原核生物转录终止子
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转录终止子的名词解释
转录终止子 (transcribed termination site) 是指在真核生物基因组中,负责终止 RNA 聚合酶 II(RNA polymerase II) 转录作用的序列。
RNA 聚合酶 II 在转录过程中,会沿着 DNA 链前进,并将其转录成 RNA 分子。
在终止转录时,RNA 聚合酶 II 会移动到终止子序列处,然后终止转录过程。
终止子序列通常由几个核苷酸组成,它们被称为 TTS(transcribed termination site) 或 TER(transcriptional termination region)。
转录终止子是一个重要的基因调控机制,可以影响基因的表达水平。
在某些疾病中,转录终止子的异常可以导致基因的异常表达,从而影响细胞的功能。
因此,研究转录终止子对于理解基因调控机制和疾病发生机制非常重要。
除了真核生物外,转录终止子也在原核生物中发挥重要作用。
原核生物的RNA 聚合酶 I 和 RNA 聚合酶 II 都使用转录终止子来终止转录过程。
转录终止子是基因调控过程中非常重要的一环,可以影响基因的表达水平,从而影响细胞的功能。
·RNA合成名词解释转录:生物体以DNA 为模板合成RNA 的过程不对称转录:DNA分子上一股可转录,另一股不转录,模板链并非永远在同一单链上转录单位(是DNA):RNA 链的合成是从模板特定的部位起始的,经过链的延伸终于与特定的模板部位。
一般将从转录起始点到转录终止点的整个区域称为转录单位转录本(是RNA):与转录单位相对应的RNA 称为转录本,转录子启动子:RNA 聚合酶识别、结合并由此启动转录的一段DNA 序列,位于转录起点的5’端上游,启动子本身一般是不被转录的转录起点:每个转录单位的起点。
该店编号1,上游负数,下游正数终止子:具有终止功能的特定的DNA 序列,为RNA 聚合酶提供终止转录信号的DNA 序列知识点RNA聚合酶反应特点:1. 以四种核苷三磷酸NTP 为底物, DNA 为模板2.5’→3’方向合成3. 无需引物,直接在模板上合成RNA 链4. 碱基配对是A-U 和G-C5. DNA的两条链中仅一条链可作为模板,称模板链,另一条为编码链RNA聚合酶:1.原核生物:亚基分子量每分子酶中所含数目功能a 36512 2 决定基因转录的特异性β1506181与转录全过程有关β'155613 1结合DNA模板0 70263 1 辨认起始位点σ亚基为起始因子,能使RNA 聚合酶结合到DNA 的启动子上。
σ因子具有特异性2.真核生物:种类 1 ⅡⅢ转录产物45s-rRNA hnRNA5s-rRNA,tRNA,snRNA(18S、5.8S、28S) mRNA前体中度敏感对鹅音覃碱耐受极敏感的反应123分别专一的转录不同的基因真核生物的启动子:(1) Hogness 框 (TATA 框) :中心在-25~30处,保守序列TAAA(T)AA(T),有助于DNA 局部解开(2 )CAAT 框:-75处,保守序列GGT(C)CAATCT ,与RNA 聚合酶结合有关(3) GC 框:在更上游处,保守序列GGGCGG , 与某些转录因子结合有关*RNA 聚合酶IⅢI (转录5S RNA 等)的启动子在转录区内部终止因子:1.rho 因子:具有核酸酶活力(水解三磷酸核苷酸),在 RNA 聚合酶遇到终止子暂停作用时解 RNA-DNA 螺 旋2.终止因子 (NusA): 协助 RNA 聚合酶识别终止信号的辅助因子,与RNA 聚合酶的核心酶结合,识别终止序列转录过程:(一)转录的起始1.原核生物的转录起始: RNA 聚合酶结合,双链部分解开形成转录空泡,σ因子辨认转录 起始位点。
叙述原核生物转录所需的物质体系和
基本过程
原核生物转录所需的物质体系包括:
1. 转录酶:负责将 DNA 上的遗传信息转录成 RNA 的酶。
2. DNA 模板:转录过程中所需的 DNA 片段,作为转录的模板。
3. RNA 聚合酶:用于合成 RNA 的酶。
4. 核苷三磷酸(NTP):包括 ATP、GTP、CTP 和 UTP,是合成 RNA 的原料。
5. 启动子:位于 DNA 上的特定序列,是转录开始的信号。
6. 终止子:位于 DNA 上的特定序列,是转录终止的信号。
原核生物转录的基本过程如下:
1. 启动子识别:RNA 聚合酶结合到启动子区域,开始转录。
2. 转录起始:RNA 聚合酶在启动子区域解开 DNA 双链,并开始合成 RNA。
3. 转录延伸:RNA 聚合酶沿着 DNA 模板移动,持续合成 RNA。
4. 转录终止:当 RNA 聚合酶到达终止子区域时,转录终止。
5. RNA 释放:合成的 RNA 从 DNA 模板上释放出来。
6. RNA 加工:刚合成的 RNA 需要经过一系列的加工修饰,如剪接、加帽和加尾等,才能成为成熟的 mRNA。
原核生物的转录过程是基因表达的关键步骤,通过转录产生的 mRNA 可以进一步翻译成蛋白质,实现生物体的各种功能。
转录的多种终止机制展开全文转录进行到一定程度,会停止下来,复合物解体,新生RNA释放出来,称为转录的终止(termination)。
终止通常需要一个标志,即终止子(terminator),DNA模板上作为转录终止信号的顺式作用元件(cis-acting element)。
元件(element)指DNA上有特定功能的一段序列。
相对来说,与之作用的蛋白质被称为“因子”(factor)。
顺式(cis)与反式(trans)来自拉丁文前缀,是“在同一侧”和“在另一侧”的意思。
这两个词在顺反异构中比较好理解,在分子生物中的用法与早期研究有关。
在早期的分子遗传学研究中,经常要判断对某基因的调控作用是来自DNA分子本身,还是来自另一个分子。
前者称为顺式作用,比如增强子对启动子的作用;后者称为反式作用,比如某个蛋白因子对启动子的作用。
在顺反子的定义中也是同样的含义。
原核生物有两类终止子:依赖ρ因子的终止子和不依赖ρ因子的终止子。
ρ因子(Rho)是一种高度保守的终止因子,存在于几乎所有的原核生物。
除了终止转录以外,Rho还有抑制反义转录,影响tRNA和小调节RNA的合成,沉默外源DNA等多种功能。
两类终止子都有一段回文结构。
简单终止子有两个对称的富含GC的片段,下游还有一段富含A的序列。
而依赖ρ因子的终止子不需要GC序列和寡聚A序列。
简单终止子转录出RNA后,两段富含GC的片段会形成茎环结构,破坏了RNA和模板DNA的杂合双链结构。
