA i fmet，fMet- tRNA i fmet专一识别起始密码AUG，第一个进入核蛋白体循环。
甲酰转移酶
N10-甲酰四氢叶酸＋Met－tRNA i fmet─────→四氢叶酸＋fMet- tRNA i fmet
基本要求:
1.熟悉遗传密码的生物特性。
2.掌握氨基酰-tRNA合成酶的催化活性及特异性.
3.掌握三种RNA在蛋白质合成中的功能。
基本概念:
1.遗传密码:模板上的核苷酸,三个为一组(三联体)决定一个氨基酸的种类,称为
三联体密码。密码也决定蛋白质的一级结构。
2．翻译：蛋白质生物合成称为翻译，是指把核苷酸序列组成的遗传信息，破读为蛋白质分子的氨基酸排列顺序。
二.蛋白质生物合成过程
要点:翻译过程可分为起始、延长、终止三个阶段，蛋白质合成在核蛋白体上进行称为核蛋白体循环（广义）。肽链的合成是从N端到C端。
1.翻译起始(原核生物)
生成由起始氨基酰-tRNA、mRNA和核蛋白体组成的70S起始复合物，原
核生物的起始因子(IF)有三种。其过程在原核生物和真核大同小异。
(1)核蛋白体大、小亚基分离。
(2)mRNA结合小亚基mRNA起始密码上游为S-D序列，可与小亚基16S rRNA 3'端互补。紧接S-D序列的短核苷酸序列可被小亚基蛋白识别结合，两方面作用促使mRNA在小亚基上定位。
（3）fmet-tRNA i fmet结合于mRNA-小亚基复合体的AUG上，形成30S起始复合体。
(4)大亚基加入30S起始复合体，形成70S起始复合体。
1．1真核生物翻译起始的特点
真核生物核蛋白体为80S（60S + 40S）。10种起始因子（eIF），见下表。
表1-2 各种起始因子在形成起始复合物中的作用
生成起始复合物步
骤
IF eIF
亚基分离
起始tRNA就位mRNA就位
大亚基结合IF-3、IF-1
IF-2、IF-1
核酸-核酸、核酸-蛋白质之间的辨
认结合
各种IF脱落，GTP水解
eIF-3、eIF-3A、eIF-4C
eIF-2、eIF2B、eIF- 3、eIF-4C
eIF-4、eIF-4A、eIF-4B、eIF-4E 、
eIF-4F
（1）.真核起始甲硫氨酸不需甲酰化。
（2）.真核mRNA没有S-D序列，但5'端帽子结构与其在核蛋白体就位相关。帽结合蛋白（CBP）可与mRNA帽子结合，促进mRNA与小亚基结合。
2.肽链的延长
延长阶段为不断循环进行的过程，也称核蛋白体循环。分为进位、成肽和转位三个步骤。真核及原核生物的延长，主要是延长因子体系的不同，见表1-3。
表1-3 真核和原核生物延长因子及其功能
原核生物功能真核生物
EFTu EFTs EFG 协助氨基酰-tRNA进入A位，结合GTP
从EFTu中置换GDP
转位酶，促助肽酰-tRNA由A位进至P位，协助tRNA
的释放
EF1α
EF1β、EF1γ
EF2
(1)进位
根据A位上密码引导，相应的氨基酰-tRNA进入A位，称为进位（注册）。EF-T由EF-Tu和EF-Ts两个亚基组成，EF-Tu-GTP与氨基酰-tRNA形成氨基酰-tRNA-Tu-GTP三元复合物并进入A位，消耗GTP完成进位，释出EF-Tu-GDP，EF-Ts促进EF-Tu 释出GDP，并重新形成EF-T，再次被利用。
（2）成肽
转肽酶催化催化P位上甲酰甲硫氨酰基或肽酰基转移给A位上进入的氨基酰-tRNA，形成肽键连接，生成的二肽酰-tRNA占据A位，P位连有空载tRNA，将迅速从核蛋白体脱落。
（3）转位
EFG有转位酶活性，催化A位二肽酰tRNA进入P位，同时核蛋白体沿mRNA 移动一个密码子，A位再次空缺，开第3个氨基酰-tRNA进位。重复上述循环，肽链在N端加入一个氨基酸。使P位依次出现3肽、4肽等。
3．肽链合成终止（原核）
终止需要释放因子RF、RR。真核生物仅需一种释放因子，有GTP酶活性。
（1）、任何氨基酰-tRNA不辨认终止密码，由RF-1辨认终止密码UAA、UAG；
RF-2辨认UAA、UGA。
（2）、RF-3可使转肽酶的构象改变，发挥酯酶活性水解多肽、脱离tRNA。
（3）、在RR作用下，tRNA、mRNA、RF与核蛋白体分离。大、小亚基分开，重新参与蛋白质合成过程。
多聚核蛋白体循环：在翻译时多个核蛋白体结合于同一条mRNA上，称为在mRNA上的密度与模板的长度有关。可使蛋白质高速、高效同时合成多条肽链。基本要求:
1.掌握原核生物翻译起始的过程。
2．了解真核生物翻译起始的特点
3．熟悉原核生物肽链延长的三个步骤及延长因子的作用。
基本概念:
1. 核蛋白体循环（广义）：蛋白质合成的中心环节。是活化的氨基酸在核蛋白体上缩合成肽的过程。包括起始、延长、终止三个阶段。
2. S-D序列（核蛋白体结合序列）：mRNA起始密码AUG上游为富含嘌呤…AGGA…序列称S-D序列，可与小亚基16S rRNA 3'端互补结合。因此AGGA 序列也被称为核蛋白体结合序列。
3．核蛋白体循环（狭义）指翻译过程的肽链延长阶段。循环包括进位、成肽和转位三个步骤。每循环一次，肽链延长一个氨基酸，形成一个肽键。如此周而复始，直至肽链合成终止。
三. 翻译后加工
要点:新合成的多肽链，经加工修饰，转变成有生物活性的蛋白质。
1.高级结构修饰
由多条肽链构成的蛋白质，各亚基合成后，需聚合成四级结构。细胞内多种结合蛋白如脂蛋白、色蛋白、核蛋白、糖蛋白等，合成后需和相应辅基结合。
2.一级结构的修饰
（1）去除起始甲硫氨酸
多肽链延长到一定程度，脱甲酰基酶或氨基肽酶切去起始N-甲酰基或N端甲硫氨酸。
（2）个别氨基酸的修饰
如肽链内或肽链间两个半胱氨酸形成二硫键。脯氨酸、赖氨酸羟基化生成羟脯氨酸和羟赖氨酸。某些蛋白质的丝、苏、酪氨酸可被磷酸化等。
（3）水解修饰
胰岛素、甲状旁腺素、生长素等激素初合成时是无活性的前体，经水解剪去部分肽段而成熟，如鸦片促黑皮素原经剪切可生成几种肽类激素。
3.蛋白质合成后的靶向运输
蛋白质合成后运送到相应功能部位，称为蛋白质的靶向运输。合成的蛋白按功能和去向分成两类，一类为分泌蛋白，由结合于粗面内质网的核蛋白体合成。另一类分布于胞液、线粒体及核内蛋白，由游离核蛋白体合成。
信号肽假说：信号肽位于新合成的分泌蛋白N端。对分泌蛋白的靶向运输起决定作用。①细胞内的信号肽识别颗粒（SRP）识别信号肽，使肽链合成暂时停止，SRP引导核蛋白体结合粗面内质网膜；②SRP识别、结合内质网膜上的对接蛋白,水解GTP使SRP分离，多肽链继续延长；③信号肽引导延长多肽进入内
质网腔后，经信号肽酶切除。分泌蛋白在高尔基体包装成分泌颗粒出胞。
基本要求:
1．掌握翻译后加工的形式及意义。
2．熟悉蛋白质靶向输送的过程及意义。
基本概念:
