第二讲真核生物的RNA转录

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；现在是1页\一共有49页\编辑于星期四一、真核生物与转录相关的顺式元件（cis-factors）现在是2页\一共有49页\编辑于星期四l

基本水平转录的

cis-factor：promoterorbasicfactorCorepromoter(Capsite,TATAbox必需因子)

UPE(UpstreamPromoterElement)(CAATbox,GCbox)

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-factorEnhancerForluxurygene(inducibleexpression)现在是3页\一共有49页\编辑于星期四

1、

Promoterforbasictranscription

l

Capsite;initiationpoint(+1)Cappingm7GpppA/G------70±---AUG---(inmRNA)InitiationregionPyAPy（y：嘧啶）

1-4Kb-110-70-30+1

GCislandCAAC/TboxTATAboxCap

EnhancerUPEcorepromoter

Promoter(basicfactor)

现在是4页\一共有49页\编辑于星期四

Promoterforbasictranscription

l

TATAbox/Hognessbox/Goldberg-Hognessbox(-30)RichATandrichGCflankedrichGC------TATAA(T)AA(T)------richGC8297938563(37)8350(37)1-4Kb-110-70-30+1

GCislandCAAC/TboxTATAboxCap

EnhancerUPEcorepromoter

Promoter(basicfactor)

现在是5页\一共有49页\编辑于星期四

Promoterforbasictranscription

l

CAATbox(CATboxUPE)(-70---80)

and

GCisland(-80---110)GGGCGGG(T)----CAATCT----Range30bp±1-4Kb-110-80-70-30+1

GCislandCAATCTboxTATAboxCap

EnhancerUPEcorepromoter

Promoter(basicfactor)

现在是6页\一共有49页\编辑于星期四启动子中各位点的功能：分析方法：通过对β-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。现在是7页\一共有49页\编辑于星期四启动子中各位点的功能：

l

Promoterfunctions

CAATbox(modulator)and(causeGCisland)：控制转录起始频率和强度；

TATAbox(selector)：控制转录精确起始；

1site(initiator)：determinationinitiationandcappingofmRNA

距离：l

、30bpfromTATAboxto+1site（转录起始位点）isrequired2、TATAbox与相邻的UPE区的距离：插入碱基，影响转录效率。现在是8页\一共有49页\编辑于星期四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；现在是9页\一共有49页\编辑于星期四人金属硫蛋白编码基因上游的复合应答元件结构现在是10页\一共有49页\编辑于星期四

2、EnhancerEnhanceexpressionBasicexpressionPositionnotbefixedisolatedregion

Bi-directionalelementMono-directionalelement

EnhancerPromoterNoforspecialgeneonlyforspecialgene（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。现在是11页\一共有49页\编辑于星期四（2）、发现：

SV40早期基因转录单位S-200S

72bp72bp

72bpregiondeletion

Stranscriptiongodown

intoupstreamofβ-globingene

Transcriptionup200X

Cell&tissuespecialtyofEnhancereffectDistanceeffect(over2kb)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；特点现在是12页\一共有49页\编辑于星期四★Enhancer的结构----Enhancer由两个以上的增强子成分(EnhancerElement)组成

----每个EnhancerElement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+corepromoter基本转录复合体现在是13页\一共有49页\编辑于星期四Enhancer

……..Specificaltransc.Factor(tran-factor)

Specificaltransc.Factor(tran-factor)

++Activation（激活）domainOfEnhancercomplex

Activation（激活）domainofEnhancercomplex

……..……..EnhancerElementEnhancerElement(<100bp)

Enhanson(cis-factor)Enhanson(cis-factor)……..现在是14页\一共有49页\编辑于星期四ThemodelsofenhancerstoactatadistanceDNAlooping

EPGeneralTFGene-specificfactorRNApolymerase---Enhancercomplex与近启动子的transcriptionalcomplex构型契合现在是15页\一共有49页\编辑于星期四Loopingofpromoter-enhancerregion现在是16页\一共有49页\编辑于星期四3、沉寂子（Silencer）：能使和它连锁的基因转录效率下降的一段DNA序列；

canactatadistancetomodulatetranscription;

