真核生物转录机理与调控汇总讲解
真核生物转录水平的调控机制
真核生物转录水平的调控机制一、转录因子转录因子是真核生物转录水平调控的重要环节。
它们可以识别和结合DNA上的特异序列，从而调控基因的表达。
根据结合位点的不同，转录因子可以分为上游启动子元件和增强子元件两类。
上游启动子元件主要包括TATA box和CAAT box等，而增强子元件则是一种具有增强基因转录功能的DNA序列。
二、染色质重塑染色质重塑是真核生物基因表达调控的重要机制之一。
染色质重塑可以改变染色质的结构，从而影响基因的表达。
染色质重塑过程中，染色质重塑复合物可以将核小体从DNA上移除或重新排列，从而改变染色质的可及性。
此外，染色质重塑还可以影响DNA的甲基化水平，进一步调控基因的表达。
三、miRNA和siRNAmiRNA和siRNA是真核生物中的非编码RNA，它们可以通过与mRNA的特异性结合来调控基因的表达。
miRNA和siRNA可以与mRNA 的3'UTR结合，导致mRNA的降解或翻译抑制，从而调控基因的表达。
此外，miRNA和siRNA还可以通过与转录因子或染色质重塑复合物等相互作用，影响基因的转录和表达。
四、转录起始和延伸转录起始和延伸是真核生物转录水平调控的重要环节。
转录起始和延伸过程中，RNA聚合酶可以识别启动子元件并开始转录，然后沿着DNA序列向下游移动并合成RNA。
在这个过程中，转录起始和延伸复合物可以与RNA聚合酶相互作用，从而影响转录的效率和方向。
此外，一些转录因子也可以与RNA聚合酶相互作用，进一步影响基因的表达。
五、转录后修饰真核生物中的RNA聚合酶可以使用各种转录后修饰来修饰其转录产物。
这些修饰可以包括mRNA的加尾、编辑、剪接和稳定性等。
这些过程可以影响mRNA的翻译效率和稳定性，从而影响基因的表达。
此外，一些蛋白质也可以通过磷酸化、乙酰化或甲基化等修饰来影响基因的表达。
六、细胞周期与细胞分化细胞周期和细胞分化是真核生物细胞生命活动中的重要过程，也是转录水平调控的重要方面。
真核细胞核内转录的调控机制
真核细胞核内转录的调控机制随着科技的不断进步和人类对生命本质的深入探索，现在我们已经掌握了许多生命的奥秘。
其中，一个重要的领域就是细胞核内转录的调控机制。
真核细胞中的基因包含在DNA序列中，它们的表达需要受到许多不同的调控因素的影响，其中最核心的是转录因子和蛋白质调控因子。
本文将从三个方面探讨真核细胞核内转录的调控机制。
一、转录因子的作用转录因子是真核细胞中一类能够结合到基因的DNA序列上并影响RNA聚合酶启动复合物形成的蛋白质。
转录因子的作用与调控机制密切相关，它们的结合位置和方式可以对基因表达进行直接或间接的调节。
在转录因子中，可以将它们按照其结构域的不同分为许多种类，如启动子结合因子、增强子/转录因子复合物、转录抑制因子等等。
每一类转录因子都有其专属的识别靶基因序列，可以按照这些特性对其进行鉴定和分类。
二、蛋白质调控因子的作用蛋白质调控因子是指那些不能直接与DNA结合，但能够通过转录因子来影响基因表达的蛋白质。
蛋白质调控因子包括了许多种类，如染色质修饰酶、组蛋白重构蛋白以及其他的辅助蛋白质等等。
这些蛋白质调控因子可以在基因表达的不同阶段发挥作用，包括转录前、转录中和转录后。