1．信号肽:未成熟的分泌性蛋白质中可被细胞转运系统识别的特征性氨基酸序列，有碱性N-末端，疏水核心区，及加工区三个区段。
2．翻译后加工:将新合成的肽链经多种修饰加工处理，使之成为有生理活性的成熟蛋白质，称为翻译后加工。主要包括高级结构的修饰：亚基聚合、辅基连接。一级结构的修饰：去除N-甲酰基或N—蛋氨酸，个别氨基酸的修饰，水解修饰和靶向输送三方面。
四、蛋白质生物合成的干扰和抑制
要点:某些药物、毒素和生物活性物质等可干扰和抑制蛋白质生物合成过程。1.抗生素类
通过直接阻断蛋白质生物合成而起抑菌作用。见表1－4。
表1-4 抗生素抑制蛋白质生物合成的原理
抗生素作用点作用原理
四环素族（金霉素新霉素、土霉素）
氯霉素、
链霉素、卡那霉素、
嘌呤霉素
放线菌酮
原核核蛋白体小亚基
原核核蛋白体大亚基
原核核蛋白体小亚基
原核核蛋白体大亚基
真核核蛋白体大亚基
抑制氨酰-tRNA与小亚基结
合
抑制转肽酶、阻断延长
改变构象引起读码错误、抑
制起始
抑制转肽酶、妨碍移位
抑制转肽酶、阻断延长
2.干扰蛋白质合成的生物活性物质
（1）毒素
多种毒素在肽链延长阶段可阻断蛋白质合成，如白喉毒素,通过抑制翻译延长的移位，而抑制细菌蛋白质合成。
（2）干扰素的作用
干扰素可抑制病毒繁殖。机理有两方面，一是在某些病毒双链RNA存在时，诱导特异蛋白激酶活化，使起始因子eIF2磷酸化失活，抑制病毒蛋白质合成；二是干扰素与双链RNA共同活化特殊的2’-5’A合成酶，生成2’-5’A，再活化核酸内切酶RNase L，使病毒RNA降解。
基本要求:
1.了解抗生素、毒素和干扰素阻断蛋白质生物合成的作用的机理。
植物转录因子及转录调控数据与分析平台
植物转录因子及转录调控数据与分析平台 PlantTFDB：植物转录因子数据库 URL: https://www.360docs.net/doc/0e1384127.html, 包含资源：植物转录因子的家族分类规则、基因组转录因子全谱、丰富的注释、转录因子结合图谱(binding motifs)、转录因子预测、系统发生树等 涉及物种：包含拟南芥、水稻、杨树、大豆、玉米、小麦等165个物种。 PlantRegMap：植物转录调控数据与分析平台 URL: https://www.360docs.net/doc/0e1384127.html, 包含资源：植物转录调控元件、植物转录调控网络、转录因子结合位点预测、转录调控预测与富集分析、GO富集分析、上游调控因子富集分析等。 涉及物种：包含拟南芥、水稻、杨树、大豆、玉米、小麦等156个物种。 ATRM: 拟南芥转录调控网络及其结构和演化分析 URL: https://www.360docs.net/doc/0e1384127.html, 包含资源：基于文本挖掘和人工校验的拟南芥转录调控网络、植物转录调控网络的结构和演化特征 涉及物种：拟南芥 植物转录因子及转录调控数据与分析平台(导航页) 我们致力于为广大科研人员提供一个关于植物转录因子和转录调控、集数据和分析于一体的高质量平台，为研究和理解植物转录调控系统保驾护航。 植物转录因子数据库(PlantTFDB) 一套完整的植物转录因子分类规则 覆盖绿色植物各大分支的转录因子全谱 丰富的功能和演化注释 基因组范围的高质量转录因子结合矩阵（156个物种） 在线转录因子预测平台 植物转录调控数据与分析平台(PlantRegMap) 基于高通量实验(ChIP-seq和DNase-seq)和比较基因组方法鉴定的多种转录调控元件 基于转录因子结合矩阵和转录调控元件推测的转录调控网络 涉及165物种的GO注释 一套植物转录调控预测与分析工具，包括转录因子结合位点预测、转录调控预测与富集分析、GO富集分析及上游调控因子富集分析等 拟南芥转录调控网络及其结构和演化特征(ATRM) 基于文本挖掘和人工校验的拟南芥转录调控网络 植物转录调控网络的结构和演化特征
转录和转录水平的调控要点
SECTION 5 转录和转录水平的调控 重点： 转录的反应体系，原核生物RNA聚合酶和真核生物中的RNA聚合酶的特点，RNA的转录过程大体可分为起始、延长、终止三个阶段。真核RNA的转录后加工，包括各种RNA前体的加工过程。基因表达调控的基本概念、特点、基本原理。乳糖操纵子的结构、负性调控、正性调控、协调调节、转录衰减、SOS 反应。 难点： 转录模板的不对称性极其命名，原核生物及真核生物的转录起始，真核生物的转录终止，mRNA前体的剪接机制（套索的形成及剪接），第Ⅰ、Ⅱ类和第Ⅳ类内含子的剪接过程，四膜虫rRNA前体的加工，核酶的作用机理。真核基因及基因表达调控的特点、顺式作用元件和反式作用因子的概念、种类和特点. 以及它们在转录激活中的作用。 一．模板和酶： 要点 1．模板 RNA的转录合成需要DNA做模板，DNA双链中只有一股链起模板作用，指导RNA合成的一股DNA链称为模板链（template strand），与之相对的另一股链为编码链（coding strand），不对称转录有两方面含义:一是DNA链上只有部分的区段作为转录模板(有意义链或模板链),二是模板链并非自始至终位于同一股DNA单链上。 2．RNA聚合酶 转录需要RNA聚合酶。原核生物的RNA聚合酶由多个亚基组成:α2ββ'称为核心酶,转录延长只需核心酶即可。α2ββ'σ称为全酶,转录起始前需要σ亚基辨认起始点,所以全酶是转录起始必需的。真核生物RNA聚合酶有RNA-polⅠ、Ⅱ、Ⅲ三种,分别转录45s-rRNA; mRNA(其前体是hnRNA);以及5s-rRNA、snRNA和tRNA。 3.模板与酶的辨认结合 转录模板上有被RNA聚合酶辨认和结合的位点。在转录起始之前被RNA聚合酶结合的DNA部位称为启动子。典型的原核生物启动子序列是-35区的TTGACA序列和-10区的Pribnow盒即TATAAT序列。真核生物的转录上游调控序列统称为顺式作用元件,主要有TATA盒、、CG盒、上游活化序列(酵母细胞)、增强子等等。和顺式作用元件结合的蛋白质都有调控转录的作用,统称为反式作用因子。反式作用因子已发现数百种,能够归类的称为转录因子(TF),相应于RNA-polⅠ、Ⅱ、Ⅲ的是TFⅠ、TFⅡ、TFⅢ。TFⅡ又有A、B、C、D、E、F多种及其亚类。 基本概念： 1.不对称转录: 两重含义,一是指双链DNA只有一股单链用作转录模板(模板链);二是对不同基因同一单链上某些区段作为模板链而另一些区段作为编码链，即模板链并非永远在同一单链上。 2.编码链: DNA双链上不用作转录模板的那一段单链,因其碱基序列除由T代 替U而外,其他与转录产物mRNA序列相同而得名。
转录因子
