生化课件16转录

TF II E
（6）TF II H 和TF II J加入复合物
（7）TF II H
有多种酶活性，包括ATP酶、解旋酶、和可使Pol II 的
CTD 磷酸化的激酶活性。
Pol II 的CTD 磷酸化
， TF II 在PolⅡ离开启动 子前释放，形成适于 延伸的构象
Pol II 离开启动子区，
进入延伸阶段
用。
TF II B
（4）与RNA聚合酶与TFIIF相连的复合体结合
TF II F
Pol II
TF II F 结合Pol II并带向启动子； 两个亚基：
RAP74（ATP依赖性解旋酶），可能参与DNA 双链的溶解 RAP30（与细菌因子有同源性），与RNA 聚合酶Ⅱ紧密 结合
（5）TF II E 扩大DNA覆盖区至+30
RNA聚合酶Ⅱ起始复合物的组装 启动子TATA盒+ TFⅡD
+ TFⅡA + TFⅡB +(RNA聚合酶+ TFⅡF)复合物 +TFⅡE 、TFⅡJ +TFⅡH（解旋酶、蛋白激酶）
DNA解旋、RNA聚合酶Ⅱ的 CTD磷酸化
polⅡ从转录因子中释放出来 从起始点向下游移动
转录的终止 （1）终止位点：
（以E.coli为例，五聚体）
核心酶 (core enzyme) 全酶 (holoenzyme) 利福平
三、RNA聚合酶与启动子
1、转录是不连续、分区段进行的 2、每一个转录区段可视为一个转录单位，包括 若干个结构基因及其上游(upstream)的调控序列
结合部位： RNA聚合酶的结合的部位，其长度为7bp，
中心部位在–10bp处，一致性序列为TATAAT序列，故称 之为 TATA box (Pribnow box)
识别部位和结合部位都富含AT碱基，因此双链DNA易发 生解链，有利于RNA聚合酶的结合
第二节
转录过程
The Process of Transcription
D
非编码区
2. 外显子(exon)和内含子(intron)
• 外显子 在断裂基因及其初级转录产物上出现，
并表达为成熟RNA的核酸序列
•内含子 隔断基因的线
性表达而在剪接过程中 被除去的核酸序列
鸡
鸡卵清蛋白
卵
基因
清
蛋
白
基
hnRNA
因
及
首、尾修饰
其
转
录
、
hnRNA剪接
转
录
后
成熟的mRNA
修
饰
3. mRNA的剪接 *
转录空泡
5’ 3’
3’
3’
5’
5’
RNA-pol （核心酶）-DNA -RNA
（四）转录终止 原核生物存在两类终止方式
1.非依赖Rho (ρ)的转录终止子
序列特征：回文序列富含GC，且在下游为连续的A
2.依赖Rho的转录终止子
序列特征：回文序列GC含量相对较少，下游序列无明显 特征
5’
3’
3’
5’
依赖 Rho因子的转录终止
◆Rho因子是rho基因的产物，广泛存在于原核和真 核细胞中，由6个亚基组成，分子量300KD。Rho因 子结合在新生的RNA链上，由5’端向3’端利用ATP 水解供能快速移动 ◆ Rho因子有ATP酶的活性和解螺旋酶的活性
DNA ρ因子
RNA聚合酶 RNA
第三节 真核生物RNA的生物合成
反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚 合酶的，则称为转录因子(transcriptional factors, TF)
RNApol II 的转录因子
TF II D TBP（TATA盒结合蛋白） + TAFs（TBP协同因子 ）
—— 结合在DNA小沟（其他DNA结合蛋白为大沟），识 别和结合核心启动子(TATA盒和Inr)
启动子
调控序列
5 3
RNA-pol
结构基因
3 5
目录
启动子
RNA聚合酶结合模板DNA的部位，称为启 动子(promoter)
RNA聚合酶 保护法
RNA聚合酶保护区 结构基因
5
3
3
5
5
3
-50 -40 -30 -20 -10 1 10
3
5
-35 区 TTGACA AACTGT
原核生物启动子保守序列
目前还不清楚RNA聚合酶Ⅱ基因的精确终止位点 （2）AAUAAA序列：
初始转录物3’末端的保守序列
对于转录产物的准确切割及加poly（A）是必须的
起始
延伸
5’ cap 5’ cap
AAUAAA AAUAAA
RNA内切酶 AAUAAA识别因子
Poly(A)聚合酶 An
Roger D. Kornberg
TATA
-40 -30 -20 -10
+10 +20
TBP的作用----定位因子 a、在TATA框处与DNA
结合
b、是所有三种RNA聚合 酶转录起始所需的因 子