三、染色质修饰的作用染色质修饰是指在基因表达过程中通过对染色质的修饰来调控基因表达的活性、位置和时相性。
染色质是基因表达的情况与细胞状态紧密相关的部分，它把DNA沉积和稳定在一个三维的结构中，而这个结构也同时影响着基因的表达情况。
染色质修饰由许多不同类型的酶完成，如乙酰化酶、脱乙酰化酶、甲基化酶、去甲基化酶等等。
总结起来，真核细胞核内转录的调控机制是一个非常复杂和多元化的过程，它包含了许多不同的因素和调节方式。
这些调控因素可以直接或间接地影响基因的表达情况，从而导致真核细胞在不同的生理状态下实现基因组的差异表达。
对于我们深入探究真核细胞和生命的本质，了解这些调控机制也具有重要的意义。
真核基因转录的负调控机理
真核基因转录的负调控机理引言：真核生物的基因转录是一个复杂的过程，需要多个调控因子的参与。
其中，负调控机制起着重要的作用，通过抑制基因的转录来控制基因的表达水平。
本文将重点介绍真核基因转录的负调控机理，包括转录抑制因子和其作用机制等方面。
一、转录抑制因子的分类转录抑制因子是能够抑制基因转录的蛋白质分子，可分为转录抑制因子和共抑制因子两大类。
1. 转录抑制因子转录抑制因子是直接与DNA结合并阻碍RNA聚合酶的结合，从而阻止转录的发生。
这些因子通常结合到基因的启动子区域，阻碍转录起始复合物的形成，进而抑制基因的转录。
转录抑制因子的结构多样，包括一些转录抑制结构域，如转录抑制结构域1（TRD1）和转录抑制结构域2（TRD2）等。
2. 共抑制因子共抑制因子是与转录激活因子相互作用的蛋白质分子，通过与转录激活因子结合，阻碍其与转录复合物的形成，从而抑制基因的转录。
共抑制因子通常结合到转录激活因子的激活结构域或DNA结合结构域，从而影响其功能。
二、转录抑制因子的作用机制转录抑制因子通过多种机制实现对基因转录的负调控。
以下是几种常见的转录抑制机制：1. 空间阻隔转录抑制因子能够通过占位作用来阻隔转录激活因子与DNA结合。
在基因的启动子区域，转录抑制因子结合到DNA上，形成一个物理屏障，妨碍转录激活因子的结合。
这样一来，转录激活因子无法与转录复合物结合，导致基因的转录被阻止。
2. 修饰酶活性转录抑制因子还可以通过修饰酶活性来抑制基因的转录。
一些转录抑制因子可以直接与转录激活因子结合，并改变其修饰酶活性，从而影响转录复合物的形成。
例如，转录抑制因子可以激活组蛋白去乙酰化酶（HDAC），使其去乙酰化染色质，导致基因的沉默。
3. 转录复合物的解聚转录抑制因子还可以通过解聚转录复合物来抑制基因的转录。
转录复合物是由多个蛋白质组成的复合物，包括转录激活因子、RNA聚合酶和其他辅助因子。
转录抑制因子能够与转录复合物中的某些成分结合，改变其构象，导致复合物的解聚，从而抑制基因的转录。
真核生物转录及转录水平的调控课件
亮氨酸拉链
碱性结构
一种亮氨酸拉链二聚体对DNA
bZIP蛋白的亮氨酸拉链和碱性结构域
2. HTH结构（helix-turn-helix）
• HTH结构(基序)的特点是两段α螺旋之间由一段 常含脯氨酸的10氨基酸左右的肽连结，使两段α 螺旋形成一个固定的角度。
• 同源异型域（homeodomains）也属于HTH结 构（图14-18）。
dimer
Three major categories of transcription factor protein.