转录因子 ? 1 简介 ? 2 方法 ? 3 转录因子 转录因子-简介 基因转录有正调控和负调控之分。如细菌基因的负调控机制是当一种阻遏蛋白(repressor protein)结合在受调控的基因上时，基因不表达；而从靶基因上去除阻遏蛋白后，RNA聚合酶识别受调控基因的启动子，使基因得以表达，这是正调控。这种阻遏蛋白是反式作用因子。 转录因子(transcription factor)是起正调控作用的反式作用因子。转录因子是转录起始过程中RNA聚合酶所需的辅助因子。真核生物基因在无转录因子时处于不表达状态，RNA聚合酶自身无法启动基因转录，只有当转录因子(蛋白质)结合在其识别的DNA序列上后，基因才开始表达。 转录因子的结合位点（transcription factor binding site，TFBS）是转录因子调节基因表达时，与mRNA结合的区域。按照常识，转录因子（transcription factor，TF）的结合位点一般应该分布在基因的前端，但是，新的研究发现，人21和22号染色体上，只有22％的转录因子结合位点分布在蛋白编码基因的5'端。 转录因子-方法 这篇文章的试验方法是，通过高密度的寡核苷酸芯片，反映出人21和22号染色体的几乎所有的非重复序列，通过这种芯片，检测三种转录因子，Sp1、 cMyc、和p53的结合位点。结果表明，每种转录因子都有大量的TFBS与之结合。然而，只有22％的转录因子结合位点分布在蛋白编码基因的5'端， 36％的TFBS分布在蛋白编码基因的中部或3'端，并且这36％的TFBS常常和基因组中的非蛋白编码RNA分布在一起。这暗示，在人的基因组中，不仅包含蛋白编码基因，也包含数量相当的非编码基因（noncoding genes），他们都受常见的转录因子所调控。 真核生物在转录时往往需要多种蛋白质因子的协助。一种蛋白质是不是转录机构的一部分往往是通过体外系统看它是否是转录起始所必须的。一般可将这些转录所需的蛋白质分为三大类： (1)RNA聚合酶的亚基，它们是转录必须的，但并不对某一启动子有特异性。 (2)某些转录因子能与RNA聚合酶结合形成起始复合物，但不组成游离聚合酶的
转录因子
转录因子 基因转录有正调控和负调控之分。如细菌基因的负调控机制是当一种阻遏蛋白(repressor protein)结合在受调控的基因上时，基因不表达；而从靶基因上去除阻遏蛋白后，RNA聚合酶识别受调控基因的启动子，使基因得以表达，这是正调控。这种阻遏蛋白是反式作用因子。而顺式作用因子则指的是基因上与反式作用因子结合的对基因表达起调控作用的基因序列。 转录因子(transcription factor)是起正调控作用的反式作用因子。转录因子是转录起始过程中RNA聚合酶所需的辅助因子。真核生物基因在无转录因子时处于不表达状态，RNA聚合酶自身无法启动基因转录，只有当转录因子(蛋白质)结合在其识别的DNA序列上后，基因才开始表达。 转录因子的结合位点（transcription factor binding site，TFBS）是转录因子调节基因表达时，与mRNA结合的区域。按照常识，转录因子（transcription factor，TF）的结合位点一般应该分布在基因的前端，但是，新的研究发现，人21和22号染色体上，只有22％的转录因子结合位点分布在蛋白编码基因的5'端。 真核生物在转录时往往需要多种蛋白质因子的协助。一种蛋白质是不是转录机构的一部分往往是通过体外系统看它是否是转录起始所必须的。一般可将这些转录所需的蛋白质分为三大类： (1)RNA聚合酶的亚基，它们是转录必须的，但并不对某一启动子有特异性。 (2)某些转录因子能与RNA聚合酶结合形成起始复合物，但不组成游离聚合酶的成分。这些因子可能是所有启动子起始转录所必须的。但亦可能仅是譬如说转录终止所必须的。但是，在这一类因子中，要严格区分开哪些是R NA聚合酶的亚基，哪些仅是辅助因子，是很困难的。 (3)某些转录因子仅与其靶启动子中的特异顺序结合。如果这些顺序存在于启动子中，则这些顺序因子是一般转录机构的一部分。如果这些顺序仅存在于某些种类的启动子中，则识别这些顺序的因子也只是在这些特异启动子上起始转录必须的。 黑腹果蝇的RNA聚合酶需要至少两个转录因子方能在体外起始转录。其中一个是B因子，它与含TATA盒的部位结合。人的因子TFⅡD亦和类似的部位结合。同样，CTF(CAAT结合因子)则与腺病毒的主要晚期启动子中与CAAT盒同源的部位相结合。结合在上游区的另一个转录因子是USF(亦称MLTF)，则可以识别腺病毒晚期启动子中靠近-55的顺序。转录因子Sp1则能和GC盒相结合。在SC40启动子中有多个GC盒，位于-70到-110之间。它们均能和Sp1相结合。然而含有GC盒的不同的DNA顺序与Sp1的亲和力却各不相同。可见GC盒两侧的顺序对Sp1-GC盒的结合究竟如何能影响转录。有时候需要几个转录因子才能起始转录。例如胞苷激酶的启动子需要S p1与GC盒结合和CTF与CAAT盒结合;腺病毒晚期启动子需要TFⅡD与TATA盒结合和USF与其邻近部位相结合。以上所述的因子是一般转录都需要的，似乎并没有什么调节功能。另一些转录因子则可以调控一组特殊基因的转录。热休克基因就是一个很好的例子。真核生物的热休克基因在转录起始点的上游15bp处有一个共同顺序。H STF因子仅在热休克细胞中有活性。它与包括热休克共同顺序在内的一段DNA相结合，所以这个因子的激活可以引起约包括20个基因的一组基因起始转录。在这里，转录因子和RNA聚合酶Ⅱ之间关系很类似细菌的σ因子与核心酶之间的关系。 转录因子是一种具有特殊结构、行使调控基因表达功能的蛋白质分子，也称为反式作用因子。植物中的转录因子分为二种，一种是非特异性转录因子，它们非选择性地调控基因的转录表达，如大麦(Hordeum vulgare) 中的HvCBF2 (C-repeat/DRE binding factor 2) (Xue et al., 2003)。还有一种称为特异型转录因子，它们能够选择性调控某种或某些基因的转录表达。典型的转录因子含有DNA结合区(DNA-binding domain)、转录调控区(acti vation domain)、寡聚化位点(oligomerization site) 以及核定位信号(nuclear localization signal) 等功能区域。这些功能区域决定转录因子的功能和特性(Liu et al., 1999)。DNA结合区带共性的结构主要有：1）HTH 和HL H 结构：由两段α-螺旋夹一段β-折叠构成，α-螺旋与β-折叠之间通过β-转角或成环连接，即螺旋-转角-螺旋结构和螺旋-环-螺旋结构。2）锌指结构：多见于TFIII A 和类固醇激素受体中，由一段富含半胱氨酸的多肽链构成。每四个半光氨酸残基或组氨酸残基螯合一分子Zn2+ ，其余约12-13 个残基则呈指样突出，刚好能嵌入DNA 双螺旋的大沟中而与之相结合。3）亮氨酸拉链结构：多见于真核生物DNA 结合蛋白的 C 端，与癌基因表达调控有关。由两段α - 螺旋平行排列构成，其α - 螺旋中存在每隔7 个残基规律性排列的亮氨酸残基，亮氨酸侧链交替排列而呈拉链状，两条肽链呈钳状与DNA 相结合。
