真核生物转录及转录水平的调控课件.ppt
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1、关于真核生物转录及转录水平的调控现在学习的是第1页,共47页 启动子-调控元件 基本转录调控因子-RNA聚合酶基本转录机器控制着基因的低水平表达,而特异(+/-)转录调控因子结合在特异(+/-)调控元件改变DNA构象(染色质重塑或核小体解聚)暴露出启动子区域并直接或间接通过中介蛋白复合体调控基本转录机器起始频率。现在学习的是第2页,共47页 真核生物基因表达调控水平真核生物基因表达调控水平现在学习的是第3页,共47页 真核生物蛋白编码基因结构模式真核生物蛋白编码基因结构模式现在学习的是第4页,共47页.5cap 5非编码区非编码区 编码区编码区 3非编码区非编码区 3poly(A)tail现在
2、学习的是第5页,共47页现在学习的是第6页,共47页l lCTDCTD磷酸化招募加帽、剪接机磷酸化招募加帽、剪接机器和加尾机器来完成器和加尾机器来完成pre-pre-mRNAmRNA加工。加工。现在学习的是第7页,共47页3 端形成过程l lpoly(A)poly(A)信号序列和与相关蛋白信号序列和与相关蛋白因子组成切割因子组成切割/多聚腺苷酸化的复多聚腺苷酸化的复合物来完成多聚苷酸化过程。合物来完成多聚苷酸化过程。分裂分裂/多聚腺苷酸化特异因子多聚腺苷酸化特异因子(cleavage/polyadenylation specificity(cleavage/polyadenylation sp
3、ecificity factorfactor,CPSFCPSF)与加尾信号序列与加尾信号序列(AAUAAAAAUAAA)特异结合,)特异结合,切割刺切割刺激因子激因子 (cleavage-stimulatory factor(cleavage-stimulatory factor,CstF)CstF)与与poly(A)poly(A)位点下游富含位点下游富含G/UG/U序列结合进一步加强了序列结合进一步加强了CPSFCPSF结结合。合。切割因子切割因子 (cleavage factors(cleavage factors,CFCF)将前体将前体mRNAmRNA切断,随后和切断,随后和CPSFCP
4、SF结合的结合的poly(A)poly(A)聚合酶聚合酶(poly(A)(poly(A)polymerasepolymerase,PAPPAP)添加添加poly(A)poly(A)尾。尾。poly(A)poly(A)结合蛋白(结合蛋白(poly(A)poly(A)binding protein,PABPbinding protein,PABP)稳定)稳定poly(A)poly(A)尾。尾。引自引自ProudfootProudfoot等等,cell,2002,cell,2002现在学习的是第8页,共47页基础因子基础因子抑制剂抑制剂激活剂激活剂辅激活剂(中介蛋白辅激活剂(中介蛋白复合体)复合体)
5、现在学习的是第9页,共47页现在学习的是第10页,共47页 组蛋白乙酰化和脱乙酰化影响组蛋白乙酰化和脱乙酰化影响 染色质的紧密程度从而影响基染色质的紧密程度从而影响基因转录。因转录。现在学习的是第11页,共47页现在学习的是第12页,共47页 第一节第一节 真核生物真核生物RNA聚合酶的分离、鉴定和功能聚合酶的分离、鉴定和功能现在学习的是第13页,共47页RNA聚合酶亚基分离鉴定(表位标签技术)现在学习的是第14页,共47页酶酶位置位置产产物物活性比活性比较较对对-鹅鹅膏菌素的敏感性膏菌素的敏感性RNARNA聚合聚合酶酶 RNARNA聚合聚合酶酶 RNARNA聚合聚合酶酶RNA聚合酶合成RNA
6、的活性最显著。它位于核仁中,负责转录编码rRNA的基因(称rDNA)。另一主要的酶是RNA聚合酶,它位于核质中,主要负责核内不匀一RNA(hnRNA)的合成,而hnRNA是mRNA的前体。RNA聚合酶负责合成tRNA和许多小的核内RNAs。真核细胞的三种真核细胞的三种RNARNA聚合酶的一般聚合酶的一般性质性质核仁核仁rRNA50-70%不敏感不敏感核质核质hnRNAsnRNA20-40%敏敏 感感核质核质tRNA5SRNAsnRNA10%高浓度敏感高浓度敏感现在学习的是第15页,共47页现在学习的是第16页,共47页RNARNA聚合酶亚基组聚合酶亚基组成成(进化特征)(进化特征)Figure
