真核生物的RNA聚合酶.PPTVIP

概述 转录的概念 参与转录的物质 转录的方式 RNA聚合酶催化RNA链的生成 DNA依赖的RNA聚合酶催化合成RNA； RNA合成的化学机制与DNA依赖的DNA聚合酶催化DNA合成相似。 （2）RNA聚合酶与启动子结合启动RNA合成 DNA聚合酶在启动DNA链延长时需要引物存在，而RNA聚合酶不需要引物就能直接启动RNA链的延长。 RNA聚合酶和DNA的特殊序列——启动子(promoter)结合后，就能启动RNA合成。 真核生物具有3种不同的RNA聚合酶: 真核生物RNA聚合酶的结构比原核生物复杂，所有真核生物的RNA聚合酶都有两个不同的大亚基和十几个小亚基. RNA聚合酶Ⅱ由12个亚基组成，其最大的亚基称为RBP1。 RNA聚合酶Ⅱ最大亚基的羧基末端有一段共有序列(consensus sequence)为Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser的重复序列片段，称为羧基末端结构域(carboxyl-terminal domain, CTD)。 CTD对于维持细胞的活性是必需的。 RNA聚合酶结合到DNA的启动子上起动转录 转录是不连续、分区段进行的。 每一转录区段可视为一个转录单位，称为操纵子(operon)。操纵子包括若干个结构基因及其上游(upstream)的调控序列。 调控序列中的启动子是RNA聚合酶结合模板DNA的部位，也是控制转录的关键部位。原核生物以RNA聚合酶全酶结合到DNA的启动子上而起动转录，其中由σ亚基辨认启动子，其他亚基相互配合。 第一个磷酸二酯键生成后，σ亚基即从转录起始复合物上脱落，核心酶连同四磷酸二核苷酸，继续结合于DNA模板上，酶沿DNA链前移，进入延长阶段。 E.coli的转录起始和延长 依赖Rho 因子的转录终止 非依赖Rho因子的转录终止 ρ因子是由相同亚基组成的六聚体蛋白质，亚基分子量46kD。 ρ因子还有ATP酶活性和解螺旋酶(helicase)的活性。 真核生物的转录过程比原核复杂。二者的转录起始过程有较大区别，转录终止也不相同。 一、转录起始需要启动子 、RNA聚合酶和转录因子的参与 （一）转录起始前的上游区段有順式作用元件，其中包括启动子核心序列 顺式作用元件包括启动子、启动子上游元件(upstream promoter elements)或promoter-proximal elements)等近端调控元件和增强子(enhancer)等远隔序列。 起始点上游多数有共同的TATA序列，称为Hognest盒或TATA盒(TATA box)。通常认为这就是启动子的核心序列。 许多RNA聚合酶II识别的启动子具有保守的共有序列：位于转录起始点附近的起始子(intiator，Inr) 。 启动子上游元件是位于TATA盒上游的DNA序列，多在转录起始点约-40～-100nt的位置，比较常见的是GC盒和CAAT盒。 增强子是能够结合特异基因调节蛋白， 促进邻近或远隔特定基因表达的DNA序列。 RNA聚合酶II与启动子的结合、启动转录需要多种蛋白质因子的协同作用。通常包括：可诱导因子或上游因子与增强子或启动子上游元件的结合；通用转录因子在启动子处的组装；辅激活因子和/或中介子在通用转录因子/RNA聚合酶II复合物与可诱导因子、上游因子之间的辅助和中介作用。因子和因子之间互相辨认、结合，以准确地控制基因是否转录、何时转录。 （四）少数几个反式作用因子的搭配启动特定基因的转录 为了保证转录的准确性，不同基因需不同转录因子。 拼板理论(piecing theory) ：少数几个反式作用因子（主要是可诱导因子和上游因子）之间互相作用，再与基本转录因子、RNA聚合酶搭配而有针对性地结合、转录相应的基因。可诱导因子和上游因子常常通过辅激活因子或中介子与基本转录因子、RNA聚合酶结合，但有时也可直接与基本转录因子、RNA聚合酶结合。 真核生物转录生成的RNA分子是初级RNA转录物(primary RNA transcript)，几乎所有的初级RNA转录物都要经过加工，才能成为具有功能的成熟的RNA。 加工主要在细胞核中进行。 帽子结构： 帽子结构的意义： 可以使mRNA免遭核酸酶的攻击； 也能与帽结合蛋白质复合体(cap-binding complex of protein)结合，并参与mRNA和核糖体的结合，启动蛋白质的生物合成。 （三） mRNA的剪接 —— 除去hnRNA中的内含子，将外显子连接。 ? RNA编辑作用说明，基因的编码序列经过转录后加工，是可有多用途分化的，因此也称为分化加工(differential RNA processing)。 核酶的发现，对中心法则作了重要补充； 核酶的发现是对传统酶学的挑战； 利用核酶的结构设计合成人工核酶。 课后复习题 一