常见的真核和原核表达系统的启动子(promoters)

常见真核启动子及原核启动子特点启动子是基因的调控序列，用于启动基因的转录过程。

真核核基因的启动子与原核启动子在结构和调控机制上有一些显著的差异。

常见的真核启动子包括TATA-box启动子、CAAT-box启动子、GC-box 启动子以及增强子和启动子相关顺反元件等。

相比之下，原核启动子主要包括启动子结构（包括RBS和启动子序列）和阻止子。

TATA-box启动子是真核启动子中最为常见的一类，其基本序列为TATAAAA。

TATA-box启动子位于转录起始点的上游区域，与转录因子TBP （TATA结合蛋白）结合，通过改变染色质的结构来帮助RNA聚合酶Ⅱ结合，起到促进基因转录的作用。

CAAT-box启动子基本序列为CCAAT，位于转录起始点的上游区域。

CAAT-box启动子常与转录因子CBF（CCAAT结合蛋白）结合，CBF与RNA 聚合酶Ⅱ发生相互作用，促进基因转录。

GC-box启动子的基本序列为GCGGGG，位于转录起始点的上游区域。

与TATA-box启动子和CAAT-box启动子不同，GC-box启动子常与转录因子Sp1结合，Sp1使染色质结构松弛，帮助RNA聚合酶Ⅱ结合并促进基因转录。

除了这些常见的启动子序列外，增强子也是一类重要的真核启动子，常用于增强基因的转录活性。

在基因转录过程中，转录因子能够结合到增强子上，进而与启动复合物相互作用，使基因转录增强。

和真核启动子不同，原核启动子主要包括启动子结构和阻止子。

启动子结构是几个具有一定保守序列的DNA序列是细菌RNA聚合酶与启动DNA 的结合位点。

与真核启动子相比，原核启动子相对简单，其基本序列也多样，通常包括TATAAT盒子和Pribnow盒子。

与此同时，原核启动子还包括RBS（ribosome binding site）结构，用于Ribosome的结合位置，进而参与翻译过程。

而阻止子是一种转录起始点之后的DNA序列，能够阻止RNA聚合酶进一步延伸合成RNA链。

真核启动子EF1a常规表达用mRNA人延长因子1α来源的强哺乳动物表达启动子组成型表达水平十分稳定，与细胞类型无关PGK1 (人/小鼠)常规表达用mRNA磷酸甘油酸酯激酶基因来源的哺乳动物启动子组成型广泛表达,但可能因细胞类型而异。

由于甲基化或脱乙酰作用，倾向于抵抗启动子下调。

human beta actin常规表达用mRNAβ-肌动蛋白基因来源的哺乳动物启动子组成型无处不在，鸡的启动子常用与启动子杂交TRE常规表达用mRNA四环素响应元件启动子被四环素或者类似物诱导通常有本底表达Ac5常规表达用mRNA果蝇Actin 5c 基因来源的强昆虫启动子组成型果蝇表达系统的常用启动子CaMKIIa 光遗传学基因表达mRNACa2+/钙调蛋白依赖的蛋白激酶 II 启动子特异的用于中枢神经系统/神经元表达。

受到钙和钙调蛋白调节。

TEF1常规表达用mRNA酵母转录延伸因子启动子组成型与哺乳动物的EF1a 启动子类似ADH1常规表达用mRNA乙醇脱氢酶I的酵母启动子被乙醇抑制全长版本很强，促进高表达。

截短启动子是组成型的，表达较低。

Ubi常规表达用mRNA玉米泛素基因的植物启动子组成型在植物中促进高表达U6小RNA表达shRNA来源于人U6小核启动子组成型小鼠U6也使用,但效率略差。

常用的原核表达系统启动子T7lac高水平基因表达T7噬菌体来源的启动子加上lac 操纵子 几乎没有本底表达，需要T7 RNA 聚合酶，受到lac 操纵子的控制，可以被IPTG 诱导。

