启动子
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证明启动子与转录因子结合
启动子是一段DNA序列,其中包含了一些特定的序列元件,
这些序列元件能够与转录因子结合,从而调控基因的转录过程。
有以下证据表明启动子与转录因子结合:
1. EMSA(电泳迁移实验):该实验利用电泳迁移原理,通过
观察DNA与转录因子的结合是否改变DNA的迁移性质来判
断转录因子与启动子的结合。
在该实验中,DNA与转录因子
结合后会形成一个复合物,这个复合物的迁移性质与自由
DNA不同,可以通过电泳迁移速度的变化来判断启动子与转
录因子的结合情况。
2. ChIP(染色质免疫沉淀)实验:该实验利用特异的抗体来
沉淀与抗体特异结合的染色质区域,从而检测特定转录因子与启动子的结合情况。
通过这种实验可以确定哪些转录因子能够结合到启动子上,进而调控基因的转录。
3. Mutagenesis实验:通过对启动子的序列进行突变,可以通
过观察转录因子的结合能力是否受到影响来判断启动子与转录因子的结合。
如果突变后的启动子失去结合能力,说明转录因子结合的位置在突变的序列上。
综上所述,通过EMS、ChIP和mutagenesis等实验方法可以证明启动子与转录因子的结合。
这一结合进而调控基因的转录过程,是基因表达调控的重要机制之一。
启动子的名词解释启动子是指存在于转录起始位点上游的DNA序列,它是调控基因表达的元件,能够在转录过程中促进基因的转录。
启动子是DNA序列的一部分,其中含有转录因子(transcription factors)结合位点和RNA聚合酶(RNA polymerase)结合位点等重要调控位点。
启动子的主要功能是定位转录起始位点,并提供给RNA聚合酶一个合适的结合位点进行转录。
启动子通常由可变的核苷酸序列组成,这是因为启动子的性质和功能取决于附近区域的转录调控因子的结合。
不同的细胞类型和生物体会存在多种不同的启动子序列,从而实现基因表达的编程控制。
启动子通常包含两个位点:TATA盒和启动位点。
TATA盒是非常保守的结构,它位于转录起始位点上游大约25个碱基对(bp)的位置。
TATA盒的特点是含有一个6个碱基对(bp)的序列,其中包含了T和A两种碱基的重复结构,例如“TATAAA”。
该序列是RNA聚合酶和转录因子结合的起点,起到引导RNA聚合酶上的转录因子向下游移动的作用,进而启动基因的转录。
启动位点是基因转录的实际起始位点。
它位于TATA盒的下游,可以是在十几个碱基对(bp)范围内。
在启动位点及其附近的DNA区域上,转录因子和RNA聚合酶形成复合物,构成转录复合物。
转录复合物会通过裸露DNA的双链断裂位置,开始合成RNA链。
启动子的特异性和调控是由转录因子的选择性结合决定的。
转录因子是一类能够与特定的DNA序列结合的蛋白质,它们通过与DNA结合,调节基因的表达。
转录因子通常分为激活子和抑制子两类。
激活子能够促进基因转录的起始,而抑制子则具有相反的效应,抑制基因的转录。
除了TATA盒和启动位点之外,一些启动子还含有其他增强子和减弱子等调控序列。
增强子能够增强基因的表达,而减弱子则具有相反的效应。
这些调控序列可以通过与转录因子相互作用,参与基因表达的调控网络,控制基因的时空表达模式。
总之,启动子是基因表达的重要调控元件,它位于转录起始位点上游,定位并促进RNA聚合酶在合适的位置进行转录。
启动子的名词解释
启动子(promoter)是一种特殊的DNA序列,它位于基
因前面,并且可以被RNA聚合酶结合。
它可以引导转录机分
子进入基因,从而促进基因的转录,从而产生蛋白质,启动子的功能对于生物体的正常功能至关重要。
启动子的构成通常由一系列特定的DNA序列组成,其中
最重要的是核糖体结合位点(TATA盒)和起始子因子结合位点(InR)。
