原核生物与真核生物转录起始调控的差异讲稿.pptx

原核生物与真核生物转录起始调控的差异第一页，讲稿共二十三页哦转录起始转录起始 是基因表达调控的基本环节 基因表达受多级水平的调控，其中转录起始是基因表达调控的限速步骤，因为转录激活调节步骤特异性强、涉及面广，包括DNA序列、调节蛋白、DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质之间的相互作用以及所有上诉因素对RNA聚合酶的影响等。第二页，讲稿共二十三页哦原核生物转录起始调控一、一、RNARNA聚合酶能直接启动聚合酶能直接启动RNARNA链的合成链的合成 大肠杆菌的RNA聚合酶由亚基亚基和核心酶构成，其中亚基亚基的作用是识别和结合在DNA模板上的启动序列，启动转录过程。第三页，讲稿共二十三页哦二、操纵子是原核基因转录调控的基本单位二、操纵子是原核基因转录调控的基本单位 原核生物大多数基因表达调控是通过操纵子机制实现的。操纵子操纵子由 结构基因结构基因 与 调控序列调控序列 组成。结构基因结构基因 通常包括数个功能上有关联的基因，它们串联排列，共同构成编码区。这些结构基因共用一个启动子和1个转录终止信号序列，因此转录合成时仅产生一天mRNA长链，为几种不同的蛋白质编码。这样的mRNA分子携带了几个多肽链的编码信息，被称为多顺反子mRNA。而 调控序列调控序列 包括启动子，操纵元件以及一定距离外的调节基因。第四页，讲稿共二十三页哦启动序列启动序列 是RNA聚合酶结合并启动转录的特异DNA序列。第五页，讲稿共二十三页哦三、乳糖操纵子三、乳糖操纵子 乳糖操纵子的结构：调控区调控区CAP结合位点结合位点启动序列启动序列操纵序列操纵序列 结构基因结构基因Z：-半乳糖苷酶半乳糖苷酶Y：透酶透酶A：乙酰基转移酶：乙酰基转移酶ZYAOPDNA第六页，讲稿共二十三页哦1、阻遏蛋白的负性调节：、阻遏蛋白的负性调节：第七页，讲稿共二十三页哦第八页，讲稿共二十三页哦2、CAP的正性调节的正性调节 第九页，讲稿共二十三页哦3、协同调节、协同调节 当阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用。如无CAP存在，即使没有阻遏蛋白与操纵序列结合，操纵子仍无转录活性。单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在时，细菌首先利用葡萄糖。葡萄糖对 lac 操纵子的阻遏作用称分解代谢阻遏分解代谢阻遏(catabolic repression)。第十页，讲稿共二十三页哦第十一页，讲稿共二十三页哦真核生物转录起始调控一、转录起始需要启动子一、转录起始需要启动子 、RNARNA聚合酶和转录因子的参与聚合酶和转录因子的参与 1.转录起始前的上游区段具有启动子核心序列 不同物种、不同细胞或不同的基因，转录起始点上游可以有不同的DNA序列，但这些序列都可统称为顺式作用元件(cis-acting element)。顺式作用元件包括启动子、启动子上游元件等近端调控元件和增强子等远隔序列。第十二页，讲稿共二十三页哦n一个典型的真核生物基因上游序列一个典型的真核生物基因上游序列:第十三页，讲稿共二十三页哦l起始点上游多数共同的TATA序列，称为TATA盒。通常认为这就是 启启动子的核心序列动子的核心序列。l启动子上游元件启动子上游元件 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。l增强子增强子 是能够结合特意基因调节蛋白，促进邻近或远隔特定基因表达的DNA序列。l顺式作用元件顺式作用元件 包括启动子、启动子上游元件或启动子近端元件和增强子等远隔序列。第十四页，讲稿共二十三页哦第十五页，讲稿共二十三页哦第十六页，讲稿共二十三页哦2、转录因子转录因子能能直直接接、间间接接辨辨认认和和结结合合转转录录上上游游区区段段DNA的的蛋蛋白白质质，现现已已发发现数百种，统称为反式作用因子现数百种，统称为反式作用因子 (trans-acting factors)。反反式式作作用用因因子子中中，直直接接或或间间接接结结合合RNA聚聚合合酶酶的的，则则称称为为转转录录因子因子 (transcriptional factors,TF)。第十七页，讲稿共二十三页哦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。第十八页，讲稿共二十三页哦参与参与RNA-pol转录的转录的TF的作用的作用 (LPOB)转录因子转录因子功功 能能TFDTBP亚基亚基特异识别、结合特异识别、结合TATA盒盒TAF亚基亚基协助协助TBP与与TATA盒结合盒结合TFA稳定稳定DNA上的上的TFB-TBP复合物复合物TFB结合结合TBP，招募，招募pol-TFF复合物复合物TFE结合结合TFH，有，有ATPase和解螺旋酶活性和解螺旋酶活性TFF结合结合 pol，结合，结合TFBTFH解螺旋酶催化启动子解链、蛋白激酶催化解螺旋酶催化启动子解链、蛋白激酶催化CTD磷酸化磷酸化第十九页，讲稿共二十三页哦3、转录起始前复合物转录起始前复合物真核生物RNA-pol不与DNA分子直接结合，而需依靠众多的转录因子，形成转录起始前复合物(pre-initiation complex,PIC)。第二十页，讲稿共二十三页哦由由RNA-Pol 催化转录的催化转录的PIC 第二十一页，讲稿共二十三页哦 综上，原核生物与真核生物转录起始调控的差异主综上，原核生物与真核生物转录起始调控的差异主要有：要有：1、原核生物聚合酶仅有一种，有多个亚基。真核生物有三种DNA依赖性RNA聚合酶，有两个不同的大亚基和十几个不同的小亚基。2、原核生物RNA聚合酶可直接结合DNA模板，而真核生物RNA聚合酶需与辅助因子结合后才结合模板。原核生物 1.RNA聚合酶要结合到DNA模板上 2.DNA双链局部打开，使其中一条链作为转录模板真核生物 1.转录起始前的上游区段具有启动子核心序列 2.RNA-pol不能直接结合模板 3.RNA聚合酶启动转录时需要转录因子才能形成转录复合体。3、转录起始需注意的问题第二十二页，讲稿共二十三页哦4、原核基因转录调节特点：因子决定RNA聚合酶识别特异性操纵调控模式在原核基因转录起始的调节中具有普遍性原核操纵子受到阻遏蛋白的负性调节5、真核基因调控的特点：真核基因内含有多种RNA聚合酶处于转录激活状态的染色质结构发生明显变化在真核基因表达调控中以正性调节占主导在真核细胞中转录与翻译分隔进行转录后修饰、加工更为复杂第二十三页，讲稿共二十三页哦