常用与pET 载体，受到lac 操纵子的严格调控Sp6体外转录/常规表达Sp6噬菌体来源的启动子 组成型, 需要SP6 RNA 聚合酶当用于体外转录的时候，专路方向有可能是正向的也可能是反向的，取决于启动子相对于目的基因的方向araBAD常规表达用阿拉伯糖代谢操纵子的启动子阿拉伯糖诱导 弱，常用与pBAD 载体。

适合于快速调控和低的本底表达lac 常规表达用Lac操纵子来源的启动子可以被IPTG或者乳糖诱导在常规的大肠杆菌中，lacI阻遏蛋白表达量不高，仅能满足细胞自身的lac操纵子，无法应付多拷贝的质粒的需求，导致非诱导条件下较高地表达，为了让表达系统严谨调控产物表达，能过量表达lacI阻遏蛋白的lacIq 突变菌株常被选为Lac/Tac/trc表达系统的表达菌株。

分生考点Copyright by 孙倩1.顺式作用元件（cis-acting elements）: 存在于基因内外，与基因表达调控相关、能够被基因调控蛋白特异性识别和结合的特定的DNA序列称为顺式作用元件。

2.启动子(promoter)：真核基因的启动子指的是RNA聚合酶识别、结合的基因转录调控区中启动基因转录的一段特异DNA序列，包含一组转录调控功能组件，其中每一个功能组件的DNA序列约7~20 bp。

3.典型的启动子核心序列（core sequences）是在转录起始位点上游25~35 bp处，有一保守的TATA序列，被称为TATA盒（TATA box），真核细胞的TATA盒多为TATAAAA序列。

TA TA盒与原核细胞的启动子一样，对RNA聚合酶II的转录起始位点起定位作用。

4. 有一些编码蛋白质基因不含TA TA盒或起始子，多在起始位点上游约100bp内含有20~50个核苷酸的CG序列，被称做CpG岛（CpG island）。

此种基因可有多个转录起始点，可产生含不同5’末端的mRNA。

这些基因大多为低转录基因，编码中间代谢酶的管家基因。

5.启动子上游元件（promoter-proximal elements, 或upstream promoter elements）是一些位于TATA盒上游的DNA序列，与调节蛋白结合，调节通用转录因子与TATA盒的结合、RNA聚合酶与启动子的结合，以及转录起始复合物的形成，从而决定基因的转录效率与专一性。

常见的序列是CAA T盒和GC盒。

6.一些真核细胞基因含有另一种启动子元件，称为起始子(initiator,Inr)，决定启动子的强度。

7.增强子（enhancer）：是能够结合特异基因调节蛋白，促进邻近或远隔特定基因表达的DNA 序列。

在酵母中，被称为上游活化序列（upstream activator sequences, UASs）。

增强子的作用通常与其所处的位置和方向无关。

名词解释1、操纵子(operon):就是真核生物基因的一个基本转录单位,由编码序列及上游的调控序列组成。

编码序列通常包括几个功能相关的结构基因,调控序列由启动序列(启动子),操纵序列(操纵基因)及其她调节序列构成。

2、顺式作用元件(cis-acting element):就是真核基因表达就是调控转录过程的特殊DNA序列,以转录因子结合而起作用,通常包括启动子,增强子,沉默子等。

3、反式作用因子(trans-acting factor):与其她基因的顺式作用元件结合,调节基因转录活性的蛋白质因子,根据其功能不同可分为基本转录因子与特异性转录因子。

4、启动子(promoter):位于结构基因上游,与RNA聚合酶识别,结合的特异DNA 序列,与基因转录起始有关。

5、增强子(enhancer):指决定基因的时间,空间特异性表达,增强启动子的转录活性的特殊DNA序列,作用特点就是无方向性,位置或距离不固定。

6、沉默子(silencer):某些基因含有负性调节原件,当其结合特异蛋白因子时,对基因转录起阻遏作用。

7、基因表达调控(regulation of gene expression):指细胞或生物体在接受环境信号刺激时或适应环境变化的过程中在基因表达水平上做出应答的分子机制。