转录及其调控作业习题
第三章 转录及其调控 测试题 一 . 单项选择题 1．对于大肠杆菌 RNA 聚合酶的叙述，不正确的是（ ） A ．由核心酶和 σ 因子构成 B ．核心酶由 α 2ββ′组成 C ．全酶与核心酶的差别在于 β 亚单位的存在 D ．全酶包括 σ 因子 E ． σ 因子仅与转录起动有关 2．真核生物 RNA 聚合酶Ⅱ对 α -- 鹅膏蕈碱的反应为（ ） A ．不敏感 B ．中度敏感 C ．高度敏感 D ．低度敏感 E ．不确定 3. DNA 双链中，指导合成 RNA 的那条链称作（ ） A ．模板链 B ．冈崎链 C ．编码链 D ．非编码链 E ．以上都不对 4. 关于转录和复制的区别，说法正确的是（ ） A. DNA 双链均复制和转录 B. 复制的原料是一磷酸脱氧核苷，转录的原料是一磷酸核苷 C. 复制酶是依赖 DNA 的 DNA 聚合酶，转录酶是依赖 RNA 的 DNA 聚合酶 D. 复制需要引物，转录不需要引物 E. 均遵守碱基配对规律，模板中 A 对应的产物是 T 5. ρ- 因子的功能是（ ） A ．结合阻遏物于启动区域处 B ．增加 RNA 合成速率 C ．释放结合在启动子上的 RNA 聚合酶 D ．参与转录的终止过程 E ．允许特定转录的启动过程 6. 下列关于启动子的描绘哪一项是正确的 ? （ ） A ． mRNA 开始被翻译的那段 DNA 顺序 B ．开始转录生成 mRNA 的那段 DNA 顺序 C ． RNA 聚合酶最初与 DNA 结合的那段 DNA 顺序 D ．阻抑蛋白结合的 DNA 部位 E ．调节基因结合的部位 ） B ．核酸酶 C ． RNA 指导的 RNA 聚合酶Ⅱ E ． RNA 指导的 DNA 聚合酶 9. 下列关于 rRNA 的叙述错误的是（ ） A ．原核 rRNA 由 RNA 聚合酶催化合成 B ．真核生物部分 rRNA 由 RNA 聚合酶Ⅲ转录合成 7. 真核细胞中经 RNA 聚合酶 I 催化转录的产物是（ A ． hnRNA B tRNA C ．5S rRNA D ．U4,U5snRNA E ． 5.8S,18S,28SrRNA 前体 8. 转录过程中需要的酶 是（ A ． DNA 指导的 DNA 聚合酶
转录因子SP1对肿瘤转移的调控
转录因子Sp1对肿瘤转移的调控 闫隆鑫1，刘波1*，任海军2* 摘要转录因子SP1（transcription factor Sp1，SP1）在人体细胞中普遍表达并参与调控细胞增殖、凋亡及胚胎发育等生理活动。实验证实SP1在肿瘤细胞中存在异常表达，并积极调控肺癌、胃癌、乳腺癌等肿瘤的转移、恶变，但对其参与肿瘤细胞转移的机制，尤其在不同细胞系中，SP1的表达量及蛋白修饰，对肿瘤转移各阶段的影响，还不甚明确。本文整理了近期关于SP1参与调控肿瘤转移的研究及SP1的协同调控因子，藉此探究SP1在肿瘤监测及治疗中的发展方向。 关键词：转录因子SP1; 肿瘤; 转移 0 引言 肿瘤细胞的转移意味着肿瘤恶性程度增加，大部分肿瘤患者在临床确诊时已经存在肿瘤转移，常规治疗死亡率极高；而一旦诊断为肿瘤，由于不能确定其是否转移，往往会接受过度治疗，因此有关肿瘤细胞转移活性的检测是肿瘤治疗的关键。良性肿瘤发展为转移性肿瘤至少包括四个相互关联的过程：肿瘤细胞表面黏附分子减少，肿瘤间粘附能力下降；原细胞间基质分解，并在肿瘤细胞诱导下重建适宜肿瘤生长的基质；肿瘤细胞变形并生长出伪足，通过血管、淋巴管迁移到特定的侵入点；肿瘤细胞分裂增殖，在新区域生成血管，成为肿瘤组织[1]。转录调控因子参与调控相关蛋白的表达，往往存在异常表达的情况，在肿瘤转移过程中起到至关重要的调控作用。因此对肿瘤中转录调控因子的检测，能够在早期判断肿瘤转移的情况并对肿瘤转移的活性加以抑制。 SP1是人体细胞中广泛存在的转录调控因子，属于Sp/KLF锌指家族，通常作为主要的GC盒转录激活因子参与调控目标基因的表达。SP1的羧基端含有三个锌指结构，能够特异性结合DNA启动子的GC盒；SP1蛋白中段为其活化区，参与调控目的基因表达以及与其他转录调控因子的结合[2]；氨基端有一蛋白水解位点，能够引起泛素化诱导的SP1分解[3]。SP1在结合到目的基因启动子的同时，可以招募其他调控因子及SP1本身参与表达调控，因而与DNA的结合能力、转录调控区活性以及SP1在细胞内的含量对SP1参与的调控有重要的意义[4, 5]。SP1在肿瘤初期大量积累并积极调控肿瘤发展的各个阶段[6]，过表达的SP1参与诱导肿瘤增殖、凋亡，但对肿瘤转移的调控，不同肿瘤细胞系对SP1过表达有着不同 基金项目：大连市卫生局医学研究课题（WSJ/KJC-01-JL-01）；中央高校基本科研业务费（DUT15LK16）； 作者单位：1.大连理工大学生物医学工程系，辽宁省大连市，116024；2.大连市友谊医院普外科，辽宁省大连市，116100； 通信作者：任海军，E-mail:renhaijun369@https://www.360docs.net/doc/0e1384127.html,; 刘波，E-mail: lbo@https://www.360docs.net/doc/0e1384127.html,; 作者简介：（1996-），男，本科，在读本科生，主要研究方向生物医学工程
酿酒酵母中的转录调控网络
酿酒酵母中的转录调控网络 小组成员： 生信1301 唐聪，包健宇，杨帆
摘要：我们已经确定转录因子如何在真核生物酿酒酵母中编码通 过活细胞中的整个基因组基因。正如代谢网络图描述，可以由一个细胞来完成代谢过程的潜在途径，这网络调节基因的相互作用描述了酵母细胞可以通过潜在途径调节全局基因表达程序。我们使用此信息来确定网络结构，最简单的网络结构单元，并且展示了一个可使用基序的转录调控网络的结构组装的自动过程。我们的研究结果表明，真核细胞的功能高度相关联的通过可调节其他转录元件的转录调控元件网络。
实验设计： 第一步：标记并筛选 用全基因组定位分析来研究酵母转录调控因子如何在基因组中绑 定到启动子序列。选定酵母蛋白质组数据库中的且反映出与DNA 结合并拥有转录活性的所有141转录因子用以研究。 方法：酵母转录调节器通过引入了原癌基因的表位标签的编码序列被标记，然后 进入每个调节器正常的基因组位点。以这种方式构建106株酵母菌株，其表达可以在合 适的生长条件进行检测。对106株的进行Chip（染色体免疫共沉淀）。通过ChiP程序富 集的启动子区通过与含有全基因组组酵母启动子区域的芯片杂交被鉴定。