TATA盒可以被RNA聚合酶结合,并开始转录,而InR可以识别起始子因子,并将其结合到受体上,从而促进转录反应。
此外,启动子还可以激活或抑制基因转录,这取决于DNA序列的类型。
在生物体中,启动子的功能非常重要,它可以影响基因表达的水平,可以控制蛋白质的产生,也可以促进基因的转录。
因此,启动子的正常功能对于维持生物体的正常运行至关重要。
总之,启动子是一种特殊的DNA序列,其功能对于维持
生物体的正常运行至关重要。
启动子的研究可以帮助我们了解基因表达的机制,也可以为治疗基因相关疾病提供新的思路。
因此,启动子的研究具有重要的实际价值,未来还有很多的潜力可以开发。
启动子启动子是DNA链上一段能与RNA聚合酶结合并起始RNA合成的序列,它是基因表达不可缺少的重要调控序列。
没有启动子,基因就不能转录。
由于细菌RNA聚合酶不能识别真核基因的启动子,因此原核表达载体所用的启动子必须是原核启动子。
原核启动子是由两段彼此分开且又高度保守的核苷酸序列组成,对mRNA 的合成极为重要。
在转录起始点上游5~10 bp处,有一段由6~8个碱基组成,富含A和T的区域,称为Pribnow 盒,又名TATA 盒或-10区。
来源不同的启动子,Pribnow 盒的碱基顺序稍有变化。
在距转录起始位点上游35 bp处,有一段由10 bp组成的区域,称为-35区。
转录时大肠杆菌RNA聚合酶识别并结合启动子。
-35区与RNA聚合酶s亚基结合,-10区与RNA聚合酶的核心酶结合,在转录起始位点附近DNA被解旋形成单链,RNA聚合酶使第一和第二核苷酸形成磷酸二酯键,以后在RNA聚合酶作用下向前推进,形成新生的RNA链。
原核表达系统中通常使用的可调控的启动子有Lac(乳糖启动子)、Trp(色氨酸启动子)、Tac(乳糖和色氨酸的杂合启动子) 、lPL (l噬菌体的左向启动子)、T7噬菌体启动子等。
(1)Lac启动子:它来自大肠杆菌的乳糖操纵子,是DNA分子上一段有方向的核苷酸序列,由阻遏蛋白基因(LacI)、启动基因(P)、操纵基因(O)和编码3个与乳糖利用有关的酶的基因结构所组成。
Lac启动子受分解代谢系统的正调控和阻遏物的负调控。
正调控通过CAP(catabolite gene activation protein)因子和cAMP来激活启动子,促使转录进行。
负调控则是由调节基因产生LacZ阻遏蛋白,该阻遏蛋白能与操纵基因结合阻止转录。
乳糖及某些类似物如IPTG可与阻遏蛋白形成复合物,使其构型改变,不能与O基因结合,从而解除这种阻遏,诱导转录发生。
(2)trp启动子:它来自大肠杆菌的色氨酸操纵子,其阻遏蛋白必须与色氨酸结合才有活性。
启动子名词解释启动子是一种基因组中的特殊序列,它在转录过程中起到了重要的作用。
启动子位于基因的上游区域,通常位于转录起始点的附近。
它的主要功能是为RNA聚合酶提供一个结合位点,从而启动基因的转录过程。
启动子的结构和序列对基因的表达水平和模式起着决定性的作用。
在本文中,我们将讨论启动子的结构、功能以及它在基因调控中的重要性。
启动子的结构。
启动子通常由一系列特定的DNA序列组成,这些序列被称为转录因子结合位点。
这些结合位点是一些特定的蛋白质(转录因子)的结合位点,它们能够与RNA聚合酶和其他调控因子相互作用,从而调控基因的转录。
启动子的结构是非常复杂的,它通常由多个转录因子结合位点组成,这些结合位点之间存在着复杂的相互作用关系。
此外,启动子的结构还受到DNA甲基化、染色质结构和其他表观遗传学修饰的影响。
启动子的功能。
启动子的主要功能是为RNA聚合酶提供一个结合位点,从而启动基因的转录。
在转录过程中,转录因子能够与启动子上的结合位点相互作用,从而招募RNA聚合酶和其他调控因子,形成一个转录复合物。
这个复合物能够在启动子上形成一个开放的DNA结构,从而使RNA聚合酶能够进入并开始转录过程。
