第三章转录及转录调控详解演示文稿
转录及转录调控

(二)转录延长 1. 与原核生物大致相似,
没有转录与翻译同步的现象。 2. RNA-pol前移,核小体移位和解聚现象。
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核小体
RNA-Pol
转
转录方向
录
延
长
中
的
核
RNA-Pol
小
体
移
位
RNA-Pol
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(三)转录终止 —— 和转录后修饰密切相关。
转录终止修饰点: DNA读码框架下游的一组AATAAA和GT共同
原核生物启动子保守序列
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转录起始点
1、 转录开始的位置
超过90%的转录起始点为嘌呤核苷酸,在转录 起始点有一保守序列:MCATMM,A是转录 始点。 M:A或C或G
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—10序列
2、 —10序列,位于转录起始位点上游— 10bp左右,有一个6个碱基组成的保守 序列TATAAT,是RNA聚合酶结合的部 位,又称为TATA盒或Pribnow盒。
8/3/2020
转录起始过程:
2. DNA局部解链 RNA聚合酶挤入DNA双链中,解链长度约
12~17个核苷酸, 拓扑异构酶参与。 形成开放转录复合物(二元复合物)
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转录起始过程:
3. 在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应, 形成转录起始复合物。
5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + ppi
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发夹式结构和寡聚U的共同作用使RNA从三元 复合物中解离出来。
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终止效率与 二重对称序列 (至少6bp)和 寡聚U(至少4个 U)的长短有关, 长度↑,终止效 率↑。
第三讲 转录及转录前调控

时间特异性:只在发育的某个特定时期或者某些 时期表达的基因 分析方法空表达模式
空间特异性:基因表达的组织细胞特异性 分析方法:原位杂交(in situ hybridization)
文昌鱼晚期神经 胚的横切面,示 AmphiMDF基因 在肌节区的表达。
二、核潜能的限定 2.细胞核具有潜在的全能性
关于分化细胞核潜能限定的观点长期以来存在着争议。 有些学者认为用已分化细胞核进行的移植实验在很多情况下不能获得 正常发育胚胎的原因,主要是由于核移植的方法使已分化细胞核突然 进入了一个高频率分裂的陌生胞质环境,容易引起染色体断裂。 为真正评价细胞核的潜能,人们采用核克隆技术(nuclear cloning)。 已分化细胞的核经历一系列的移植后,其中有些细胞核变得可以指导 整个有机体的发育。
分子生物学证据
附图1:胚胎学证据:已分化的细胞仍具有发育成为其它细胞的潜力
蝾螈(早期背唇) 海胆(早期细胞全能性)
附图2:转决定
生殖器
移植成虫盘(果蝇器官原基,命运已决定细胞)实验
-- 眼成虫盘移植到另一个幼虫的腹部,后者腹部长出一只眼睛。已决定的 细胞,发育命运稳定; --触角成虫盘多次移植后,部分触角成虫盘细胞分化形成成体果蝇的腿、 翅、嘴。
已决定但尚未终末分化的细胞,突然改变了它的发育程序的事件——转决定
附图3:转化(metaplasia):已分化的细胞转分化为其它类型细胞的现象
e.g., 鸡视网膜表皮色素细胞在含透明质酸酶、血清、苯硫脲的条件下培养后转 变为晶体状细胞。
二、核潜能的限定 1.在发育中核潜能被限定
大量的证据表明,随着细胞的分化,核的潜能逐 渐被限定。
转录和转录水平的调控要点讲课讲稿

转录和转录水平的调控要点讲课讲稿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、n类和第"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:a 2 3 3 '称为核心酶,转录延长只需核心酶即可。
a 2 3 3 ' b称为全酶,转录起始前需要b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-pol I、H、川三种,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。
真核生物转录及转录水平的调控上精品PPT课件