为什么只有106株呢？ ?通过聚合酶链反应和免疫印迹分析证实标记的适当插入和标记蛋白的表达。但标记的导入可能会影响某些转录调节的功能。在141转录因子其中有17个，尽管尝试标记每个调节器三次，也无法获得可行的标记细胞。在酵母细胞在 培养基中生长时，在可检测水平上检测，不是所有的转录调节器都按预期可 检测出表达，通过免疫印迹分析表明，124株标记的调节蛋白只有106株可检 测出。
转录因子
角朊细胞 角朊细胞的增殖和分化是一个受到精细调节的过程，并伴随着一系列形态学和生化改变，最终形成角质细胞，这就必然涉及到许多结构基因的同时活化与灭活，即基因表达的调控，而转录水平的调控尤为重要。现已发现许多转录因子如AP1、AP2、Sp1、POU结构域及C/EBP等可调节角朊细胞基因的表达。 目录
转录水平、翻译水平及翻译后水平，其中最常见的调控方式就是转录调控。现已发现AP1、AP2、NFκB、C/EBP、ets、Sp1及POU结构域等转录因子可作为表皮中的调控蛋白，从而调节编码套膜蛋白（involucrin, iNV）、转谷氨酰胺酶（transglutaminase，TG）、SPRR2A、兜甲蛋白（loricrin）、角蛋白及BPAG1等蛋白的基因的表达。本文就与角朊细胞基因表达有关的转录因子作一简要综述。 编辑本段转录因子的一般特征 转录因子（transcription factor）是能与位于转录起始位点上游50～5000bp的顺式作用元件（cis-acting elements）、沉默子（silencer）或增强子（enhancer）结合并参与调节靶基因转录效率的一组蛋白，并能将来自细胞表面的信息传递至核内基因。转录因子通常有几个功能域，可分为DNA结合域、转录调控域及自身活性调控域，DNA结合域可与特定的DNA序列（一般长8～20bp）相互作用，使转录因子与靶基因结合起来，随之转录调控域就可发挥其激活或抑制作用，通常这些结构域在结构与功能上是独立分开的。不同的转录因子还可结合于紧密相邻的DNA序列而形成一种多聚体结构来调节基因表达，这种组合调控（combinatorial regulation）不论转录因子是否激活及其含量多少均可激活基于靶基因中特定转录因子结合位点的转录。除启动基础转录活性外，转录因子还能整合从细胞表面经信号转导途径传递而来的信号[2]。 编辑本段激活角朊细胞基因表达的转录因子 （一）AP1 AP1转录因子通常以jun(c-jun、junB、junD)与Fos（Fra-1、Fra-2、c-fos、fosB）家族成员组成的同源或异源二聚体表达其活性，即结合于5’-GTGAGCTCAG-3’序列。目前已知AP1位点对于编码角蛋白（K1、K5、 K6及K19）、丝聚合蛋白原（profilaggrin）基因的最适转录活性十分重要[3,7]，编码角质化包膜（cornified envelope）相关蛋白-TG1、兜甲蛋白及INV的基因也含有功能性AP1 位点[8，9]，如hINV基因启动子在其转录起始位点上游2.5kb内有5个AP1共有结合位点（AP1-1～5），其中2个AP1位点AP1-1和AP1-5若同时发生突变时角朊细胞的转录水平就可下降80%；佛波酯（TPA）则可使AP1与hINV启动子处AP1-1及AP1-5位点的结合能力增强10～100倍，后经点突变实验证实AP1-1和AP1-5位点可部分介导佛波酯（TPA）诱导的效应[10]。丝聚合蛋白原、K1、兜甲蛋白及K19基因中的AP1位点可活化转录[3,6,7]，
调控红细胞生成的转录因子及其作用
综述 调控红细胞生成的转录因子及其作用 陈渝萍 刘德培 薛社普 哺乳类红细胞生成分为胚胎型(或称原始型)和成年型(或称定型)两个不同的发育时期,前者主要在卵黄囊的血岛中进行,产生有核红细胞;后者则集中于胚胎,骨髓及脾脏,产生无核红细胞。如果从红系分化角度出发,则可分为两个阶段:红系早期分化(由造血干细胞到红系祖细胞)和终末分化(由红系祖细胞到成熟红细胞)。在整个分化过程中,红系特异基因相继开启并呈优势表达,非红系基因则逐渐关闭,细胞最终呈现红系特有表型。调控基因特异表达的主要方式之一是由公用转录因子与红系特异转录因子共同参与的基因转录水平的调控。红系特异转录因子的分布具有组织特异性,其表达水平随红系的发育和分化的进行而变化,这种严格的谱系限制性直接导致靶基因在红系组织细胞中的特异表达。而任何影响这些转录因子控制基因表达能力的改变,均会严重干扰乃至完全破坏红系的正常发育和分化;它们自身的异常表达也会导致一系列血液疾病的发生。我们从早期造血发生开始,介绍调控红系早、晚期发育和分化的转录因子及其作用。 1 红系早期分化过程中的转录调控因子 红系早期分化始于自我更新状态的造血干细胞(Hematopoietic stem cells, HSC),经过定向谱系的造血祖细胞(Hematopietic p rogeni tor cells,HPC)阶段,进而分化产生红系祖细胞(Erythropoietic HPC,E HPC)。从小鼠基因敲除,胚胎干细胞的体外分化和嵌合体的实验结果可知,失活SCL或LMO2均可导致原始型和定向型造血完全丧失,表明二者至少参与了造血谱系和髓系定向的调控,可能还包括从腹部中胚层细胞到造血细胞的定向,并显示出维持细胞增殖和生存的功能[1],HSC自我更新和分化的行为则受到GATA2控制,增强该因子的活性将抑制细胞扩增,促进HSC往单核系和粒系发育,抑制红系分化[2]。另外,c myb也可能调控了造血定向,并促进HSC往一定方向分化,当它在ES细胞中过度表达时,可促进HSC的形成并进一步分化产生红系和髓系的混合克隆[3]。 调控HPC增殖的转录因子主要有GATA2/3,AML1和c myb等。这些基因的敲除个体虽能产生正常造血细胞,但祖细胞的数量显著降低,造成成熟血细胞的数目大为减少[4,5]。其中GATA3的作用限于胎肝的定向型造血过程。部分Id (Id1,2,3)和Hoxs(Hox9,10,Hox3 6)因子,可刺激祖细胞增殖,抑制祖细胞成熟分化。它们的过度表达将抑制HPC的进一 作者单位:100005 北京,中国医学科学院、中国协和医科大学基础医学研究所;国家医学分子生物学重点实验室;中国协和医科大学基础医学院细胞生物室步成熟[6]。 从红系多能造血细胞到红系前体细胞,E HPC的分化、增殖和分裂的调控是由某些在造血早期有重要作用的因子承担,如SCL和LMO2。