8、基因重组(gene recombination):DNA片段在细胞内、细胞间、甚至就是在不同物种之间进行交换,重组后具有复制与表达功能。

9、基因工程:按照人为预愿获得目的基因,与载体拼接形成重组体,重组体转入宿主细胞,筛选与鉴定出含阳性重组体宿主细胞,经大量增殖,最总获得该目的基因决定的大量表达产物的过程。

10、同源重组(homologous recombination):发生在同源序列间的重组,它通过链的断裂与再连接,在两个DNA分子同源序列间进行单链或双链片段的交换,又称基因重组。

11、DNA克隆:在体内对DNA分子按照既定目的与方案进行人工重组,将重组分子导入适当细胞内,使其在细胞内扩增与繁殖,从而获得该DNA分子大量拷贝的过程,又叫基因克隆或重组DNA技术。

基因元件符号
基因元件的符号是用来表示基因及其相关结构的方式。

不同的基因元件和结构都有其特定的符号或标记。

以下是一些常见的基因元件符号：
1. 启动子（Promoter）：启动子是DNA分子上一段控制基因转录的区域，它能够识别和结合RNA聚合酶，并启动转录过程。

启动子通常用大写字母P表示。

2. 编码序列（Coding Sequence）：编码序列是基因中编码蛋白质的核苷酸序列。

它由一系列连续的三个字母组成的碱基对组成，表示特定的氨基酸序列。

编码序列通常用单个大写字母表示。

3. 终止子（Terminator）：终止子是一段控制基因转录终止的序列，它能够识别和结合转录终止因子，并终止转录过程。

终止子通常用大写字母T表示。

4. 增强子（Enhancer）：增强子是一段能够增强基因转录效率的DNA序列，它可以影响基因的表达水平。

增强子通常用大写字母E表示。

5. 沉默子（Silencer）：沉默子是一段能够抑制基因转录效率的DNA序列，它可以降低基因的表达水平。

沉默子通常用大写字母S表示。

这些是常见的基因元件符号，但实际上还有很多其他的符号和标记用来表示基因的不同区域和结构。

具体的符号和标记可能会因不同的文献、数据库或实验方法而有所不同，因此在实际使用中需要参照相关的文献或数据库来确定具体的符号和标记。

真核生物反式作用元件真核生物反式作用元件（cis-regulatory elements）是一类在真核生物基因组DNA中具有调控功能的序列，主要用于调控基因的转录水平。