和原核生物转录相比,真核生物转录需要3 种RNA聚合酶, 需要基本和特异转录因子协同 作用识别。
基本转录调控因子-RNA聚合酶[基本转录机 器]控制着基因的低水平表达,而特异(+/-) 转录调控因子结合在特异(+/-)调控元件改 变DNA构象(染色质重塑或核小体解聚)暴 露出启动子区域并直接或间接通过中介蛋白复 合体调控基本转录机器起始频率。
识别和结合TATA框
与PolⅡ结合,参与解链
磷酸化RNA聚合酶大亚基CTD, 转录起始所必需
真核生物转录因子的结构
转录调控域(激活或抑制) DNA结合域(和启动子调节元件结合) 二聚体结构域 (同源或异源单体结合) 细胞核定位信号(通过核孔进入细胞核的
氨基酸短序列)
DNA结合域
1. HTH结构 2.碱性结构域 3.锌指结构
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
演讲人:XXXXXX 时 间:XX年XX月XX日
特异转录因子招募组蛋白乙酰化酶或染色质重塑因子改变染 色质的紧密程度从而影响转录因子与启动子结合。
结束语
当你尽了自己的最大努力时,失败也是伟大的, 所以不要放弃,坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
原核和真核细胞基因表达的区别
真核细胞的三种RNA聚合酶
酶
位置
产物
对α-鹅膏菌素的敏感性
RNA polⅠ 核仁 pre-rRNA [28S 18S 5.8S]
RNA polⅡ
转录及转录调控参考幻灯片

