真核生物RNA聚合酶共49页
真核RNA聚合酶及其启动子
表位标签法
• 表位标签法（epitope tagging）：利用遗 传学方法将一小段氨基酸残基（表位标签） 融合到目的蛋白上，由此可使目的蛋白通 过抗体识别表位标签而进行免疫沉淀并纯 化蛋白
• 沉淀与纯化的蛋白质（或蛋白复合体）可 通过SDS-PAGE进行分离分析
10-10
酵母RNA pol II的亚基
WT转录起始位点
箭头长度表示缺失片段长度
SV40早期启动子缺失突变效应
10-17
近端启动子元件
• GC框（GC box）：具有GGGCGG序列的近端启动子元件，存在于许 多哺乳动物结构基因的启动子中，通常位于TATA box上游，无方向依 赖性，但有位置依赖性。转录因子Sp1结合GC box后可增强转录效率。
• CCAAT框（CCAAT box）具有CCAAT序列的近端启动子元件，存在 于 许 多 RNA pol II 识 别 的 真 核 生 物 启 动 子 中 。 转 录 因 子 CTF 结 合 CCAAT框后可增强转录效率。
10-18
I类启动子
不同物种的I类启动子只有2个保守元件： • 核心元件：在转录起始位点附近（-45~+20），为转录所必须；上游启
10-20
10.3 增强子和沉默子
• 增强子（enhancer）：与一个或多个激活因子结合而促进一个或多个 基因转录的DNA元件。增强子一般位于其调控基因的上游，但也可以 在下游
SV40病毒早期基因调控区结构
• 沉默子（silencer）：可以在远距离降低基因转录水平的DNA元件 • 增强子和沉默子经常是组织特异性的，都可以在数千碱基之外对基因
• 酵母RNA pol II的Rpb1、Rpb2和Rpb3为核心亚基 • Rpb1亚基存在2种形式（IIAO、IIAA），分别执行转录起始与起始
真核生物RNA聚合酶
CTCCGAGTCGNNNNNNTGGGCCGCCGG startpoint
上游控制元件（UCE）
核心启动子（core element）
-170
-110
-40
+20
人类RNA Pol I的启动子
（三）RNA Pol I的辅助因子(UBF1 & SL1)
1、上游结合因子（UBF1） （1）可以与UCE结合 （2）可与核心元件的一段序列结合 （3）两个UBF1通过蛋白－蛋白相互作用而相互结
(B’’, TBP, BRF)
TF III B
TF III A TF III C
Pol III
四、RNA 聚合酶 II 基因的转录
（一）RNA聚合酶 II 的启动子 1、组成：
核心启动子（core promoter）： TATA盒（Hogness box）： - 25 ~ -35bp
上游启动子（upstream promoter element，UPE） CAAT盒 ：-70 ~ -80区 GC盒：-80 ~ -110区
TAFIs
Pol I
三、RNA 聚合酶III 基因的转录
（一）tRNA基因的转录 1、启动子----基因内启动子
（1）启动子的两个保守序列： A框（5’-TGGCNNAGTGG-3’)； B框(5’-GGTTCGANNCC-3’)
（2）A框和B框编码的序列： A框----D-loop； B框---- T C-loop
-100
-80
-60
GC
CAAT
GCCACACCC GGCCAATC
-40
-20
TA子（core promoter）： （1）TATA盒（Hogness box）：
DNA聚合酶、RNA聚合酶等分子生物学6种酶
DNA聚合酶、RNA聚合酶等分子生物学6种酶1 DNA聚合酶DNA polymeraseDNA聚合酶：主要是连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，在DNA 复制中起做用。
DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。
DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶是将DNA 双链上的两个缺口同时连接起来。
因此DNA连接酶不需要模板。
DNA聚合酶（DNA polymerase）是细胞复制DNA的重要作用酶。
DNA聚合酶, 以DNA为复制模板，从将DNA由5'端点开始复制到3'端的酶。
DNA聚合酶的主要活性是催化DNA的合成（在具备模板、引物、dNTP等的情况下）及其相辅的活性。
真核细胞有5种DNA聚合酶，分别为DNA聚合酶α（定位于胞核，参与复制引发，不具5'－3'外切酶活性），β（定位于核内，参与修复，不具5'－3'外切酶活性），γ（定位于线粒体，参与线粒体复制，不具5'－3'，有3'－5'外切活性），δ（定位核，参与复制，具有3'－5'，不具5'－3'外切活性），ε（定位于核，参与损伤修复，具有3'－5'，不具5'－3'外切活性）。