此时下游恰好是结合力较弱的AU对,进一步造成了转录延伸复合物的不稳定,导致聚合酶解离和转录终止。
转录的内部终止模型。
Biomolecules. 2015 Jun; 5(2): 1063–1078.这种终止也称为内部终止(intrinsic termination)。
大肠杆菌中的大多数基因采用内部终止,Rho依赖的终止大约占20-30%。
大肠杆菌的Rho因子是环状六聚体,每个亚基47KD。
原核生物转录的终止——终止子摘要:转录是基因表达调控的重要环节,终止子是DNA上的一类终止信号,当RNA Pol遇到DNA上的特殊终止信号,转录就会停顿,通过各种特殊方式从DNA上脱落,转录终止。
终止子不受环境的影响,转录一旦起始,就一定走到底才发生终止作用。
已知原核生物转录终止有两种模式:一种是依赖ρ(Rho)因子的,一种是不依赖ρ(Rho)的。
非依赖ρ因子的转录终止:为强终止子,DNA上含有终止序列的特殊位点,即模板链上有富含GC的回文结构,由于GC之间是3个氢键,较稳定,因而当RNA聚合酶经过时不会拆开DNA形成的茎环结构,前行受到阻止。
模板链上随后有多个连续的A,在RNA 上转录成多个U,AU配对氢键弱,因而RNA易雨DNA分离,重新形成DNA双螺旋,RNA脱离。
依赖ρ因子的转录终止:为弱终止子,不能形成茎环结构,当RNA Pol遇到若终止子后,RNA Pol停顿,转录停止,翻译开始,翻译完毕,核糖体脱落。
Rho因子有ATP酶和解旋酶的活性,与RNA产物结合,使得RNA聚合酶与Rho蛋白都发生构象变化,DNA\RNA双链拆离,利于产物从转录复合物中释放。
关键词:原核mRNA;转录终止;强终止子;弱终止子在转录过程中, R N Pas e 一旦开始转录, 酶沿着D N A 模板继续前进, 不断延长R N A链, 一直它遇到终止信号才停止。
在终止点酶停止向生长的R N A 链上添加核普酸, 释放完成的产物, 而且酶从D N A 模板上脱落。
终止作用要破坏R N A 一D N A 杂交体的全部氢键,成后D N A 双链再合拢。
提供转录停止信号的D N A 顺序, 称为终止子(t e r m 讯at or , 缩写为O ,在某些终止子中, 终止事件可以被专一性的辅助因子阻止, 辅助因子可以与R N Pa s e相互作用。
终止事件不是产生R N A 分子3’一末端的简单机制, 而是控制基因表达的一个机会。
简述原核生物的转录过程
原核生物的转录过程是指DNA中的一个基因被转录成RNA
的过程。
在原核生物中,转录发生在细胞质中,没有内核。
转录分为三个主要阶段:启动、延伸和终止。
启动阶段:
1. DNA解旋:某个特定区域的DNA双链被解开,让RNA聚
合酶可以访问DNA。
2. 结合因子结合:特定的转录结合因子结合到启动子区域上,形成转录起始复合物。
3. RNA聚合酶连接:RNA聚合酶在启动子上连接,并开始合
成RNA链。
延伸阶段:
1. 融合:RNA聚合酶在模板DNA上一个接一个的加入核苷酸,生成一个互补的RNA链。
RNA链的合成方向是从5'端到3'端。
2. 构建RNA链:RNA聚合酶从DNA模板链上移动,依次将RNA链进行构建,继续向下延伸。
3. 翻译:RNA链在合成的同时,其碱基序列被转化为RNA的
亚单位。
终止阶段:
1. 结束转录:在模板DNA上,到达一个由特定DNA序列标
识的终止位点时,RNA聚合酶会停止合成,并释放RNA链。
2. 分离:合成的RNA链离开DNA模板。
3. 形成成熟mRNA:非编码RNA被进一步修饰,成为成熟
mRNA链,可以被翻译为蛋白质。
这是原核生物转录的一般过程,不同原核生物在具体机制上可能有一些差异。
Transcription Terminator in Prokaryotes
Definition:
In genetics, a transcription terminator is a section of nucleic acid sequence that marks the end of a gene or operon in genomic DNA during transcription. This sequence mediates transcriptional termination by providing signals in the newly synthesized transcript RNA that trigger processes which release the transcript RNA from the transcriptional complex. These processes include the direct interaction of the mRNA secondary structure with the complex and/or the indirect activities of recruited termination factors. Release of the transcriptional complex frees RNA polymerase and related transcriptional machinery to begin transcription of new mRNAs.
Two classes of transcription terminators, Rho-dependent and Rho-independent, have been identified throughout prokaryotic genomes. These widely distributed sequences are responsible for triggering the end of transcription upon normal completion of gene or operon transcription, mediating early termination of transcripts as a means of regulation such as that observed in transcriptional attenuation, and to ensure the termination of runaway transcriptional complexes that manage to escape earlier terminators by chance, which prevents unnecessary energy expenditure for the cell.