4、作用部位间隔区
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-35序列和-10序列之间的间隔区碱基序列对转录起始并 不重要。
-35序列和-10序列之间的间隔区长度对转录很重要。
实验结果表明: -35序列和-10序列之间的间隔区长度 为17bp时转录效率最高。
大多数启动子为16~18bp
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一、原核生物转录的起始
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RNA聚合酶保护区 结构基因
5
3
3
16
5
5
3
-50 -40 -30 -20 -10 1 10
3
5
-35 区
-10 区
开始转录
TTGACA AA C T G T
T A T A A T Pu A T A T T A Py
RNA-pol辨认位点 (Pribnow box) (recognition site)
7
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相关概念
8
模板链(template strand)有意义链或Watson链: DNA双链中,能按碱基配对规律指引转录,生成RNA的 一股单链。
编码链(coding strand)反义链或Crick链: DNA双链 中碱基序列与RNA一致的一股链。
结构基因
转录方向
编码链 模板链
转录方向
模板链 编码链
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高度的忠实性(high fidelity)
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转录的忠实性是指一个特定基因的转录具有 固定的起点和固定的终点,而且被转录产生的剪 基序列,严格遵守碱基互补原则。
然而,转录出错率高于复制出错率 原因:RNA聚合酶没有校读功能
12/23/2019
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4、作用部位间隔区
-35序列和-10序列之间的间隔区碱基序列对转录起始并 不重要。
➢ -35序列和-10序列之间的间隔区长度对转录很重要。
➢ 实验结果表明: -35序列和-10序列之间的间隔区长度 为17bp时转录效率最高。
大多数启动子为16~18bp
11/20/2020
一、原核生物转录的起始
1. 亚基脱落,RNA–pol聚合酶核心酶变构, 与模板结合松弛,沿着DNA模板前移;
2. 在核心酶作用下,NTP不断聚合,RNA链 不断延长。 (NMP) n + NTP (NMP) n+1 + PPi
3. 转录空泡的形成:
11/20/2020
转录空泡(transcription bubble):
转录起始需解决两个问题: 1. RNA聚合酶必须准确地结合在转录模板的起
始区域。
2. DNA双链解开,使其中的一条链作为转录的 模板。
11/20/2020
转录起始过程:
1. 辨认起始位点: 亚基辨认启动子的-35区,RNA聚合酶全
酶(2)与模板疏松结合。 酶滑行到-10区,通过亚基与模板牢固
结合。 形成闭合转录复合物(二元复合物)
特点:不同的启动子,其位置略有不同 不同的启动子,每个碱基出现的频率不 同。
11/20/2020
—35序列
3、—35序列:位于转录起始位点上游35bp处, 故称—35序列,有一个6个碱基组成的保守序 列TTGACA.
➢ 不同启动子的—35序列的每个碱基出现的频率 不同。
➢ —35序列是RNA聚合酶初始结合的部位 ➢ —35序列的核苷酸结构决定了启动子的强度
原核生物启动子保守序列
11/20/2020
转录起始点
1、 转录开始的位置
超过90%的转录起始点为嘌呤核苷酸,在转录 起始点有一保守序列:MCATMM,A是转录 始点。 M:A或C或G
11/20/2020
—10序列
2、 —10序列,位于转录起始位点上游— 10bp左右,有一个6个碱基组成的保守 序列TATAAT,是RNA聚合酶结合的部 位,又称为TATA盒或Pribnow盒。
高度的进行性(highly progressive)
正常的转录一旦发生,就不会中途停止,转录终止 前RNA聚合酶不从模板链解离下来
一旦RNA聚合酶从模板链解离,则解离下来的 酶不可能与解离点重新结合
11/20/2020
第二节 原核生物转录
11/20/2020
一、原核生物转录相关结构和酶
(一)原核生物的RNA聚合酶
1969年Roberts研究发现的控制转录终止的蛋白质。
因子:又称释放因 子,六聚体蛋白, 可以水解NTP,
其解旋酶促使新生 RNA链从三元转录复 合物中解离出来, 从而终止转录。
11/201/42020
(三)启动子结构
启动子是基因表达不可缺少的重要调控序列。没 有启动子,基因就不能转录。原核生物启动子是由两 段彼此分开且又高度保守的核苷酸序列组成,对 mRNA的合成极为重要。
11/20/2020
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11/20/2020
11/20/2020
相关概念
模板链(template strand)有意义链或Watson链: DNA双链中,能按碱基配对规律指引转录,生成RNA的 一股单链。
编码链(coding strand)反义链或Crick链: DNA双链 中碱基序列与RNA一致的一股链。
11/20/2020
转录起始过程:
2. DNA局部解链 RNA聚合酶挤入DNA双链中,解链长度约
12~17个核苷酸, 拓扑异构酶参与。 形成开放转录复合物(二元复合物)
11/20/2020
转录起始过程:
3. 在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应, 形成转录起始复合物。
5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + ppi
-10序列及起始位点处发生局部解链,形成 开放转录复合物
在β亚基的催化下,形成RNA的第一个磷酸 二酯键,由DNA模板、RNA聚合酶、新生RNA 链组成转录起始复合物(三元复合物)。
σ因子从全酶上解离,核心酶与DNA的亲和 力下降,三元复合物在DNA链上移动,继续 合成RNA.
11/20/2020
二、转录延长
核心酶 core
enzyme
全酶 holoenzyme
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亚基
ω
分子量
36512 150618 155613 11000 70263
功能
决定哪些基因被转录 催化功能
结合DNA模板 功能尚不清楚 辨认起始点
σ亚基结合位点:-35序列 β‘亚基结合位点:-10序列
(二) ρ因子
第三章转录及转录调控详解演示文稿
优选第三章转录及转录调控
转录单位
转录单位:一个转录区段可视为一个转录单位,包括 若干个结构基因及其上游的调控序列。
启动子
转录单位
终止子
+1
转录起点
编码区(开放阅读框)
转终点
11/20/2020
不对称转录(asymmetric transcription) * 在DNA分子双链上某一区段,一股 链可转录,另一股链不转录; * 模板链并非永远在同一单链上。
结构基因
转录方向
编码链 模板链
转录方向
模板链 编码链
11/20/2020
高度的忠实性(high fidelity)
转录的忠实性是指一个特定基因的转录具有 固定的起点和固定的终点,而且被转录产生的剪 基序列,严格遵守碱基互补原则。
然而,转录出错率高于复制出错率 原因:RNA聚合酶没有校读功能
11/20/2020
11/20/2020
RNA聚合酶保护区 结构基因
5
3
3
5
5
3
-50 -40 -30 -20 -10 1 10
3
5
-35 区
-10 区
开始转录
TTGACA AA C T G T
T A T A A T Pu A T A T T A Py
RNA-pol辨认位点 (Pribnow box) (recognition site)
转录起始复合物(三元复合物): RNA聚合酶-DNA 模板-四磷酸二核苷酸
RNApol (2) - DNA - 5'pppGpN- OH 3
11/20/2020
● 原核生物转录起始复合物
σ因子与核心酶形成全酶,σ因子发现起始 位点,全酶与-35序列结合,酶分子向-10序 列转移并牢固结合。形成闭合转录复合物