分子生物学 第6章 真核生物的转录分解
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•Molecular Biology Course
第六章 真核生物基因的转录
教学要求
理解真核生物基因转录的特点 掌握聚合酶I、聚合酶Ⅱ和酶III作用基因 转录的起始 了解真核生物基因转录所参与的转录因 子
主要内容
第1节 三种RNA聚合的特性和功能
第2节 聚合酶I基因：核糖体重复 第3节 RNA聚合酶III基因：5s 和tRNA转录 第4节 RNA聚合酶II基因：启动子和增强子 第5节 通用转录因子与RNA聚合酶II的起始
RNApolⅡ亚基组成：
分子量500KDa,含两个大亚基和 7~12 个小亚基 大亚基中有 C 末端结构域 (carboxy terminal domain，CTD) CTD中含一保守氨基酸序列的多个重复
Tyr－Ser－Pro－Thr－Ser－Pro－Ser
C 端重复七肽
不同生物中重复数目不一 样（酶活性）
Similar Structures of Bacterial (left) and Eukaryotic (right) RNA Polymerases
Section M Transcription in Eukaryotes
二、真核生物RNA聚合酶的活性 转录机制与大肠杆菌RNA聚合酶相似 (How?) 需要辅助因子才能结合到DNA上
Molecular Biology
Eukaryotic RNA polymerase activities
Like bacterial RNA polymerases, each of the eukaryotic enzymes catalyzes transcription in a 5’ to 3’ direction and synthesizes RNA complementary to the antisense template strand. •The reaction requires the precursor nuckeotides ATP，GTP， CTP and UTP and does not requires a primer for transcription initiation. •The purified eukaryotic RNA polymerases, unlike the purified bacterial enzymes, require the presence of additional initiation proteins before they are able to bind to promoters and initiate transcription.
UCE
Core element
-45
-100
+20
UCE: Upstream control element
RNA Pol I promoters in human cells
二、RNA聚合酶I启动子和结合因子
2. Upstream binding factor (UBF) 上游结 合因子
CTD中的 Ser和 Thr可被高度磷酸化
CTD中的 Ser和 Thr可被高度磷酸化 磷酸化的 RNApol Ⅱ被称为ⅡA 非磷酸化的 RNApol Ⅱ称为ⅡB
CTD参与转录 → ⅡB → ⅡA → 使 RNApol易于离开启动子进入延伸过程 （10倍）
Molecular Biology
二、RNA聚合酶I启动子和结合因子
1. RNA Pol I promoters 启动子
即Ⅰ型启动子，由2部分保守序列组成： –核心启动子（core promoter）或核心元件（ core element），位于-45到+20，负责转录的起 始。 –上游控制元件（upstream control element , UCE），从-180延伸到-107，可增加核心元件 的转录起始的效率。
mRNA rRNA
tRNA
snRNA scRNA 7S RNA micro RNA
Molecular Biology
RNA polymerase 亚基
– 500-700kDa, 12+ subunits, 含有两个大的亚 基 ������ • 最大亚基与大肠杆菌RNA聚合酶的 β’ 亚基相似， 另外一个与β亚基相似。 • 根据其结构与功能，可分为核心亚基、共同亚 基、非必需亚基
A single transcription unit
Tandem array
一、rRNA 基因的结构
2. 核仁的作用
rRNA基因簇排列成环一起组成核仁，即核
仁组织区域。
前rRNA转录物与rRNA基因一起包装成电镜
源自文库
下可见的“圣诞树结构”
rRNA的生产和修饰区域。
Christmas Tree Structures
第1节 三种RNA聚合的特性和功能
一、真核生物RNA聚合酶 二、真核生物RNA聚合酶的活性
一、真核生物RNA聚合酶
Type Location 位置
Nucleoli 核仁 Nucleoplasm 核质
RNA Pol I RNA Pol II
Transcription product a-amanitin 对α -鹅膏蕈碱的 转录产物 敏感性 Most rRNAs Insensitive 不敏感
hnRNA , snRNA Very sensitive 非常敏感 Moderately sensitive 中度敏感
RNA Pol III Nucleoplasm 核质
tRNAs, 5S rRNA, snRNA and other small RNAs
Molecular Biology
There Are Many Functional Classes of RNA
第2节 RNA聚合酶I基因：核糖体重复
一、rRNA 基因的结构 二、RNA聚合酶I启动子和结合因子 三、 其他rRNA基因
一、rRNA 基因的结构
1. 核糖体 RNA 基因