它们在多能的HPC中表达水平极低,随着E HPC的产生,其表达上调,并持续高水平至红系前体细胞[7];与此同时,一些在多能HPC中高表达(如GATA2,c myb等)或非红系分化必需的转录因字(如PU.1,Fli 1等)的表达动态正好相反,它们的表达下调是HPC向红系分化的先决条件[8]。 2 红系晚期分化过程中的转录调控因子 进入红系分化晚期以后,定向祖细胞经过有限次数的分裂,逐步分化直至产生成熟红细胞。细胞在增殖、分化和凋亡之间维持着动态平衡。某些相对特异的转录因子参与了该时期红系分化的调控,敲除这些转录因子只会影响红系的成熟分化,其它谱系发育正常。其中,GATA1是红系分化至C FU E期后调控细胞存活和红系特异基因转录的中心因子,一旦该基因被敲除,多种红系特异基因不能表达,细胞阻滞于前体细胞期不能继续分化,并开始大量凋亡[9]。NF E2则确保珠蛋白基因LCR 中HS2增强子活性的发挥以维持珠蛋白高表达,并调控涉及几个合成关键酶分子的基因正常表达[10]。然而NF E2-/-个体却并不发生红系发育和分化异常,推侧可能有其它C NCs 蛋白家族成员(如Nrf1,2,3,Bach1/2)进行代偿[11]。Ets 1是另一个直接控制某些红系特异基因(如转铁蛋白受体TR,珠蛋白和PBGD等)表达的转录因子,若MafB和Ets 1结合,将导致红系分化受阻。有的转录因子调控基因不同发育时期的表达,如控制珠蛋白基因发育阶段特异性的三个转录因子:EKLF、BKLF、FKLF,其靶基因分别是 珠蛋白、其它不依赖E KLF的基因和 -、-珠蛋白基因。敲除其中一个单一基因只会使得某类蛋白(如某类珠蛋白)在特定时期不表达,在其它时期则正常表达。但个体最终因某些基因丧失正常的发育时相性而不能完成终末分化[12]。 从中、晚幼红细胞到成熟红细胞,血红蛋白进一步在细胞中积累,细胞核开始浓缩并被排放于胞外,最终产生成熟红细胞。有关核浓缩和排核发生机制的研究目前仅限于一些细胞骨架系统的报道,如微管蛋白和某些中等纤维蛋白;相应基因的表达调控机制尚不清楚。最近国内有报道,红系终末分化涉及一种具有可能的亮氨酸拉链结构和激酶活性的蛋白。该蛋白在处于终末分化时期的红系细胞中优势表达,于排核前从胞质中转移至核内,表现出和排核相关的定位改变。 3 其它和红系相关的转录因子 有的转录因子并不直接和
转录因子正文
转录因子 摘要：随着众多生物基因组计划的完成及其蛋白质组学研究的不断深入，人类步入了系统生物学时代。基因组计划的完成提供了大量的DNA内在信息，解析出基因组中可能存在的全部基因的阅读框架，因此，接下来研究基因的表达调控特别是转录调控就显得非常迫切。另一方面，蛋白组学研究的突飞猛进给我们描绘出了细胞的蛋白质表达谱和网络谱，接下来研究蛋白质与蛋白质，蛋白质与DNA的相互作用将成为现在及以后相当长一段时间内的研究主题。有生物学家认为，21世纪对人类最具有挑战性的生物学主题就是“基因的全基因组调控”和”细胞的全蛋白质的生理功能”这两大难题。 然而，转录因子是可与基因调控序列结合并调控基因转录的一类核蛋白，研究转录因子就是研究转录调控的分子机制，研究一种或一类特定的蛋白质分子与DNA的结合特性，研究与DNA结合的蛋白质分子是怎样调控基因转录等问题。转录因子的研究实际上已构成上述两大生物学难题的一个交叉点，因此，对转录因子的深入研究已是一件极其迫切而且重要的课题。 DNA转录及转录因子 定义 转录：是指以DNA为模板，在RNA聚合酶的作用下合成mRNA，将遗传信息从DNA分子上转移到mRNA分子上，这一过程成为转录。真核生物DNA的转录在细胞核中进行，原核生物的转录在细胞质的核质区
内进行。 转录单元 转录单元是一段以启动子开始至终止子结束的DNA序列。 转录起始（transcription initiation）：转录因子通过识别基因启动子上的特异顺式元件并募集多种蛋白质因子，形成具有RNA聚合酶活性的转录起始复合体，从转录起始位点启动转录的过程。 转录终止子（transcription terminator）：基因编码区下游使RNA聚合酶终止mRNA合成的密码子，是一种位于poly(A)位点下游，长度在几百碱基以内的结构。 终止子可分为两类。一类不依赖于蛋白质辅因子就能实现终止作用。另一类则依赖蛋白辅因子才能实现终止作用。这种蛋白质辅因子称为释放因子，通常又称ρ因子 转录因子：能够结合在某基因上游特异核苷酸序列上的蛋白质，活化后从胞质转位至胞核，通过识别和结合基因启动子区的顺式作用元件,启动和调控基因表达。 转录因子是转录起始过程中RNA聚合酶所需的辅助因子。真核生物基因在无转录因子时处于不表达状态，RNA聚合酶自身无法启动基因转录，只有当转录因子(蛋白质)结合在其识别的DNA序列上后，基因才开始表达。转录因子是结合在某基因上游特异核苷酸序列上的蛋白质，这些蛋白质能调控该基因的转录。转录因子可以调控核糖核酸聚合酶（RNA聚合酶）与DNA模板的结合。转录因子不单与DNA序列上的启动子结合，也可以和其它转录因子形成-转录因子聚合体，来影
转录因子互作
转录因子互作研究方法 在生物体中，各种生命活动几乎都有蛋白质的参与，而且绝大多数的生命活动都需要多种蛋白质参与，它们或者形成一个复合体，或者在不同的时间、不同的位置参与到生命活动中。这样就不可避免的发生各种类型的蛋白质相互作用，这些相互作用构成一个庞大的网络，支撑生命体的活动。特别是各类转录因子之间的相互作用，在生物体内基因表达的调控及各类信号通路中起关键作用。 随着对转录因子以及转录因子相互作用研究的深入，研究蛋白质之间相互作用的技术越来越多。其中有可以大量检测蛋白质相互作用的技术，如酵母双杂交技术（Yeast Two-Hybrid）、蛋白质芯片（Protein Chip）；还有一些多用于已知蛋白相互作用验证的技术，包括：免疫共沉淀（Co-immunoprecipitation，Co-IP）、Pull-down技术（Pull-down assay）、荧光共振能量转移技术（Fluorescence resonance energy transfer，FRET）、分子荧光互补技术（Bimolecular fluorescence complementation，BiFC）；还有一些新的技术层出不穷，如美国Signosis的转录因子互作微孔板芯片技术。 1、酵母双杂交技术 Fields等人首先在1989年介绍了酵母双杂交技术，这是一种基于酵母转录激活因子GAL4特点建立起来的技术。在酵母双杂交实验过程中，将诱饵蛋白基因与DBD结构域基因融合，将需要筛选的全长cDNA构建成与AD结构域基因融合的文库。当诱饵蛋白与cDNA表达的蛋白质发生相互作用时，会将DBD结构域与AD结构拉近，启动下游报告基因的表达。 