真核生物转录

1、关于真核生物的转录第一张，PPT共五十三页，创作于2022年6月本节的主要内容：1、真核生物中与转录相关的顺式元件（cis-factors）2、真核生物中与基本转录相关的转录因子（trans-factor ）3、真核生物转录的起始；4、真核生物转录的延伸；5、真核生物转录的终止；第二张，PPT共五十三页，创作于2022年6月一、真核生物与转录相关的顺式元件（cis-factors）第三张，PPT共五十三页，创作于2022年6月l 基本水平转录的 cis-factor ： promoter or basic factor Core promoter (Cap site, TATA box 必需因

2、子) UPE (Upstream Promoter Element) (CAAT box, GC box) 部分基因的基本水平的转录（一）、真核生物中的启动子元件： l 特异诱导高效表达的cis-factor Enhancer For luxury gene (inducible expression) 第四张，PPT共五十三页，创作于2022年6月 1、 Promoter for basic transcription l Cap site ; initiation point (+1) Capping m7GpppA/G-70 -AUG-(in mRNA)Initiation region

3、 PyAPy（y：嘧啶） 1-4Kb -110 -70 -30 +1 GC island CAAC/T box TATA box Cap Enhancer UPE core promoter Promoter (basic factor) 第五张，PPT共五十三页，创作于2022年6月 Promoter for basic transcription l TATA box / Hogness box / Goldberg-Hogness box (-30) Rich AT and rich GC flanked rich GC-T A T A A (T) A A (T)-rich GC 82

4、97 93 85 63 (37) 83 50 (37)1-4Kb -110 -70 -30 +1 GC island CAAC/T box TATA box Cap Enhancer UPE core promoter Promoter (basic factor) 第六张，PPT共五十三页，创作于2022年6月 Promoter for basic transcription l CAAT box (CAT box UPE) (-70-80) and GC island (-80-110) GGGCGGG(T) -CAATCT- Range 30 bp 1-4Kb -110 - 80 -70

5、 -30 +1 GC island CAATCT box TATA box Cap Enhancer UPE core promoter Promoter (basic factor) 第七张，PPT共五十三页，创作于2022年6月启动子中各位点的功能：分析方法：通过对-珠蛋白启动子区域的诱变分析，确认了三个起始转录所需要的短序列区(其中心位置在-35，-75，-90)。这些序列与TATA盒、CAAT盒、GC盒分别对应。第八张，PPT共五十三页，创作于2022年6月启动子中各位点的功能： l Promoter functions CAAT box (modulator) and (cause

6、GC island) ：控制转录起始频率和强度； TATA box (selector) ：控制转录精确起始； 1 site (initiator)：determination initiation and capping of mRNA 距离：l、30bp from TATA box to +1 site （转录起始位点）is required2、TATA box 与相邻的UPE区的距离：插入碱基，影响转录效率。第九张，PPT共五十三页，创作于2022年6月应答元件与转录调控因子的对应关系GRE:糖皮质激素应答元件; TRE:佛波酯应答元件;SRE:血清应答元件；第十张，PPT共五十三页，创

7、作于2022年6月人金属硫蛋白编码基因上游的复合应答元件结构第十一张，PPT共五十三页，创作于2022年6月 2、EnhancerEnhance expression Basic expressionPosition not be fixed isolated region Bi-directional element Mono-directional element Enhancer PromoterNo for special gene only for special gene（1）、 Enhancer与Promoter的比较增强子：是指能使和它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列。第

8、十二张，PPT共五十三页，创作于2022年6月（2）、发现： SV40 早期基因转录单位 S-200 S 72bp 72bp 72bp region deletion S transcription go down into upstream of -globin gene Transcription up 200X Cell & tissue specialty of Enhancer effect Distance effect (over 2 kb) Orientation（方向）-无方向性 无基因专一性 ；大多为重复序列；受外部信号的调控； 特点第十三张，PPT共五十三页，创作于202

9、2年6月 Enhancer 的结构-Enhancer 由两个以上的增强子成分(Enhancer Element)组成 -每个Enhancer Element 必需由两个紧密相连的增强子元 (Enhanson）组成 -各个Enhanson(cis-factor)与激活蛋白(trans-factor)结合 增强特异性转录 促进转录的复合体 +UPE + core promoter基本转录复合体第十四张，PPT共五十三页，创作于2022年6月Enhancer .Specifical transc. Factor (tran-factor) Specifical transc. Factor (tra