一个拷贝的18S，5.8S和28SrRNA基因组成一 个的转录单元 前RNA转录单元在基因组中成簇排列，中间被 非转录的间隔序列分开。
第六章 真核生物基因的转录
教学要求
理解真核生物基因转录的特点 掌握聚合酶I、聚合酶Ⅱ和酶III作用基因 转录的起始 了解真核生物基因转录所参与的转录因 子
主要内容
第1节 三种RNA聚合的特性和功能
第2节 聚合酶I基因：核糖体重复 第3节 RNA聚合酶III基因：5s 和tRNA转录 第4节 RNA聚合酶II基因：启动子和增强子 第5节 通用转录因子与RNA聚合酶II的起始
RNApolⅡ亚基组成：
分子量500KDa,含两个大亚基和 7~12 个小亚基 大亚基中有 C 末端结构域 (carboxy terminal domain，CTD) CTD中含一保守氨基酸序列的多个重复
Tyr－Ser－Pro－Thr－Ser－Pro－Ser
C 端重复七肽
不同生物中重复数目不一 样（酶活性）
Similar Structures of Bacterial (left) and Eukaryotic (right) RNA Polymerases
Section M Transcription in Eukaryotes
二、真核生物RNA聚合酶的活性 转录机制与大肠杆菌RNA聚合酶相似 (How?) 需要辅助因子才能结合到DNA上
Molecular Biology
Eukaryotic RNA polymerase activities
Like bacterial RNA polymerases, each of the eukaryotic enzymes catalyzes transcription in a 5’ to 3’ direction and synthesizes RNA complementary to the antisense template strand. •The reaction requires the precursor nuckeotides ATP，GTP， CTP and UTP and does not requires a primer for transcription initiation. •The purified eukaryotic RNA polymerases, unlike the purified bacterial enzymes, require the presence of additional initiation proteins before they are able to bind to promoters and initiate transcription.
UCE
Core element
-45
-100
+20
UCE: Upstream control element
RNA Pol I promoters in human cells
二、RNA聚合酶I启动子和结合因子
2. Upstream binding factor (UBF) 上游结 合因子
CTD中的 Ser和 Thr可被高度磷酸化
CTD中的 Ser和 Thr可被高度磷酸化 磷酸化的 RNApol Ⅱ被称为ⅡA 非磷酸化的 RNApol Ⅱ称为ⅡB
CTD参与转录 → ⅡB → ⅡA → 使 RNApol易于离开启动子进入延伸过程 （10倍）
Molecular Biology
二、RNA聚合酶I启动子和结合因子
1. RNA Pol I promoters 启动子
即Ⅰ型启动子，由2部分保守序列组成： –核心启动子（core promoter）或核心元件（ core element），位于-45到+20，负责转录的起 始。 –上游控制元件（upstream control element , UCE），从-180延伸到-107，可增加核心元件 的转录起始的效率。
mRNA rRNA
tRNA
snRNA scRNA 7S RNA micro RNA
Molecular Biology
RNA polymerase 亚基
– 500-700kDa, 12+ subunits, 含有两个大的亚 基 ������ • 最大亚基与大肠杆菌RNA聚合酶的 β’ 亚基相似， 另外一个与β亚基相似。 • 根据其结构与功能，可分为核心亚基、共同亚 基、非必需亚基
A single transcription unit
Tandem array
一、rRNA 基因的结构
2. 核仁的作用
rRNA基因簇排列成环一起组成核仁，即核
仁组织区域。
前rRNA转录物与rRNA基因一起包装成电镜
源自文库
下可见的“圣诞树结构”
rRNA的生产和修饰区域。
Christmas Tree Structures
第1节 三种RNA聚合的特性和功能
一、真核生物RNA聚合酶 二、真核生物RNA聚合酶的活性
一、真核生物RNA聚合酶
Type Location 位置
Nucleoli 核仁 Nucleoplasm 核质
RNA Pol I RNA Pol II
Transcription product a-amanitin 对α -鹅膏蕈碱的 转录产物 敏感性 Most rRNAs Insensitive 不敏感
hnRNA , snRNA Very sensitive 非常敏感 Moderately sensitive 中度敏感
RNA Pol III Nucleoplasm 核质
tRNAs, 5S rRNA, snRNA and other small RNAs
Molecular Biology
There Are Many Functional Classes of RNA
第2节 RNA聚合酶I基因：核糖体重复
一、rRNA 基因的结构 二、RNA聚合酶I启动子和结合因子 三、 其他rRNA基因
一、rRNA 基因的结构
1. 核糖体 RNA 基因
一个拷贝的18S，5.8S和28SrRNA基因组成一 个的转录单元 前RNA转录单元在基因组中成簇排列，中间被 非转录的间隔序列分开。