原核细胞：在大肠杆菌中，到目前为止已发现有5种DNA聚合酶，分别为DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ，都与DNA链的延长有关。
DNA聚合酶I是单链多肽，可催化单链或双链DNA 的延长，于1956年发现；DNA聚合酶II则与低分子脱氧核苷酸链的延长有关；DNA聚合酶III在细胞中存在的数目不多，是促进DNA链延长的主要酶。
DNA聚合酶Ⅳ和Ⅴ直到1999年才被发现。
真核生物RNA聚合酶
(B’’, TBP, BRF)
TF III B
TF III A TF III C
Pol III
四、RNA 聚合酶 II 基因的转录
（一）RNA聚合酶 II 的启动子 1、组成：
核心启动子（core promoter）： TATA盒（Hogness box）： - 25 ~ -35bp
上游启动子（upstream promoter element，UPE） CAAT盒 ：-70 ~ -80区 GC盒：-80 ~ -110区
TF II B —— 覆盖靠近起始点的启动位置，C端与TFIID和DNA 的复合物结合，N-端与TFⅡF协同作用募集RNA聚 合酶II。
TF II F ——结合Pol II并带向启动子；RAP74（ATP依赖性解 旋酶），RAP30（与细菌因子有同源性）
TF II E —— 扩大DNA覆盖区至+30
（2） TFIIA
▪ 含有至少3个亚基 ▪ 与TFIID结合，稳定TFIID-DNA复合体；可能通过解除
TAFs的抑制而激活TBP
TF II A
（3） TFIIB ▪ 覆盖靠近起始点的启动位置，C端与TFIID和DNA的复
合物结合，N-端与TFⅡF协同作用募集RNA聚合酶II
▪ TFIIB与TFIID结合，并为RNA聚合酶结合起一个桥梁
Pol III
2、上游因子(Upstream factor)
（1）识别并与启动子上游元件结合 （2）与上游元件结合可增加转录起始的效率
上游元件
Startpoint
UBF1
（五）启动子
RNA 聚合酶Ⅰ的启动子：位于转录起点上游 RNA 聚合酶Ⅱ的启动子：位于转录起点上游 RNA 聚合酶III的启动子：位于转录起点下游
RNA聚合酶Ⅱ转录生成hnRNA和mRNA,是真核生物中最活跃的RNA聚
RNA聚合酶Ⅱ转录生成hnRNA和mRNA，是真核生物中最活跃的RNA聚合酶。
RNA聚合酶Ⅲ转录的产物都是小分子量的RNA，tRNA的，5SrRNA的和snRNA。
RNA聚合酶Ⅰ转录产物是45SrRNA，生成除5SrRNA外的各种rRNA。
下面小结真核生物的RNA聚合酶，见表。
（三）启动子及终止信号1 启动子启动子或启动部位是指在转录开始进行时，RNA聚合酶与模板DNA分子结合的特定部位。
这特定部位在转录作用的调节中是有作用的。
每一个基因均有自己特有的启动子。
（1）原核生物的启动子。
原核生物的启动子大约有55个碱基对长，其中包含有转录的起始点和两个区——结合部位及识别部位。
起始点是DNA模板链上开始进行转录作用的位点，标以+1，转录是从起始点开始向模板键的5′末端方向即编码链3′末端方向进行。
在DNA模板上，从起始点开始顺转录方向的区域称为下游；从起始点逆转录方向的区域称为上游。
结合部位是指在DNA分子上与RNA聚合酶核心酶紧密结合的序列。
结合部位的长度大约是7个碱基对，其中心位于起始点上游的-10bp处。
因此将此部位称为-10区。
多种启动子的-10区具有高度的保守性和一致性；它们有一个共有序列或共同序列，为5′TA TAAT－3′。
又称为Pribnow盒。
由于在Pribnow 盒中碱基组成全是A－T配对，缺少G－C配对；而前者的亲和力只相当于后者的十分之一，所以Tm值较低。
因此此区域的DNA双链容易解开，利于RNA聚合酶的进入而促使转录作用的起始。
在DNA分子上还有一段识别部位，是RNA聚合酶的σ因子识别DNA分子的部位。
识别部位约有6个碱基对，其中心位于上游-35bp处。
所以称为-35区，其共有序列5′-TTGACA-3′。
其示意图见图。
（2）真核生物的启动子。
一个真核基因按功能可分为两部分，即调节区和结构基因。
结构基因的DNA序列指导RNA转录；如果该DNA序列转录产物为mRNA，则最终翻译为蛋白质。
真核rna聚合酶2的转录过程
真核rna聚合酶2的转录过程
真核生物RNA聚合酶Ⅱ的转录过程包括以下几个步骤：
- 启动子的识别：全酶识别启动子序列。