10、n-factor) +Activation （激活） domain Of Enhancer complex Activation （激活）domain of Enhancer complex .Enhancer ElementEnhancer Element (20TFIIs 逐级组装 TIC 转录启动 (Transcriptional Initiation Complex) (TBP)特点：needed for RNApol I, II, III； Very high conserved C-end domain of 180 aa； Binds with DNA in minor groo

11、ve（小沟）& circle it；TFIID：A sort of protein complex (TBP & 8 TAF)TBP作用：具有识别TATA盒的能力； Determination Transcriptional initiation starting site；第二十四张，PPT共五十三页，创作于2022年6月TATA +1 circle minor groove（环绕DNA小沟） TFII A TBP of TFII D pre-TIC TFIIA： Binds to TFII D Enhances TFII D binding to TATA box Stabilizing

12、the DNA-TFII D complex 第二十五张，PPT共五十三页，创作于2022年6月TFIIB： TFIIB binds to TBP of TFIID and RNA pol. II TFIIB as a linking factor allowing recruitment （招募） of RNApol II to TIC；TFIIF： Including two subunits of RAP30, RAP70 Binding and recruiting（招募） RNApol II to assemble TIC 参与DNA 双链的溶解；TFII F RNApol IITF

13、II B Basic TIC 第二十六张，PPT共五十三页，创作于2022年6月TFIIH; Helicase activity (ATPase) & kinase activity Phosphorylation of CTD of RNApol IIO DNA repair TFIIE; Associate with TFIIH kinase complete TIC EH第二十七张，PPT共五十三页，创作于2022年6月真核RNA聚合酶对DNA模板的识别TFIIE，H第二十八张，PPT共五十三页，创作于2022年6月mRNA Promoter clearance Transcriptio

14、n startingFE H B D A大多数TF因子在RNA聚合酶离开启动子前就释放。但TFF在延伸中也发挥作用。第二十九张，PPT共五十三页，创作于2022年6月转录因子分子量（kD)功能TBP30与TATA盒结合TF-B33介导RNA聚合酶与TFIID的结合TF-F30,74解旋酶TF-E34,37促进TFIIH的激酶活性TF-H62,89解旋酶、激酶、DNA的修复TF-A12,19,35稳定TF-D的结合TF-I120促进TF-D的结合总结：各转录因子的作用第三十张，PPT共五十三页，创作于2022年6月RNApol I; Located in nucleolus For pre-rR

15、NA (18s 5.8s 28s ) 80-85 % of total RNATwo control domains included in cis-factorTrans-factor including Including 4 subunits 1 of TBP (TATA biding protein) 3 of TAF (TBP associate factor)UBF (UPE Binding Factor) SL (Selectivity factor)UPE (upstream promoter element ) Core promoter第三十一张，PPT共五十三页，创作于2

16、022年6月 UBF+UPE UBF+Part of core promoter Two UBF interaction causing DNA to form a loop3 TAF1 TBPSL UPE core promoter UBF UBF RNApol I起始复合物的组装过程： 第三十二张，PPT共五十三页，创作于2022年6月 Pre-rRNA Allows RNApol binding complex to initiate RNApol SL作为一个独立的复合蛋白，它不与启动子特异性地结合，但可以与启动子特异结合的其它成分相结合。SL的主要功能是使RNA 聚合酶I正确的定位在

17、起始位点。SL的作用：第三十三张，PPT共五十三页，创作于2022年6月RNApol III：Located in nucleoplasm 16 or more subunits For 5s pre-rRNA； 4s pre-tRNA； U6 snRNA(small nuclear RNA)； Cytosolic RNA；- cis-factor including启动子位于tRNA基因编码区内：two highly conserved regions lie downstream from +1 -A box; TGGCNNAGTGG ( D-loop of tRNA )-B box; G