dimer
C2H2锌指结构的特点
①通过锌离子把四个氨基酸（2个组氨酸和2个半胱氨酸的协 调作用）连在一起;
②锌指的一端与α-螺旋相连; ③锌指与DNA的结合是通过“锌指”的C端进行; ④每个“指”通过形成两个序列特异的DNA接触点（α-螺
３)RNA聚合酶I的启动子及转录的起始
UCE
core promo+t1er
• UBF+UPE UBF • UBF+Part of
core promoTteArF1X3
• Two UBF TBP interaction causing DNA to forTmBPa loopSL1
RNA 聚合酶
UBF UBF
• 第四个部位是增强子（enhancer），又称远上游序列（far upstream sequence）。一般都在-1OO以上。
2) Enhancer 的结构与功能
☆增强子（Enhancer）和沉默子（Silencer） 是远上游调控元 件，具有远距离，方向和位置非依赖性，部分具有组织细胞类 型。
１)RNA聚合酶I启动子及其转录起 始
M-O 真核生物的转录与转录调控
增强子作用 机理：
（3）沉默子：某些基因含有负性调节元件—— 沉默子，当其结合特异蛋白因子时，对基因转 录起阻遏作用。
启动子对转录的影响
• 原核基因启动区范围较小
TATAAT中心位于－7－－10；上游－30－－70区为正调 控因子结合序列；＋1－－20为负调控因子结合序列
RNA聚合酶III基因：5S与tRNA基 因的转录
• RNA聚合酶III 核质中，由16或更多亚基构成，负
责转录5S rRNA的前体，tRNA，其他snRNA和胞质 RNA
• tRNA基因 转录控制区位于转录单元内的转录起始
位点之后。
• 有两个高度保守的序列，即A框(5’TGGCNNAGTGG3’ ) 和B框(5’ GGTTCGANNCC3’)。
约10%
存在物种特异性
RNA聚合酶亚基
•每种RNA聚合酶均含有12个或更多的不同亚基 •每种RNA聚合酶均含有类似于E.Coli core RNA polymerase的亚基，最大的两个亚基彼此相似 ，并与E.coli RNA聚合酶的ß和ß ’亚基相似，其 他亚基与E.coli 聚合酶中的a亚基具有同源性。 •另外还有五种亚基在这三种聚合酶中是共同的 ，剩下的其他的亚基是各种聚合酶所特有的。
Helix 3 of the homeodomain binds in the major groove of DNA, with helices 1 and 2 lying outside the double helix. The N-terminal arm lies in the minor groove, and makes additional contacts.
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。
第二节真核基因转录水平的调控(精)
第二节真核基因转录水平的调控一、真核生物的RNA聚合酶有三种RNA聚合酶：RNA聚合酶Ⅰ；RNA聚合酶Ⅱ；RNA聚合酶Ⅲ。
二、真核基因顺式作用元件（一）、顺式作用元件概念指DNA上对基因表达在调节活性的某些特定的调控序列，其活性仅影响其自身处于同一DNA分子上的基因。
（二）、种类启动子、增强子、静止子1、启动子的结构和功能启动子与原核启动子的含义相同，是指RNA聚合酶结合并起动转录的DNA序列。
但真核同启动子间不像原核那样有明显共同一致的序列。
而且单靠RNA聚合酶难以结合DNA而起动转录，而是需要多种蛋白质因子的相互协调作用。
RNA聚合酶Ⅱ启动子结构1）TATA框（TATA frame）：其一致顺序为TATAA(TAA(T。
TATA框中心在-30附近，相当于原核的-10序列（pribnow box）。
对大多数真核生物来说，RNA聚合酶与TATA框牢固结合之后才能开始转录。
TATA框的左右富含G┇C 序列，这就有利于该框与RNA聚合酶形成开放性启动子复合物。
2）CAAT框（CAAT frame）：位置在-75附近，一致序列为GGC(TCAATCT。
CAAT框可能控制着转录起始的频率。
（3）GC框在-90bp左右的GGGCGG序列称为GC框。
一个在-30—+15即核心启动子(core promoter element，另一为上游启动子区(upstream promoter element在-150—-50，不同物种的启动子因子有显著差异，启动子区没有和mRNA的TATA和CAAT盒顺序，故物种间大前体-rRNA基因的转录起始是不同的。
基因间间隔含一个或几个终止信号可终止其之前的基因的转录而其本身不转录，间隔区含多种反向顺序可作为增强子结合转录因子2、增强子的结构和功能增强子（enhancer）：又称为远上游序列（far upstream sequence 。
它是远距离调节启动子以增加转录速率的DNA序列，其增强作用与序列的方向无关，与它在基因的上下游位置无关。
真核生物基因转录调控专家讲座
(eg. bZIP结构P262;bHLH结构P263)。
二聚化（dimerization）就是指两分子 蛋白质单体（monomer）经过一定结构域 结合成二聚体。
二聚体包含同二聚体（homodimer）， 异二聚体（heterodimer）。
二、真核基因表示调控特点
（二）活性染色体结构改变
真核生物基因转录调控专家讲座
功效上相关一组基因，不论其为何种表示方 式，在一定机制控制下，调调整（coordinate regulation）。
真核生物基因转录调控专家讲座
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四、基因表示调控生物学意义
㈠适应环境、维持生长和增殖 编码基因表示是否及水平决定
了细胞内某种功效蛋白质分子有或 无、多或少等数量改变。
结构、功效及其相互关系
真核生物基因转录调控专家讲座
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序言(introduction)
Central dogma
真核生物基因转录调控专家讲座
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序言(introduction)
真核生物基因转录调控专家讲座
第4页
第一节 基本概念与原理
Basic Conceptions and Principle
㈡维持个体发育与分化 在同一生长发育阶段，不一样
组织器官内蛋白质分子分布差异是 调整细胞表型关键。
真核生物基因转录调控专家讲座
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HOX mutant Antenna—leg
左、正常果蝇触角为具芒触角，右、突变果蝇触角发育为足
真核生物基因转录调控专家讲座
第14页
Bithorax mutant
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“Well, I prefer BRE and DPE.”