可以双向起作用；therebypreventingtranscriptionofneighboringgenes；特点：somehowcausethechromatintocoilupintoacondensedform－Inactiveform；作用原理：现在是17页\一共有49页\编辑于星期四二、与基本转录相关的转录因子（trans-factor）1、Trans-factorforbasictranscription

l

TF(I,II,III)TranscriptionalFactorl

TBP(TATAboxBindingProtein)l

TAF(TBPAssociateFactor)l

RAP(RNApol.Associateprotein)真核生物中RNApol的作用必须有其他相关转录蛋白在启动子处的先期结合才能启动转录；Cis-factor+

TIC(TranscriptionalInitiateComplex)现在是18页\一共有49页\编辑于星期四

RNApolymeraseI,II,III2、RNApolymeraseinEukaryotes

RNA聚合酶Ⅰ转录28s,18s,5.8srRNA；RNA聚合酶Ⅱ转录mRNA；RNA聚合酶Ⅲ转录5srRNA，tRNA和其它小RNA；功能：现在是19页\一共有49页\编辑于星期四

RNApolymeraseinEukaryotes

RNApol.I,II,IIILwith78%±homologousbetween3RNApol.I,II,IIIIncludingL,L’bigsubunit&7-12smallsubunits进化渊源现在是20页\一共有49页\编辑于星期四

RNApolII;

---Forpre-mRNAtranscription---Locatedinnucleoplasm

---RNApolIIL’maximumsubunit240kd&havespecificCOOH-endnamedCTD(CarboxylTerminalDomain)CTDonlyinRNApolII

---CTD特征：7aarepeats&highfrequencyphosphorylationTyr—SerP—Pro—ThrP—SerP—Pro—SerP

现在是21页\一共有49页\编辑于星期四Yeast26XDrosophila果蝇44Xrepeatunitof7aa/inCTDRat&Human52X

较非磷酸化形式提高转录效率10X

使RNApol易于离开Promoter区转录延伸

磷酸化的作用：现在是22页\一共有49页\编辑于星期四---RNApolII+>20TFIIs

逐级组装

TIC→转录启动(TranscriptionalInitiationComplex)

(TBP)特点：neededforRNApolI,II,III；VeryhighconservedC-enddomainof180aa；BindswithDNAinminorgroove（小沟）&circleit；TFIID：Asortofproteincomplex(TBP&>8TAF)TBP作用：具有识别TATA盒的能力；

DeterminationTranscriptionalinitiationstartingsite；现在是23页\一共有49页\编辑于星期四TATA+1

circleminorgroove（环绕DNA小沟）

TFIIATBPofTFIID

pre-TIC

TFIIA：BindstoTFIIDEnhancesTFIIDbindingtoTATAboxStabilizingtheDNA-TFIIDcomplex

现在是24页\一共有49页\编辑于星期四TFIIB：TFIIBbindstoTBPofTFIIDandRNApol.IITFIIBasalinking

factorallowingrecruitment（招募）ofRNApolIItoTIC；TFIIF：IncludingtwosubunitsofRAP30,RAP70Bindingandrecruiting（招募）RNApolIItoassembleTIC参与DNA双链的溶解；TFIIFRNApolIITFIIB