18、GTTCGANNCC ( TC-loop of tRNA )( for pre-tRNA ) ：第三十四张，PPT共五十三页，创作于2022年6月Tans-factor TFIIIC： binding to A, B box TFIII C +1 A box B box tDNA TFIIIC是装配因子，帮助TFB结合在正确的位置。 tRNA转录起始复合物的形成过程：第三十五张，PPT共五十三页，创作于2022年6月TFIIIB：特点： Binding 50bp upstream from A box ； 其结合位点没有序列特异性，而是由TFIIIC 的结合位点决定的； Including 3

19、 subunits: TFB的功能是作为“定位因子”，负责RNA聚合酶III的正确定位。第三十六张，PPT共五十三页，创作于2022年6月TFIIIB allows RNApol III to bindand initiate transcription tRNA RNApol III +1 tRNA转录起始复合物的形成过程：第三十七张，PPT共五十三页，创作于2022年6月- cis-factor including：启动子位于基因编码区内；A box; +50 to +65 bpC box; located 81-99bp downstream from +1-Trans-factor T

20、FIII A：specific C box binding protein & allows 指导 TFIIIC结合到启动子A区上 TFIII C：与A区结合，指导TFIIIB结合到启动子上游； TFIII B ：指导RNA聚合酶III 结合到5S启动子上；RNApol III for 5s pre-rRNA 5s pre-rRNA转录起始复合物的形成特点：第三十八张，PPT共五十三页，创作于2022年6月 RNApol IIITFIIIC TFIIIA +1 A box C box TFIIIB 5S rRNA 5s pre-rRNA transcription 5s pre-rRNA转录起

21、始复合物的形成：第三十九张，PPT共五十三页，创作于2022年6月三、反式作用因子（转录因子）的结构特征： l 转录因子多为变构蛋白，具有2或3个独立的功能结构域：DNA结合域、转录激活域、连接区。DNA-binding domainactivation domain一个转录因子中，行使DNA结合以及转录激活功能可能是两个独立的结构域。第四十张，PPT共五十三页，创作于2022年6月lCys/Cys, Cys/His (Zinc finger)lHelixloopHelix (HLH or bHLH) l Leu zipper (bZIP)1、DNA结合结构域种类及结构特点：第四十一张，PPT

22、共五十三页，创作于2022年6月锌指（zinc finger）结构： 是指每个重复的“指”状结构约含23个氨基酸残基，锌以4个配价键与4个半胱氨酸、或2个半胱氨酸和2个组氨酸相结合。整个蛋白质分子可有2-9个这样的锌指重复单位。每一个单位可以其指部伸入DNA双螺旋的深沟，接触5个核苷酸。A）、Zinc finger第四十二张，PPT共五十三页，创作于2022年6月23 aa / copy one finger9 direct repeats , 23aa / copy2Cys / 2His or 2Cys / 2Cys types2Cys (2C) Zn 2His (2H) to form f

23、inger of 1-helix & 1-sheetPeptide chainA）、Zinc finger第四十三张，PPT共五十三页，创作于2022年6月第四十四张，PPT共五十三页，创作于2022年6月B）、亮氨酸拉链结构（ Lec zipper） 定义：是指蛋白质分子的肽链上每隔6个氨基酸就有一个亮氨酸残基，结果就导致亮氨酸残基都在螺旋的同一个方向出现。两个相同的螺旋的两排亮氨酸残基就能以疏水键结合成二聚体，这二聚体的另一端的肽段富含碱性氨基酸残基，借其正电荷与DNA双螺旋链上带负电荷的磷酸基团结合。 若不形成二聚体则对DNA的亲和结合力明显降低。第四十五张，PPT共五十三页，创作于20

24、22年6月Monomeric & dimeric structure of Lec zipperLec zipperdimerization第四十六张，PPT共五十三页，创作于2022年6月第四十七张，PPT共五十三页，创作于2022年6月螺旋-环-螺旋（helix-loop-helix，HLH）：这类结构至少有两个螺旋，其间由短肽段形成环连接。两个这样的结构形成二聚体，距离正好相当于DNA一个螺距（3.4nm）,两个螺旋刚好分别嵌入DNA的大沟。C）、螺旋-转角-螺旋：定义：第四十八张，PPT共五十三页，创作于2022年6月螺旋环螺旋（helix-loop-helix）第四十九张，PPT共五十三页，创作于2022年6月2、Transcription activation domain (most TF