酵母双杂交技术有自身的优势：a、蛋白质之间的相互作用在细胞体内进行，在一定程度上反应了蛋白质相互作用的真实环境；b、利用酵母体内激活因子的特性，相对来说比较敏感。同时，酵母双杂交也存在一些缺陷：首先，诱饵蛋白与靶蛋白的相互作用发生在细胞核内，对于一些不能入核的蛋白质无法检测；第二，酵母中表达的蛋白质只能进行有限的翻译后修饰，对于一些需要多种翻译后修饰的蛋白质作用有限；第三，酵母双杂交实验中经常出现假阳性和假阴性的现象；第四，有一些诱饵蛋白对酵母具有毒性或者本身就能够激活报告基因的表达，不适合使用酵母双杂交技术。 2、免疫共沉淀 免疫共沉淀（Co-immunoprecipitation，Co-IP）是基于抗原-抗体专一性反应的一种研究蛋白质相互作用的经典方法。这种方法在非变性条件下裂解完整细胞，细胞中的大多数蛋白质都以其原本的状态存在于裂解液中，很多蛋白质复合体保持聚合状态，使得很多蛋白质与蛋白质之间的相互作用都保留了下来。使用一种已知蛋白质的抗体将其沉淀，那么与这种蛋白质相互作用的蛋白质也会一起沉淀下来，进一步分析沉淀下来的蛋白复合物，可以得到与已知蛋白相互作用的蛋白质的信息。该方法最大的特点是在蛋白质本身所处的细胞环境中检测蛋白质相互作用，真实性较高，所以常被用于验证两种蛋白质的相互作用是否真实，也可用于确定某种蛋白质在细胞内的伴侣蛋白。其缺点是常常产生非常显著的背景，而且也不适用于高通量的实验研究。 3、Pull-down技术 Pull-down技术（Pull-down assay）利用了标签与相应固相支持物之间的亲和作用。将已知蛋白与适当的标签融合表达，由于标签的存在，融合蛋白会吸附在固相支持物上，与已知蛋白相互作用的蛋白质会随之保留下来，其余蛋白则被洗
转录调控
分子机制研究套路（五） 转录调控 课题：转录因子A对B基因的转录调控 1．概念介绍： 转录水平的调控是真核生物基因表达调控中重要环节。真核细胞RNA 聚合酶自身对启动子并无特殊亲和力，单独不能进行转录，也就是说基因是无活性的。因此，转录需要众多的转录因子和辅助转录因子形成复杂的转录装置。在基因转录起始阶段，通用转录因子协助RNA 聚合酶与启动子结合，但其作用很弱，不能高效率地启动转录。只有在反式作用因子(基因特异性转录因子）的协助下，RNA 聚合酶Ⅱ和TFⅡ才能有效地形成转录起始复合物。反式作用因子（trans acting factor）在转录调节中具有特殊的重要性。它是能直接或间接地识别或结合在顺式作用元件8～12bp 核心序列上，参与调控靶基因转录效率的一组蛋白质。这类DNA 结合蛋白有多种，能特异性识别这类蛋白的序列也有多种，正是不同的DNA 结合蛋白与不同的识别序列之间的空间结构上的相互作用，以及蛋白质与蛋白质之间的相互作用构成了复杂的基因转录调控机制的基础。 在真核生物中转录因子的调控是最重要，也是研究得最多的。蛋白质相互作用在转录因子活性的调控方面具有重要的意义。细胞内的反式作用因子都是处于有活性和无活性两种状态，这两种状态是可以转换的。反式作用因子处于无活性状态时，与之相应的基因就不能表达；反式作用因子处于有活性状态、并与相应的顺式作用元件结合时，就可以促进RNA 聚合酶和通用转录因子与相应的启动子结合，形成转录起始复合物。所以，真核基因的表达调控主要是调节反式作用因子的活性，随后反式作用因子调控基因的转录起始。 转录因子被激活后，即可识别并结合上游启动子元件和增强子，对基因转录发挥调控作用。大部分转录因子在激活以后与顺式作用元件结合，但也可能有一些转录因子是先结合DNA，
细胞功能调控的重要转录因子TFEB
收稿日期：2012-05-04 第一作者：陈太琪(1989-)，男，硕士生，E-mail: taiqichen123@https://www.360docs.net/doc/0e1384127.html, *通信作者：刘宁(1982-)，女，博士，助理研究员，E-mail: ningliu9@https://www.360docs.net/doc/0e1384127.html, 细胞功能调控的重要转录因子TFEB 陈太琪1，姜 丛1，王 平1，刘 宁1,2* (1华东师范大学生命科学学院生命医学研究所，上海 200241；2杭州师范大学医学部衰老研究所，杭州 310036) 摘要：转录因子TFEB (transcription factor EB)属于亮氨酸拉链bHLH-LZ (basic-helix-loop-helix leucine-zipper)类转录因子中的MiTF/TFE (microphthalmia-transcription factor E)家族成员，参与调控许多重要的细胞生理过程，例如胎盘血管新生、肾癌的发生等。最近研究表明，TFEB 能通过调控细胞自噬和溶酶体相关的基因表达而调控细胞自噬以及溶酶体功能。因此，对于TFEB 的生物学功能及其相关调控机制的研究，将为进一步阐释其生理病理发生过程及相关疾病的治疗提供重要的线索及理论依据。关键词：转录因子TFEB ；自噬；溶酶体 Function and regulation of the transcription factor TFEB CHEN Taiqi 1, JIANG Cong 1, WANG Ping 1, LIU Ning 1,2* (1The Institute of Biomedical Sciences and School of Life Sciences, East China Normal University, Shanghai 200241, China; 2 Institute of Aging Research, Hangzhou Normal University School of Medicine, Hangzhou, 310036, China) Abstract: TFEB is a member of the MiTF/TFE (microphthalmia-transcription factor E) subfamily of bHLH-LZ (basic-helix-loop-helix leucine-zipper) factors. And TFEB-related pathway is involved in some of cellular physiological processes and its regulating aberration has been known to contribute to the pathogenesis of several human diseases, such as