真核生物基因的转录

真核生物基因的转录

第三节 真核生物基因的转录

真核生物基因的转录

一、真核生物基因转录概述(一)真核生物的转录和原核生物转录的不同点： 真核生物的转录和原核生物转录的不同点： 1、原核细胞只有一种RNA聚合酶，而真核细胞 原核细胞只有一种RNA聚合酶， RNA聚合酶 有三种聚合酶； 有三种聚合酶； 2、启动子的结构特点不同，真核基因有三种不 启动子的结构特点不同， 同的启动子和有关的元件； 同的启动子和有关的元件； 3、真核基因的转录有很多蛋白质因子的介入。 真核基因的转录有很多蛋白质因子的介入。

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聚合酶( (二)真核生物RNA聚合酶(三种) 真核生物 聚合酶 三种)类型 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 转录产物 rRNA:18s,5.8s,28s hnRNA 对鹅膏蕈碱的反应 不敏感 高度敏感

tRNA,5srRNA,snRNA 不同物种敏感性不同

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聚合酶( (三)真核生物RNA 聚合酶(RNA Pol II) 真核生物 )个亚基组成， 由8~14个亚基组成，分子质量为 个亚基组成 分子质量为500KDa250KDa

与模板结合；与转录起始、 与模板结合；与转录起始、延伸有关 与DNA、底物和新生的 、底物和新生的RNA结合 结合 负责酶的装配

130KDa

40KDa

40KDa

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附：真核基因在转录时RNA聚合酶需要多种 真核基因在转录时RNA聚合酶需要多种 RNA聚合酶 转录因子的协助 转录因子的协助TBP

Pol I

TAFIs

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(四)转录因子1、通用因子 通用因子(General factor) 因子 是所有启动子起始RNA合成所必须 (1)是所有启动子起始 合 聚合酶在起始位点周围形成复 周围形成复合 (2)与RNA 聚合酶在起始位点周围形成复合体， 决定起始的位 起始的位置 并决定起始的位置。TBP

Pol I

TAFIs

Pol III TF III B (B’’, TBP, BRF)

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2、上游因子(Upstream factor) 上游因子(1)识别并与启动子上游元件结合 与上游元件结合可增加转录起始的效率 增加转录起始的 (2)与上游元件结合可增加转录起始的效率上游元件 UBF1 Startpoint

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(五)启动子RNA 聚合酶Ⅰ的启动子：位于转录起点上游 聚合酶Ⅰ的启动子： RNA 聚合酶Ⅱ的启动子：位于转录起点上游 聚合酶Ⅱ的启动子： RNA 聚合酶 的启动子：位于转录起点下游 聚合酶III的启动子 的启动子：

基因内启动子

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二、RNA 聚合酶 I 基因的转录基因( (一)rRNA基因(Ribosomal RNA Genes ) 基因 多拷贝基因

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聚合酶Ⅰ (二)RNA聚合酶Ⅰ启动子 聚合酶1、核心启动子(core promoter)或核心元件： 核心启动子( ) 核心元件： 位于+20,负责转录的起始。 位于-45 ~ +20,负责转录的起始。 2、上游控制元件(upstream control element ): 上游控制元件( 位于-180 ~ -107,可增加转录起始的效率。 107,可增加转录起始的效率。 位于CTCCGAGTCGNNNNNNTGGGCCGCCGG

startpoint

上游控

制元件( 上游控制元件(UCE) )

核心启动子( 核心启动子(core element) )-110 -40 +20

-170

人类RNA Pol I的启动子 人类 的启动子

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的辅助因子(UBF1 & SL1) (三)RNA Pol I的辅助因子 的辅助因子1、上游结合因子(UBF1) 、上游结合因子( ) (1)可以与 )可以与UCE结合 结合 (2)可与核心元件的一段序列结合 ) (3)两个 通过蛋白- )两个UBF1通过蛋白-蛋白相互作用而相互结 通过蛋白 导致在两个结合位点间的DNA形成一个环状 合，导致在两个结合位点间的 形成一个环状 结构。 结构。UBF1

UBF1

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2、选择因子1(SL1) 、选择因子 ( ) (1)组成：4个亚基 )组成： 个亚基 a、TBP (TATA-binding protein): 、 是保证RNA pol 准确结合到起始位点的一个 是保证 关键因子 b、其他的三个亚基TAF:( 、其他的三个亚基 ：(TBP 相关因子) 相关因子) :( 转录所需的亚基称为TAFI 为RNApol I转录所需的亚基称为 转录所需的亚基称为 聚合酶正 (2)功能：是使RNA 聚合酶正确的定位在起始 功能： 位点。 位点。

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RNA 聚合酶 I 基因转录起始CTCCGAGTCGNNNNNNTGGGCCGCCGG

startpoint

上游控制元件(UCE) 上游控制元件( )

核心启动子( 核心启动子(core element) )-110 -40

-170

+1

+20

UBF1TBP SL1

UBF1

TAFIs

TBP

Pol I

TAFIs

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聚合酶III 三、RNA 聚合酶 基因的转录(一)tRNA基因的转录 基因的转录 1、启动子 基因内启动子 、启动子----基因内启动子 (1)启动子的两个保守序列： )启动子的两个保守序列： A框(5’-TGGCNNAGTGG-3’); 框 ； B框(5’-GGTTCGANNCC-3’) 框 框和B框编码的序列 (2)A框和 框编码的序列： ) 框和 框编码的序列： A框----D-loop; B框---- TψC-loop 框 ； 框

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2、tRNA基因转录因子 、 基因转录因子(1)TFⅢC:识别 ) Ⅲ :识别boxB 框上游50kb上游序列结合 (2)TFⅢB:与A框上游 ) Ⅲ : 框上游 上游序列结合 a、组成: TBP、BRF、B” 、组成 、 、 b、功能：是RNA聚合酶Ⅲ真正的起始因子 、功能： 聚合酶Ⅲ 聚合酶