BasicTIC

现在是25页\一共有49页\编辑于星期四TFIIH;Helicaseactivity(ATPase)&kinaseactivity

PhosphorylationofCTDofRNApolIIO

DNArepair

TFIIE;AssociatewithTFIIHkinase

completeTIC

EH现在是26页\一共有49页\编辑于星期四真核RNA聚合酶对DNA模板的识别TFIIE，H现在是27页\一共有49页\编辑于星期四mRNA

Promoterclearance

TranscriptionstartingFEHBDA大多数TFⅡ因子在RNA聚合酶Ⅱ离开启动子前就释放。但TFⅡF在延伸中也发挥作用。现在是28页\一共有49页\编辑于星期四转录因子分子量（kD)功能TBP30与TATA盒结合TFⅡ-B33介导RNA聚合酶Ⅱ与TFIID的结合TFⅡ-F30,74解旋酶TFⅡ-E34,37促进TFIIH的激酶活性TFⅡ-H62,89解旋酶、激酶、DNA的修复TFⅡ-A12,19,35稳定TFⅡ-D的结合TFⅡ-I120促进TFⅡ-D的结合总结：各转录因子的作用现在是29页\一共有49页\编辑于星期四RNApolI;LocatedinnucleolusForpre-rRNA(—18s—5.8s—28s—)80-85%oftotalRNATwocontroldomainsincludedincis-factorTrans-factorincludingIncluding4subunits1ofTBP(TATAbidingprotein)3ofTAF(TBPassociatefactor)UBF(UPEBindingFactor)SL(Selectivityfactor)UPE(upstreampromoterelement)Corepromoter现在是30页\一共有49页\编辑于星期四

UBF+UPEUBF+PartofcorepromoterTwoUBFinteractioncausingDNAtoformaloop3TAF1TBPSLUPEcorepromoter

UBF

UBF

RNApolI起始复合物的组装过程：现在是31页\一共有49页\编辑于星期四

Pre-rRNA

AllowsRNApolbindingcomplextoinitiate

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正确的定位在起始位点。SL的作用：现在是32页\一共有49页\编辑于星期四RNApolIII：Locatedinnucleoplasm

16ormoresubunitsFor5spre-rRNA；4spre-tRNA；U6snRNA(smallnuclearRNA)；CytosolicRNA；---cis-factorincluding启动子位于tRNA基因编码区内：twohighlyconservedregionsliedownstreamfrom+1--Abox;TGGCNNAGTGG(D-loopoftRNA)--Bbox;GGTTCGANNCC(TψC-loopoftRNA)(forpre-tRNA)：现在是33页\一共有49页\编辑于星期四Tans-factorTFIIIC：bindingtoA,Bbox

TFIIIC

+1AboxBbox

tDNA

TFIIIC是装配因子，帮助TFⅢB结合在正确的位置。

tRNA转录起始复合物的形成过程：现在是34页\一共有49页\编辑于星期四TFIIIB：特点：

Binding50bpupstreamfromAbox；

其结合位点没有序列特异性，而是由TFIIIC的结合位点决定的；Including3subunits:TFⅢB的功能是作为“定位因子”，负责RNA聚合酶III的正确定位。现在是35页\一共有49页\编辑于星期四TFIIIBallowsRNApolIIItobindandinitiatetranscription

tRNA

RNApolIII

+1

tRNA转录起始复合物的形成过程：现在是36页\一共有49页\编辑于星期四---cis-factorincluding：启动子位于基因编码区内；Abox;+50to+65bpCbox;located81-99bpdownstreamfrom+1---Trans-factorTFIIIA：specificCboxbindingprotein&allows

指导TFIIIC结合到启动子A区上TFIIIC：与A区结合，指导TFIIIB结合到启动子上游；

TFIIIB：指导RNA聚合酶III结合到5S启动子上；RNApolIIIfor5spre-rRNA5spre-rRNA转录起始复合物的形成特点：现在是37页\一共有49页\编辑于星期四

RNApolIIITFIIIC

TFIIIA

+1AboxCbox

TFIIIB

5SrRNA

5spre-rRNAtranscription5spre-rRNA转录起始复合物的形成：现在是38页\一共有49页\编辑于星期四三、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-bindingdomainactivationdomain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。现在是39页\一共有49页\编辑于星期四l

Cys/Cys,Cys/His(Zincfinger)l

Helix—loop—Helix(HLHorbHLH)

l

Leuzipper(bZIP)1、DNA结合结构域种类及结构特点：现在是40页\一共有49页\编辑于星期四锌指（zincfinger）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）、Zincfinger现在是41页\一共有49页\编辑于星期四23aa/copyonefinger9direct