7、 8.Eukaryotic Figure 8.Eukaryotic RNA polymerase II RNA polymerase II has 10 subunits.has 10 subunits.羟基末端域(羟基末端域(carboxy-terminal domain:CTD)Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser现在学习的是第17页,共47页第二节第二节 真核生物的启动子真核生物的启动子 现在学习的是第18页,共47页现在学习的是第19页,共47页)RNA)RNA聚合酶聚合酶I I启动子及其转录起始启动子及其转录起始l l启动子可分两部分(启动子可分两部分(启动子可分两
8、部分(启动子可分两部分(-31/+6-31/+6-31/+6-31/+6)称)称)称)称核心启动子(核心启动子(核心启动子(核心启动子(core promotercore promotercore promotercore promoter),其功,其功,其功,其功能为决定转录起始的精确位置。能为决定转录起始的精确位置。能为决定转录起始的精确位置。能为决定转录起始的精确位置。l l (-180/107-180/107-180/107-180/107,-100-100-100-100左右)称为上游控制序列(左右)称为上游控制序列(左右)称为上游控制序列(左右)称为上游控制序列(upstream
9、control upstream control upstream control upstream control elementelementelementelement,UCE,UCE,UCE,UCE,其功能为影响转录的频率。其功能为影响转录的频率。其功能为影响转录的频率。其功能为影响转录的频率。Two control domains included in cis-factorUPE(upstream promoter element)Core promoter前前前前rRNArRNA基因基因基因基因UCEUCE核心元件核心元件核心元件核心元件+1+1-100-100现在学习的是第20
10、页,共47页)结合因子结合因子a.a.a.a.上游结合因子上游结合因子上游结合因子上游结合因子(UBF):(UBF):(UBF):(UBF):是一种特异是一种特异是一种特异是一种特异DNADNADNADNA结合蛋白,可以与结合蛋白,可以与结合蛋白,可以与结合蛋白,可以与UCEUCEUCEUCE结合,结合,结合,结合,还可以与还可以与还可以与还可以与核心元件上游核心元件上游核心元件上游核心元件上游的一段序列结合。的一段序列结合。的一段序列结合。的一段序列结合。b.b.b.b.选择因子(选择因子(选择因子(选择因子(SL1SL1SL1SL1):为):为):为):为RNARNARNARNA聚合酶聚合
11、酶聚合酶聚合酶I I I I转录所必须。转录所必须。转录所必须。转录所必须。4 4 4 4个亚基个亚基个亚基个亚基:TBP(TATATBP(TATATBP(TATATBP(TATA结合蛋白结合蛋白结合蛋白结合蛋白)和和和和3 3 3 3个个个个TAFTAFTAFTAF1 1 1 1Trans-factor including Including 4 subunits 1 of TBP(TATA biding protein)3 of TAF1(TBP associate factor)UBF(UPE Binding Factor)SL1(Selectivity factor)现在学习的是第21
12、页,共47页TBPTBP)RNA)RNA聚合酶聚合酶I I的启动子及转录的起始的启动子及转录的起始UBFUBFUBFUBFUCEUCEcore promoter+1+1TAF1X3TAF1X3UBFUBFTBPTBPSL1SL1RNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶TBPTBPRNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶 Pre-rRNA UBF+UPE UBF+Part of core promoter Two UBF interaction causing DNA to form a loopAllows RNApol binding complex to initiate 现在学习的是第22页,共