Rho-dependent terminators:
Rho-dependent transcription terminators require a protein called Rho factor, which exhibits RNA helicase activity, to disrupt the mRNA-DNA-RNA polymerase transcriptional complex. Rho-dependent terminators are found in bacteria and phage. The Rho-dependent terminator occurs downstream of translational stop codons and consists of an unstructured, cytosine-rich sequence on the mRNA known as a Rho utilization site (rut) for which a consensus sequence has not been identified, and a downstream transcription stop point (tsp). The rut serves as a mRNA loading site and as an activator for Rho; activation enables Rho to efficiently hydrolyze ATP and translocate down the mRNA while it maintains contact with the rut site. Rho is able to catch up with the RNA polymerase, which is stalled at the downstream tsp sites. Contact between Rho and the RNA polymerase complex stimulates dissociation of the transcriptional complex through a mechanism involving allosteric effects of Rho on RNA polymerase.
Rho-independent terminators:
Intrinsic transcription terminators or Rho-independent terminators require the formation of a self-annealing hairpin structure on the elongating transcript, which results in the disruption of the mRNA-DNA-RNA polymerase ternary complex. The terminator sequence in DNA contains a 7-20 basepair GC-rich region of dyad symmetry followed by a short poly-T tract or "T stretch" which is transcribed to form the terminating hairpin and a 7–9 nucleotide "U tract" respectively. The mechanism of termination is hypothesized to occur through a combination of direct promotion of dissociation through allosteric effects of hairpin binding interactions with the RNA polymerase and "competitive kinetics". The hairpin formation causes RNA polymerase stalling and destabilization, leading to a greater
likelihood that dissociation of the complex will occur at that location due to an increased time spent paused at that site and reduced stability of the complex. Additionally, the elongation protein factor NusA interacts with the RNA polymerase and the hairpin structure to stimulate transcriptional termination.
Simplified schematics of the mechanisms of prokaryotic transcriptional termination in vector version. Rho-independent termination, a terminating hairpin forms on the nascent mRNA interacting with the NusA protein to stimulate release of the transcript from the RNA polymerase complex (top). In Rho-dependent termination, the Rho protein binds at the upstream rut site, translocates down the mRNA, and interacts with the RNA polymerase complex to stimulate release of the transcript (bottom).
A predicted conserved secondary structure and sequence conservation annotation for 90 bacterial Rho-independent termination elements.。