生物奥赛分子遗传--基因表达.pptVIP

核心酶的α亚基对核心酶的组装是必需的，其C末端可识别核心启动子上游的UP元件（UP element），其N末端位于核心酶内部，这种结合可极大促进转录的效率。 β、β’共同形成核心酶的催化中心，其中β亚基与RNA聚合酶的活性位点结合核苷酸，催化磷酸二酯键的形成。 σ亚基也在该活性位点附近，最少在第一个磷酸二酯键形成的起始阶段发挥一定的作用。 在延长阶段σ因子脱离后，β亚基也可单独催化该反应。  β’亚基本身有强和弱两个结合位点，在体外可与DNA发生很弱的结合，弱的结合位点包括DNA解链区和RNA聚合酶β亚基的催化区。强结合位点位于活性位点下游，可能与β、β’有关。 核心酶中ω亚基的功能不详，另外Zn2+对该酶功能也十分重要。 真核生物的RNA聚合酶最少有三类，RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，分别负责rRNA、mRNA和tRNA的转录 三种RNA聚合酶最大的亚基相当于细菌的β’亚基，第二大亚基相当于β亚基，聚合酶Ⅰ、Ⅲ的亚基40kD和19 kD及聚合酶Ⅱ的44.5kD相当于细菌的α亚基，聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ有五种亚基是共有的。它们是27kD、23kD、14.5kD、10kDα、10kDβ，另外聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 还有自己特异的亚基（4～7个）。 聚合酶Ⅱ中的44.5、27、13平均每个酶含2个亚基，而32、17等为0.5个。32和13（RPB4和RPB9）对RNA聚合酶并非必需 ，但可影响转录效率。 σ因子通过其2.4区识别启动子-10区，4.2区识别并结合-35区形成闭合复合物。此时双链DNA并未分开，并无转录活性。有时RNA聚合酶也可识别并结合无-35区但有延长了的-10区，及通过α亚基与UP元件结合。 从闭合复合物转变为开放复合物，包括一段十几bp的DNA解链过程。RNA聚合酶通过变构作用于模板链，并使-10区解链。在起始阶段，RNA聚合酶全酶覆盖了-55到+20的77—80bp区段，这时前两个核苷酸分别进入开放复合物并形成磷酸二酯键，这时就产生了RNA、DNA和酶的三元复合物-开放复合物。 RNA聚合酶在进入延伸阶段之前会先合成几段短的（2-9nt）RNA，称为流产性起始（abortive initiation）。合成的这些短的RNA不能再延长，而是从聚合酶上脱离，但聚合酶却不从模板链上脱离，又重新开始在原位置进行RNA的合成，如果合成的RNA长度超过10 nt后，就会形成稳定的三重复合物，并进入延伸阶段。 真核生物的转录起始 转录酶Ⅱ以 TFⅡD（TBP结合8-10种TAF）识别TATA盒，其它转录因子和RNA聚合酶一起形成闭合复合物。TAFⅡ230结合TBP，TFⅡA加入复合物，TFⅡA能通过解除TAFⅡ230的抑制而激活TBP。TFⅡB加入复合物，使复合物的保护区延伸到模板链的起始区（-10～+10）。这说明TFⅡB结合TATA下游元件，与两条DNA链的非对称性起始有关，TFⅡB与TBP结合，延伸了与DNA的接触面，并为RNA聚合酶的识别提供结合表面。RNA聚合酶Ⅱ的结合并使对模板链的保护延伸到+15，对非模板链链的保护到+20。这时转录已经开始，第一个磷酸二酯键形成，TFⅡE的结合使复合体的保护延伸到下游+30，其它两个因子TFⅡH和TFⅡJ加入复合物，但它们并不改变DNA结合形式，而是与聚合酶进一步延伸并成功脱离启动子有关。 延伸及终止 原核生物转录过程中的延伸阶段似乎不需要其它额外的延伸因子，核心酶就可以完成其延伸过程 。 转录涉及DNA的解旋、双螺旋及超螺旋的恢复，解链由RNA聚合酶的β亚基完成，而解旋及恢复超螺旋则由DNA螺旋酶和DNA拓扑异构酶Ⅰ完成，前者可消除转录酶后的DNA负超螺旋，而后者则可消除转录酶前的正超螺旋。 转录的精确度远低于复制 。 转录过程中的误差校正 焦磷酸化编辑（pyrophosphorolytic editing），这是通过转录过程中RNA聚合酶的逆反应完成的，即催化PPi和已形成的RNA 3’末端碱基反应，去除该核苷酸，然而这种去除对正确掺入的碱基也有效，只不过转录过程并不是匀速的，在错误碱基掺入后往往会发生较长时间的停顿，因而较多的去除了错误掺入的碱基。 水解编辑（hydrolytic editing）在这种校正机制中，RNA聚合酶倒退一个或几个核苷酸并切开RNA产物，去掉错误的序列，然后再重新合成与模板链互补的正常序列。但水解编辑可能受到Gre因子的激发，同时该因子也可能为延伸刺激因子，它可以确保RNA聚合酶的有效延伸并克服转录过程中较长时间的停顿。Nus蛋白也可促进转录的延伸及终止。 转录的动力学过程 转录酶在DNA上的运动是一个类似尺蠖运动的方式进行的，即酶的后端每前进1bp，RNA