13、47页2.RNA2.RNA聚合酶聚合酶的启动子及转录起始的启动子及转录起始现在学习的是第23页,共47页RNARNA聚合酶聚合酶的启动子与增强子示意图的启动子与增强子示意图增强子增强子增强子增强子/远上游序列远上游序列远上游序列远上游序列-/-/-/-/-CAATCAAT框框框框-/-/-/-/-TATATATA框框框框-/-/-/-/-帽子位点帽子位点帽子位点帽子位点 -100-100以上以上以上以上 -75-75 -25 -25 +1+1GGC/TGGC/TCAATCAATCT CT TATATATAA/TAA/TA/TAA/T A A现在学习的是第24页,共47页1 1)RNARNA聚合
14、酶聚合酶的启动子与增强子的启动子与增强子l l第一个部位为帽子位点第一个部位为帽子位点第一个部位为帽子位点第一个部位为帽子位点,即转录起始位点。其碱基大多为,即转录起始位点。其碱基大多为,即转录起始位点。其碱基大多为,即转录起始位点。其碱基大多为A A。l l第二个部位为第二个部位为第二个部位为第二个部位为TATATATA框框框框(Hogness boxHogness box)。它位于)。它位于)。它位于)。它位于-25-25个个个个bpbp其共有序列为:其共有序列为:其共有序列为:其共有序列为:TATAA/TAA/TTATAA/TAA/T,基本上由,基本上由,基本上由,基本上由ATAT碱基对
15、所组成,只有很少启动子中有碱基对所组成,只有很少启动子中有碱基对所组成,只有很少启动子中有碱基对所组成,只有很少启动子中有GCGC碱基对的存在。碱基对的存在。碱基对的存在。碱基对的存在。l l第三个部位第三个部位第三个部位第三个部位 为为为为CAATCAAT框框框框。其共有序列为。其共有序列为。其共有序列为。其共有序列为GGC/TCAATCTGGC/TCAATCT,一般位于,一般位于,一般位于,一般位于-7575(-100-100-200-200)附近。虽然此序列名为)附近。虽然此序列名为)附近。虽然此序列名为)附近。虽然此序列名为CAATCAAT框,但其中头两个框,但其中头两个框,但其中头两
16、个框,但其中头两个GG的重的重的重的重要性并不亚于要性并不亚于要性并不亚于要性并不亚于CAATCAAT部分。部分。部分。部分。CAATCAAT框为上游控制元件,为转录所需。框为上游控制元件,为转录所需。框为上游控制元件,为转录所需。框为上游控制元件,为转录所需。l l第四个部位是增强子第四个部位是增强子第四个部位是增强子第四个部位是增强子(enhancerenhancer),又称远上游序列(),又称远上游序列(),又称远上游序列(),又称远上游序列(far upstream far upstream sequencesequence)。一般都在)。一般都在)。一般都在)。一般都在-1OO-1O
17、O以上。以上。以上。以上。现在学习的是第25页,共47页2)Enhancer 的结构与功能的结构与功能 增强子(增强子(EnhancerEnhancer)和沉默子()和沉默子(SilencerSilencer)是远上游调控元件,是远上游调控元件,具有远距离,方向和位置非依赖性,部分具有组织细胞类型。具有远距离,方向和位置非依赖性,部分具有组织细胞类型。现在学习的是第26页,共47页成环模型成环模型P PE E激活因子激活因子A AP PE E激活因子与激活因子与激活因子与激活因子与增强子结合增强子结合增强子结合增强子结合 P PE E激活因子激活因子B BRNARNARNARNA聚合酶聚合酶聚
18、合酶聚合酶现在学习的是第27页,共47页滑动模型滑动模型P PE E激活因子激活因子A A激活因子激活因子B BRNARNARNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶P PE EP PE E滑动滑动滑动滑动激活因子与激活因子与激活因子与激活因子与增强子结合增强子结合增强子结合增强子结合 现在学习的是第28页,共47页3)RNA3)RNA聚合聚合酶酶的启的启动子及转动子及转录的起始录的起始现在学习的是第29页,共47页TFDTFD(TBP TBP+TAF+TAF)识别和结合识别和结合TATATATA框框TFATFA稳定稳定TFD TFD 与与TATATATA框的结合框的结合TFBTFB结合结合TBPT
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- 生物 转录 水平 调控 课件
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