此外,启动子还能够调控基因的表达水平和模式,它能够受到外部信号的调控,从而使基因的表达适应不同的环境条件。
启动子在基因调控中的重要性。
启动子在基因调控中起着非常重要的作用。
它能够决定基因的表达水平和模式,从而影响细胞的功能和特性。
启动子的异常结构或功能可能导致基因的异常表达,从而引起一系列疾病。
因此,对启动子的研究不仅有助于理解基因的调控机制,还有助于发现新的药物靶点和疾病诊断标志物。
启动子的研究方法。
对启动子的研究是基因组学和表观遗传学研究的重要内容。
目前,研究人员利用多种方法来研究启动子的结构和功能。
其中,常用的方法包括DNA测序、染色质免疫共沉淀、甲基化特异性PCR和转录组学分析等。
这些方法能够揭示启动子的结构和功能,从而为基因调控的研究提供重要的信息。
启动子、起始密码和复制原点
启动子是基因(gene)的一个组成部分,其化学本质是DNA的部分序列(存在于基因编码区的上游),控制基因转录的起始时间和基因表达的程度。
启动子(Promoters)就像“开关”,决定基因的活动。
启动子是位于结构基因5'端上游的DNA序列,能活化RNA聚合酶,使之与模板DNA准确的结合并具有转录起始的特异性。
即在启动子上有与RNA聚合酶结合的位点。
起始密码子为了使碱基顺序作为遗传信息能正确转译,通常需要从某个特定的位置开始转译。
这个起始点的密码子就叫做起始密码子。
是mRNA上的相邻的三个碱基,就是从这个碱基开始决定蛋白质合成,蛋白质是由许多氨基酸组成的,而组成蛋白质的第一个氨基酸就是有起始密码子决定的。
真核生物的起始密码子AUG翻译对应的是甲硫氨酸(Met)。
少数细菌(属于原核生物)以GUG(缬氨酸)或UUG为起始密码。
复制原点:DNA的复制有特定的起始位点,叫做复制原点.DNA的复制是由许多复制原点处形成的起始复制叉开始的。
启动子的名词解释在基因组学和分子生物学领域,启动子是对基因转录起始位置上游的一段DNA序列的称呼。
它是一种促使RNA聚合酶结合并开始转录的信号序列,也被称为基因转录的开关,它的存在决定了一个基因是否能够被转录成mRNA。
启动子由多个元件组成,这些元件包括转录因子结合位点和调控片段。
其中,转录因子结合位点是一段特定的DNA序列,能够吸引与之相互作用的转录因子。
转录因子是一类特定的蛋白质,它们能结合到启动子上的特定DNA序列上,从而调控基因的转录过程。
这种调控可以激活或抑制基因的转录活性。
启动子的选择性是基因表达调控的重要环节之一。
不同的细胞类型、发育阶段和环境因素都可能导致启动子的选择性转录。
通过特定的转录因子及其结合位点的组合,细胞能够对特定基因进行精确的调控。
这种调控方式被认为是生物体对内外环境变化的敏感响应机制的重要组成部分。
在真核生物中,启动子通常具有一些保守的序列特征。
例如,TATA盒是一种高度保守的启动子元件,它位于转录起始位点上游约30个核苷酸的位置处。
TATA盒的存在能够吸引TBP蛋白(TATA结合蛋白),进而吸引RNA聚合酶II结合并启动基因的转录。
此外,启动子的甲基化也是一种重要的调控机制。
DNA甲基化是通过向DNA分子中的胞嘧啶环上的C5位添加甲基基团来实现的。
当启动子区域发生甲基化时,这些甲基化基团会阻止转录因子的结合,从而抑制基因的转录。
因此,DNA甲基化在遗传学和上皮细胞等领域中具有重要的调控作用。
在人类的基因组中,启动子通常位于基因的上游区域,但也存在一些特殊的启动子结构。
例如,内含子和外显子之间的区域也可以具备启动子功能。
这些特殊的启动子结构增加了基因表达调控的复杂性,展示了启动子作为基因转录调控的关键元件的多样性。
总结起来,启动子是基因转录的关键元件,在细胞内发挥着重要的调控作用。
通过与转录因子的相互作用,启动子能够精确地调控基因表达的时机和水平。