TBP的作用机制： a 、两个结构域形成一个完全二元对称的马鞍型 结构，与DNA小沟有效结合
b、TBP 与DNA 结合，使DNA 弯曲了约80， TATA 盒向大沟弯曲，拓宽了小沟。
（2） TFIIA
含有至少3个亚基 与TFIID结合，稳定TFIID-DNA复合体；可能通过解除
TAFs的抑制而激活TBP
TF II A
（3） TFIIB 覆盖靠近起始点的启动位置，C端与TFIID和DNA的复合
物结合，N-端与TFⅡF协同作用募集RNA聚合酶II
TFIIB与TFIID结合，并为RNA聚合酶结合起一个桥梁作
结合，这种构象适于转录的起始 （2）CTD磷酸化可使RNA聚合酶II与DNA的
结合变得松弛，形成适于延伸的构象
RNA聚合酶II自身不能起始转录，需要依靠转
录因子的协助
转录因子
能直接、间接辨认和结合转录上游区段 DNA的蛋白质，现已发现数百种，统称为反 式作用因子(trans-acting factors)
目录
RNA聚合酶Ⅱ 与转录因子 羧基末端结构域(CTD)： 1、位置：RNA聚合酶Ⅱ最大亚基羧基末端
2、结构特点： （1）具有7个氨基酸(Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser -Pro-Ser)
的重复序列（酵母：重复26次；哺乳类：52次 ）
（2）多个磷酸化位点：Ser、Thr
CTD磷酸化对调控基因转录有重要作用： （1）CTD去磷酸化，RNA聚合酶II易与DNA
4. 亚基脱落
（二）转录延长
1. 亚基脱落，核心酶变构，与模板结合松弛 ，沿着DNA模板前移
2. 在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链 不断延长
(NMP) n + NTP (NMP) n+1 + PPi
转录空泡（transcription bubble）：也称转录复合物，是由 RNA聚合酶的核心酶、DNA模板和转录产物RNA三者结合在 一起的复合体
目录
5′···GCAGTACATGTC ···3′ 编码链 3′··· c g t g a t g t a c a g ···5′ 模板链
转录 5′···GCAGUACAUGUC ···3′
翻译
mRNA
N······Ala ·Val ·His ·Val ······C蛋白质
目录
结构基因
5
编码链
3
模板链
转录方向
转录方向
模板链
3
编码链
5
不对称转录
(asymmetric transcription)
• 在DNA分子双链上某一特定区段，一股链 用作模板指引转录，另一股链不转录
• 模板链不总是在同一条单链上
二、RNA聚合酶
1、合成机制与DNA-pol相似 2、不需要引物
RNA聚合酶
（二）原核生物的RNA聚合酶
5 m7GpppGp…
帽子的作用：
增强mRNA的稳定性，防止被核酸酶水 解
蛋白质合成时：促进核糖体与mRNA的 结合，启动蛋白质的合成
（二）3’-末端：polyA（尾）
尾巴的作用： 参与mRNA从核内向胞质的定向转移 防止外切酶的水解，增强mRNA的稳定性
（三）mRNA的剪接 hnRNA
• 核内的初级转录产物。称为杂化核RNA (hetero-nuclear RNA, hnRNA)或核内不均一 RNA
TF II E —— 扩大DNA覆盖区至+30
TF II H 和TF II J —— H有激酶活性， 使Pol II 的CTD 磷酸化 ，PolⅡ 离开启动子区
RNA PolⅡ基因转录的过程 1、转录起始
（1） TFIID:
TBP（TATA盒结合蛋白）
因子 ）
+ TAFs（TBP协同
TBP TAFs
回文序列
终止子： DNA模板上能够在转录即将结束时，提供终止信号的序 列，称为终止子（terminator）。通常为一段被间隔开的回文序列 ，存在于RNA pol已经转录过的序列中
RNA-pol
5
3
3
5
5´pppG
茎环结构使转录终止的机理 • 使RNA聚合酶变构，阻碍前移；
• 使杂交双链易于解离，转录复合物解体，RNA 产物释放
TF II A —— 含数个亚基，可能通过解除TAFs的抑制而激活TBP
TF II B —— 覆盖靠近起始点的启动位置，C端与TFIID和DNA 的复合物结合，N-端与TFⅡF协同作用募集RNA聚 合酶II
TF II F ——结合Pol II并带向启动子；RAP74（ATP依赖性解 旋酶），RAP30（与细菌因子有同源性）