- 转录起始复合体的形成：全酶与启动子形成闭合复合物，并进一步形成开放复合物。
- 起始：与最初的两个NTP结合，形成RNA聚合酶、DNA和新生RNA三元复合物。
- 延伸：尽快释放$\sigma$亚基，转录开始。
- 终止：转录完成。
真核生物RNA聚合酶Ⅱ的转录过程是一个复杂的过程，受到多种因素的调控。
如果你想要了解更多关于真核生物RNA聚合酶Ⅱ转录过程的信息，建议你查阅相关的生物学书籍或文献。
rna聚合酶的模板
RNA聚合酶的模板RNA聚合酶是一种关键的酶，在细胞中负责将DNA模板上的信息转录成RNA。
它在蛋白质合成中扮演着重要的角色，通过将DNA上的基因信息转录为RNA，进而影响蛋白质的合成。
而RNA聚合酶的工作方式与模板选择对细胞的生存和功能具有重要意义。
RNA聚合酶的模板选择在细胞内起着至关重要的作用。
在细胞核中，DNA包含了所有生物体的遗传信息，而RNA聚合酶通过识别和选择特定的DNA片段作为模板，将其转录成RNA，进而影响蛋白质的合成。
不同类型的RNA聚合酶具有不同的模板选择能力，因此能够转录出不同类型的RNA，包括mRNA、tRNA和rRNA等。
在RNA合成的过程中，RNA聚合酶必须准确地选择适当的DNA模板，这个选择过程受到多种因素的影响。
一是DNA上序列的特性，例如启动子区域的结构和核酸序列特征，这些特性将直接影响RNA聚合酶的结合和选择。
此外，细胞内的一些转录调控因子也可以影响RNA聚合酶与DNA模板的相互作用，从而调控基因的表达。
另外，细胞内的环境条件也会影响RNA聚合酶对模板的选择。
例如，细胞内的pH 值、温度和离子浓度等因素都可能影响RNA聚合酶的活性和模板选择能力。
细胞在应激或环境变化条件下，可能通过调节这些环境因素来调控RNA聚合酶的活性，进而影响基因的表达水平。
此外，RNA聚合酶的结构和功能也与模板选择密切相关。
RNA聚合酶通过其特定的结构和活性中心与DNA模板特异性结合，并在模板上进行核苷酸的加合反应，逐渐合成RNA链。
RNA聚合酶具有高度的专一性，可以准确识别和结合特定的DNA序列作为模板，从而实现精确的转录过程。
总的来说，RNA聚合酶的模板选择过程在细胞内的基因表达调控中起着至关重要的作用。
通过精确选择合适的DNA模板，RNA聚合酶能够准确转录出所需类型的RNA，进而影响蛋白质的合成和细胞功能的调控。
因此，对RNA聚合酶模板选择的研究具有重要意义，有助于深入了解细胞内基因表达调控的机制，为相关疾病的治疗和干预提供理论依据。
rna聚合酶的结构和功能
rna聚合酶的结构和功能RNA聚合酶是一种生物大分子酶，它能够催化RNA的合成过程，是细胞内转录过程中不可或缺的酶类。
本文将从RNA聚合酶的结构和功能两个方面详细介绍其作用机制。
一、RNA聚合酶的结构1.1 RNA聚合酶的组成RNA聚合酶由多个亚基组成，包括核心亚基和辅助亚基。
核心亚基主要有五个：α、β、β'、ω和σ，其中α和ω为常规亚基，而β、β'和σ则被认为是特异性亚基。
辅助亚基则包括不同类型的因子，如启动因子和调节因子等。
1.2 RNA聚合酶的空间结构RNA聚合酶呈现出一个类似于人类手掌的结构形态，其中手掌部分由核心亚基组成，而手指部分则由辅助因子组成。
在整个结构中，核心亚基负责催化反应，并且通过与DNA模板序列相互作用来确保正确的RNA序列被产生。
RNA聚合酶在其手掌部分具有一个活性中心，该中心由多个亚基共同组成。
其中，β和β'亚基形成了DNA模板的通道，而α、ω和σ亚基则负责催化反应。
这个活性中心能够将核苷酸三磷酸（NTP）与RNA链的3'-OH端连接起来，形成RNA链。
二、RNA聚合酶的功能2.1 RNA聚合酶的转录作用RNA聚合酶主要负责转录DNA序列为RNA序列的过程。
在这个过程中，RNA聚合酶通过与DNA模板序列相互作用，并且利用其活性中心催化反应，将核苷酸三磷酸（NTP）与RNA链的3'-OH端连接起来，形成RNA链。
2.2 RNA聚合酶的启动因子在细胞内转录过程中，启动因子对于RNA聚合酶起到了至关重要的作用。
启动因子能够与RNA聚合酶结合，并且帮助其识别DNA模板序列上的起始点。
一旦识别到起始点后，RNA聚合酶就能够开始进行转录作用。
除了启动因子之外，在细胞内转录过程中，调节因子也能够对RNA聚合酶起到重要的作用。
调节因子能够与RNA聚合酶结合，并且帮助其识别DNA模板序列上的特定区域。
这些调节因子能够影响RNA聚合酶的活性，并且在细胞内控制基因表达水平。
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60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非