对启动子的深入研究有助于我们更好地理解基因调控机制,进而为疾病治疗和基因工程等领域的发展提供指导。
启动子的概念高中生物一、什么是启动子?启动子是位于基因上的一段 DNA 序列,起着调控基因表达的重要作用。
它是连接 RNA 聚合酶和基因编码区的关键位置,能够促进 RNA 聚合酶的粘附并使其在正确位置上开始转录。
启动子长度一般在 100-1000bp 左右,每种基因都有自己的启动子序列。
二、启动子的组成1. TATA 区:位于启动子序列的起始位置,具有完全保守性,是转录因子结合的主要区域。
2. CAAT 区:位于 TATA 区附近,是另一种转录因子结合的位置。
3. GC 区:由 G 和 C 构成的区域,也是转录因子结合的位置之一。
4. 引导区:位于启动子序列的末端,能够调节转录起始点的位置和频率。
三、启动子的作用启动子的主要作用是将转录因子带到正确的位置,使其能够促进 RNA聚合酶的粘附并开始转录。
同时,启动子还能够调节基因的表达水平,提高或降低特定基因在不同细胞类型中的活性,从而对细胞功能发挥重要作用。
四、启动子的调节启动子的调节是通过转录因子和启动子序列之间的互作实现的。
转录因子是能够与基因启动子序列结合的蛋白质,它们能够识别、结合并调控基因表达。
同时,启动子序列的特定序列(如 TATA、CAAT、GC)也是转录因子结合的重要位置。
五、启动子的重要性启动子是基因调控的重要节点,其序列和调节机制的异常都会对基因表达产生影响,并导致许多疾病的发生。
例如,启动子序列的缺失、变异或突变都可能导致基因表达异常,从而引起先天性疾病、癌症、免疫系统疾病等。
六、启动子的研究应用启动子的研究能够为基因治疗、基因编辑等研究提供理论和实践基础。
人们通过对各种基因启动子的研究,可以实现特异性基因表达的调控,并设计出更加高效的基因治疗和基因编辑工具,为人类健康事业做出更大的贡献。
七、启动子的前景随着生命科学和基因技术的不断发展,启动子的研究会逐步发展成为基因表达的调控重要分支,为医学研究和基因治疗提供技术支持和理论基础,对于人类健康事业的发展具有重要作用。
启动子:RNA聚合酶识别、结合并开始转录所必需的一段DNA序列。
不同的启动子都存在保守的共同序列,包括RNA聚合酶识别位点和结合位点。
(1)、-10序列在转录起点上游大约-10处,有一个6bp的保守序列TATAAT,称Pribnow框。
此段序列出现在-4到-13bp之间,每个位点的保守性在45%-100%。
频度:T89 A89 T50 A65 A65 T100
据预测,Pribnow框中,一开始的TA和第6位最保守的T在结合RNA聚合酶时起十分重要的作用。
目前认为,Pribnow框决定转录方向。
酶在此部位与DNA结合形成稳定的复合物,Pribnow框中DNA序列在转录方向上解开,形成开放型起始结构,它是RNA聚合酶牢固的结合位点,是启动子的关键部位。
RNA聚合酶的结合,诱导富含AT的Pribnow框的双链解开,然后进一步扩大成17个核苷酸长度的泡状物,在泡状物中RNA聚合酶从模板链开始转录RNA产物。
(2)、-35序列
只含-10序列的DNA不能转录,在-10序列上游还有一个保守序列,其中心约在-35位置,称为-35序列,此序列为RNA酶的识别区域。
各碱基出现频率如下:T85 T83 G81 A61 C69 A52 ,其中TTG十分保守。
-35序列的功能:它是原核RNA聚合酶全酶依靠σ因子的初始识别位点。
因此,-35序列对RNA聚合酶全酶有很高的亲和性。
-35序列的核苷酸结构,在很大程度上决定了启动子的强度,RNA聚合酶易识别强的启动子。
-35序列提供RNA聚合酶识别信号,
-10序列有助于DNA局部双链解开,启动子结构的不对称性决定了转录的方向。
2.熟悉原核生物启动子的结构与功能、其中的-35区、-10区等的结构?