placenta angiogenesis and renal cell carcinoma. Recent studies have shown that TFEB could regulate autophagy and lysosome function through regulating the expression of the related genes. Future study on the function and mechanism of TFEB will help better understand the pathological process and provide new theory basis and clues for the treatment of TFEB-related diseases.Key words: transcription factor TFEB; autophagy; lysosome 细胞受到外部环境或内部信号刺激后，通过相应的信号通路激活转录因子，起始一个或一系列基因的转录，从而对胞内或胞外信号做出反应，这是细胞行使功能的一个重要途径。转录因子TFEB 属于bHLH-LZ 转录因子MiTF/TFE 家族成员。研究表明，TFEB 在个体发育、血管新生和细胞自噬等多种生理病理过程中发挥着重要的作用。例如，TFEB 能够调控血管新生和肾癌发生[1,2]。最近研究表明，转录因子TFEB 在细胞溶酶体合成和细胞自噬过程中也发挥着重要的作用。本文将对 TFEB 的结构功能及调控机制的研究作一全面的阐述。 1 TFEB 的结构特点 TFEB 是由476个氨基酸残基组成的蛋白质，主要包括富谷氨酰胺、螺旋-环-螺旋(helix-loop-helix, HLH)、亮氨酸拉链(leucine-zipper, LZ)和富脯氨酸等模体(图1)。TFEB 蛋白主要发生磷酸化修饰，重要的磷酸化位点主要包括142位丝氨酸、211位丝氨酸和末端富含丝氨酸的序列。TFEB 能
四、 原核生物种的转录后调控
四、原核生物种的转录后调控 1．稀有密码子对翻译的影响 已知dnaG和rpoD（编码RNA聚合酶亚基）及rpsU（30S核糖体上的S21б蛋白）属于大肠杆菌基因组上的同一个操纵子，而这3个基因产物在数量上却大不相同，每个细胞内仅有dnaG产物50拷贝，而rpoD为2800拷贝，rpsU则高达40 000拷贝之多。细胞通过翻译调控，解决了这个问题。 研究dnaG序列发现其中含有不少稀有密码子，也就是说这些密码子在其他基因中利用频率很低，而在dnaG中却很高。 许多调控蛋白如LacI、AraC、TrpR等在细胞内含量也很低，编码这些蛋白的基因中密码子的使用频率和dnaG相似，而明显不同于非调节蛋白。高频率使用这些密码子的基因翻译过程极容易受阻，影响了蛋白质合成的总量。 2. 重叠基因对翻译的影响 重叠基因最早在大肠杆菌噬菌体ΦX174中发现，用不同的阅读方式得到不同的蛋白质，丝状RNA噬菌体、线粒体DNA和细菌染色体上都有重叠基因存在。 Trp操纵子由5个基因（trpE、D、C、B、A）组成，在正常情况下，操纵子中5个基因产物是等量的，但trpE突变后，其邻近的trpD产量比下游的trpBA产量要低得多。这种与ρ蛋白无关的表达调控，已被证实是在翻译水平上的调控。研究trpE和trpD以及trpB和trpA两对基因中核苷酸序列与翻译耦联的关系，发现trpE基因的终止密码子和trpD基因的起始密码子共用一个核苷酸。
由于trpE的终止密码子与trpD的起始密码重叠，trpE翻译终止时核糖体立即处在起始环境中，这种重叠的密码保证了同一核糖体对两个连续基因进行翻译的机制。 3. RNA高级结构对翻译的影响 以RNA噬菌体f2的RNA作为模板，在大肠杆菌无细胞系统中进行蛋白质合成时，大部分合成外壳蛋白，RNA聚合酶只占外壳蛋白的1/3。用同位素标记分析RNA噬菌体几种蛋白质的起译过程，发现外壳蛋白起译频率比合成酶至少要高3倍。 研究发现f2外壳蛋白基因的琥珀突变也影响了RNA聚合酶合成的起始。但若该突变不是发生在外壳蛋白接近翻译起始区，而是较靠后的位点，对RNA聚合酶的起译就没有影响。现在一般认为，聚合酶的翻译起始区被RNA的高级结构所掩盖，外壳蛋白的起始翻译破坏了RNA的立体构象，使核糖体有可能与翻译起始区结合，导致聚合酶的起译。用甲醛处理RNA可以增加聚合酶的产量，这说明RNA 的高级结构对基因表达调控的可能性。 4. 魔斑核苷酸水平对翻译的影响 科学上，把培养基中营养缺乏，蛋白质合成停止后，RNA合成也趋于停止这种现象称为严紧控制（rel+）；反之则称为松散控制（rel-）。研究发现，在氨基
转录及其调控作业习题
第三章转录及其调控 测试题 一. 单项选择题 1．对于大肠杆菌RNA聚合酶的叙述，不正确的是（） A．由核心酶和σ因子构成 B．核心酶由α2ββ′组成 C．全酶与核心酶的差别在于β亚单位的存在 D．全酶包括σ因子 E．σ因子仅与转录起动有关 2．真核生物RNA聚合酶Ⅱ对α--鹅膏蕈碱的反应为（） A．不敏感 B．中度敏感 C．高度敏感 D．低度敏感 E．不确定3. DNA双链中，指导合成RNA的那条链称作（） A．模板链 B．冈崎链 C．编码链 D．非编码链 E．以上都不对 4. 关于转录和复制的区别，说法正确的是（） A. DNA双链均复制和转录 B. 复制的原料是一磷酸脱氧核苷，转录的原料是一磷酸核苷 C. 复制酶是依赖DNA的DNA聚合酶，转录酶是依赖RNA的DNA聚合酶 D. 复制需要引物，转录不需要引物 E. 均遵守碱基配对规律，模板中A对应的产物是T 5. ρ-因子的功能是（） A．结合阻遏物于启动区域处 B．增加RNA合成速率 C．释放结合在启动子上的RNA聚合酶 D．参与转录的终止过程 E．允许特定转录的启动过程 6. 下列关于启动子的描绘哪一项是正确的? （） A．mRNA开始被翻译的那段DNA顺序 B．开始转录生成mRNA的那段DNA顺序 C．RNA聚合酶最初与DNA结合的那段DNA顺序 D．阻抑蛋白结合的DNA部位 E．调节基因结合的部位 7. 真核细胞中经RNA聚合酶I催化转录的产物是（） A．hnRNA B．tRNA C．5S rRNA D．U4,U5snRNA E．5.8S,18S,28SrRNA前体 8. 转录过程中需要的酶是（） A．DNA指导的DNA聚合酶 B．核酸酶 C．RNA指导的RNA聚合酶ⅡD．DNA指导的RNA聚合酶 E．RNA指导的DNA聚合酶 9. 下列关于rRNA的叙述错误的是（） A．原核rRNA由RNA聚合酶催化合成 B．真核生物部分rRNA由RNA聚合酶Ⅲ转录合成