TATA box
-10 box TATAAT
TATAAA
TATA框最常出现在特殊的基因里
Specialized genes Housekeeping genes Genes of development
A large rRNA precursor for 5.8S, 18S, and 28S rRNAs
hnRNAs (precursors for mRNAs) and most of the snRNAs
Precursors for 5S rRNA and 4.5S tRNAs, and U6 snRNA, etc.
TATA box + – –
DPE: Downstream Promoter Element
G
A T
CG
Initiator / 起始子 PyPyAN TAPyPy
drive basic transcription 驱动基础转录
BRE: TFIIB Recognition Element
GGG CCA
Locations of RNA polymerase Nucleolus ( RNA polymerase I )
Nucleoplasm ( RNA polymerase II and III )
RNA polymerase I
rRNA precursor
RNA polymerase I Processing
Prokaryotic promoter
Eukaryotic promoter
4.2 Eukaryotic Promoters
TFIIB识别元件 TATA框
起始子
上游启动子 元件
下游启动子 元件
Eukaryotic promoter
“I would like to have TATA box and Initiator as
Transcription in Eukaryotes: Mechanism and Regulation
Prokaryote
Eukaryote
Transcription in Eukaryotes: Mechanism and Regulation
Transcription in prokaryotes
RNA polymerase III Processing
4.5S tRNAFra bibliotek5SU6
rRNA snRNA
Three types of RNA polymerase and its transcript in Eukaryotes
Transcription in Eukaryotes
Transcripition
Transcripition of mRNA and
Transcripition of tRNA and
of rRNA gene snRNA genes 5S rRNA gene
RNA Pol I RNA Pol II RNA Pol III
mRNA
4.2 Eukayotic Promoters
4.2 Eukayotic Promoters
5.8S rRNA
18S rRNA
28S rRNA
RNA polymerase II
mRNA
RNA polymerase II Translation
RNA precursor Processing
Protein
snRNAs
RNA polymerase II
Rpb1、Rpb2和 Rpb3称为‘核心亚基’
CGCC
4.3 General Transcription Factors and Initiation
真核生物 RNA polymerase II: “I need help from other proteins.”
IIB
IIF
IIA IID
IIE IIH
TATA
RNA pol II
box
前起始复合体
Molecular Biology Chaper 4
Transcription in Eukaryotes: Mechanism and Regulation
Content
4.1 Eukaryotic RNA polymerases 4.2 Eukaryotic Promoters 4.3 General Transcription Factors and Initiation 4.4 Specific Transcription Factors and Transcriptional Regulation 4.5 Structures of specific transcription factors 4.6 Experiments
Holoenzyme: Core enzyme (β’, β & α) + Subunit σ RNA pol II: Core subunits (1, 2 & 3) + Subunits 4-12
RNA polymerase II
蟹钳
RNA polymerase III
RNA precursor
原核生物 RNA 聚合酶
4.3.1 TFIID
4.1 Eukaryotic RNA polymerases
T表ab4le.15.1 Eukaryotic RNA polymerases and their roles
表 4表.15.1
真核生物 RNA 聚合酶 和它们的作用
Polymerase Location
Products
Polymerase I N核u仁cleolus Polymerase II N核u基cle质oplasm Polymerase III N核u基cle质oplasm
Transcription in Eukaryotes: Mechanism and Regulation
Specific transcription
factor
General transcriptio
n factors
General transcription
factors
Eukaryotic RNA polymerase II and transcription factors