①域中的基序并与之结合,启动转录的起始。
一般将DNA上的转录位点定位+1来排序,其下游(右侧)为正值,其上游(左侧)为负值。
原核生物不同基因的启动子虽然结构也有一定的差异,但明显具有共同的特点。
◆结构典型,都含有识别(R),结合(B)和起始(I)三个位点;◆序列保守,如-35序列,-10序列结构都十分保守;◆位置和距离都比较恒定;◆直接和多聚酶相结合;◆常和操纵子相邻;◆都在其控制基因的5′端;◆决定转录的启动和方向。
②-35序列又称为Sextama盒,其保守序列为TTGACA,与-10序列相隔16~19bp。
其功能是:◆为RNA 聚合酶的识别位点。
RNA 聚合酶的核心酶只能起到和模板结合和催化的功能,并不能识别-35序列,只有σ亚基才能识别-35序列,为转录选择模板链。
◆-35序列和-10序列的距离是相当稳定的,过大或过小都会降低转录活性。
这可能是因为RNA 聚合酶本身的大小和空间结构有关。
③-10序列也称为Pribnow框盒,其保守序列为TATAAT,位于-10bp左右,其中3′端的“T”十分保守。
A,T较丰富,易于解链。
它和转录起始位点“I”一般相距5bp。
其功能是:◆与RNA聚合酶紧密结合;◆形成开放启动复合体;◆使RNA聚合酶定向转录。
为什么RNA聚合酶能够仅在启动子处结合呢?显然启动子处的核苷酸顺序具有特异的形状以便与RNA聚合酶结合,就好像酶与其底物的结构相恰恰适合一样。
将100个以上启动子的顺序进行了比较,发现在RNA合成开始位点的上游大约10bp和35bp处有两个共同的顺序,称为-10和-35序列。
这两个序列的共同顺序如下,-35区“AATGTGTGGAAT”,-10区“TTGACATATATT”。
大多数启动子均有共同顺序(consensus sequence),只有少数几个核苷酸的差别。
转录起点是指与新生RNA链第一个核苷酸相对应DNA链上的碱基,研究证实通常为一个嘌呤。
常把起点前面,即5’末端的序列称为上游(upstream),而把其后而即3’未端的序列称为下游(downstream)。
在描述碱基的位置时,一般用数字表示,起点为+1,下游方向依次为+2、+3……,上游方向依次为-1、-2、-3…
许多原核生物都含有这两个重要的启动子区:RNA聚合酶同启动子结合的区域称为启动子区。
将各种原核基因同RNA聚合酶全酶结合后,用DNase I水解DNA,最后得到与RNA聚合酶结合而未被水解的DNA片段,这些片段有一个由5个核苷酸(TATAA)组成的共同序列,以其发现者的名字命名为Pribnow框(Pribnowbox),这个框的中央位于起点上游10bp处,所以又称-10序列(-10 sequence),后来在-35 bp处又找到另一个共同序列(TTGACA)。
Hogness等在真核基因中又发现了类似Pribnow框的共同序列,即位于-25~-30 bp 处的TATAAAAG,也称TATA框(TATAbox)。
TATA框上游的保守序列称为上游启动子元件(upstream promoter element,UPE)或上游激活序列(uptreamactivatingsequence,UAS)。
另外在-70~-78 bp处还有一段共同序列CCAAT,称为CAAT框(CAAT box)。
提纯被保护的片段后却发现,RNA聚合酶并不能重新结合或并不能选择正确的起始点,表明在保护区外可能还存在与RNA聚合酶对启动子的识别有关的序列。
果然,科学家不久就从噬菌体的左、右启动子PL及PR和SY40启动子的-35 bp附近找到了另一段共同序列:TTGACA。
经过数年的努力,分析了46个人肠杆菌启动子的序列以后.确证绝大部分启动子都存在这两段共同序列,即位于-10bp处(……T89A89T50A65A100……)的TATA区和-35 bp处(……T85T83G81A61C69A52……)的TTGACA区。
现已查明,-10位的TATA 区和-35位的TTGACA区是RNA聚合酶与启动子的结合位点,能与σ因子相互识别而具有很高的亲和力。
原核生物中-10区同-35区之间核苷酸数目的变动会影响基因转录活性的高低,强启动子一般为17±1 bp,当间距小于15 bp或大于20 bp时都会降低启动子的活性。