它们位于基因的上游区域，可以增强或抑制基因转录，以实现特定时间和空间上的基因表达。

本文将介绍真核生物反式作用元件的分类和功能，以及它们在生物体发育和适应中的重要作用。

真核生物反式作用元件主要包括启动子（promoter）、增强子（enhancer）、终止子（terminator）和转录抑制子（silencer）等几种类型。

启动子位于基因的上游区域，介导RNA聚合酶II的结合和基因的转录起始。

它通常包括核心启动子（core promoter）和邻近启动子（proximal promoter）两个部分。

核心启动子包含转录起始位点（transcription start site），用于招募转录因子和RNA聚合酶II的结合。

邻近启动子则包括一系列调节序列，如TATA盒（TATA box）、CCAAT盒等，用于招募其他转录因子。

增强子位于基因的上游或下游区域，可以远距离调控基因的转录。

它们可以与核心启动子和邻近启动子形成DNA环状结构，使得转录因子和RNA聚合酶II得以合作。

增强子通常包括多个转录结合位点（transcription factor binding sites），用于招募转录因子。

它们可以通过转录因子的结合与其他反式作用元件相互作用，形成复杂的调控网络。

增强子的位置和数量对基因表达的调控程度有重要影响。

近年来的研究发现，多个增强子可以同时调控一个基因，形成动态、时间和空间上的基因表达模式。

终止子位于基因的下游区域，用于标记转录终止位点。

它能够与RNA 聚合酶II和RNA剪接复合体相互作用，实现基因转录的终止。

终止子通常包括多个序列元件，如多聚腺苷酸（polyadenylation signal）和剪接位点（splicing sites）。

真核生物启动子有三类，分别由RNA 聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ进行转录。

类别Ⅰ（class Ⅰ）启动子：只控制rRNA 前体基因的转录，转录产物经切割和加工后生成各种成熟rRNA 。

类别Ⅰ启动子由两部分保守序列组成：核心启动子（core promoter）：位于转录起点附近，从-45至+20；上游控制元件（upstream control element ，UCE ）：位于-180至-107；RNA 聚合酶Ⅰ对其转录需要2种因子参与：UBF1：一条M 为97000的多肽链，结合在上述两部分的富含GC 区；1个TBP ，即TATA 结合蛋白（TATA-binding protein ，TBP ）；SL1：一个四聚体蛋白，含有 3个不同的转录辅助因子TAF Ⅰ；在SL1因子介导下RNA 聚合酶Ⅰ结合在转录起点上并开始转录。

类别Ⅱ（class Ⅱ）启动子：类别Ⅱ启动子涉及众多编码蛋白质的基因表达的控制。

该类启动子包含4类控制元件：基本启动子（basal promoter ）：序列为中心在-25至-30左右的7 bp 保守区，TATAAAA/T ，称为TATA 框或Goldberg-Hogness 框。

与RNA 聚合酶的定位有关，DNA 双链在此解开并决定转录的起点位置。

失去TATA 框，转录将在许多位点上开始。

起始子（initiator ）：转录起点位置处的一保守序列，共有序列为：P y P y ANT(A)P y P yP y 为嘧啶碱（C 或T ），N 为任意碱基，A 为转录的起点。

DNA 在此解开并起始转录。

上游元件（upstream factor ）：普遍存在的上游元件有CAAT 框、GC 框和八聚体（octamer ）框等。

CAAT 框的共有序列是GCCAATCT ，GC 框的共有序列为GGGCGG 和CCGCCC ，八聚体框含有8bp ，共有序列为ATGCAAAT ；应答元件（response element ）：诱导调节产生的转录激活因子与靶基因上的应答元件结合。

基因是由成千上万个核苷酸对组成。

组成基因的核苷酸序列可以分为不同区段。

在基因表达的过程中，不同区段所起的作用不同。

在遗传学上通常将能编码蛋白质的基因称为结构基因。

任何一个基因都包括非编码区和编码区。

能够转录为相应信使RNA，进而指导蛋白质合成(也就是能编码蛋白质）的区段叫做编码区。

不能转录为信使RNA、不能编码蛋白质的区段叫做非编码区。

非编码区位于编码区前后，同属于一个基因，控制基因的表达和强弱。

原核生物的基因非编码区虽然不能编码蛋白质，但对遗传信息的表达是不可缺少的，因为在它上面由调控遗传信息表达的核苷酸序列，该序列中最重要的是位于编码区上游的RNA聚合酶结合位点。

启动子、终止子属于非编码区。

因为回文序列的特殊排列，大多都位于非编码区。

原核基因的编码区全部编码蛋白质，真核生物的结构基因是断裂的基因。

一个断裂基因能够含有若干段编码序列，可以编码蛋白质的序列称为外显子。

在两个外显子之间被一段不编码的间隔序列隔开，这些间隔序列称为内含子。

非编码区在每个断裂基因的第一个和最后一个外显子的外侧，有人称其为侧翼序列。

在侧翼序列上有一系列调控序列。

真核细胞的基因中编码区特点:间隔的、不连续的。

包括：外显子和内含子（位于编码区中的非编码序列）。

通常把基因转录起点前面即5’端的序列称为上游(upstream)，起点后面即3’端的序列称为下游(downstream)。

并把起点的位置记为十1，下游的核苷酸依次记为+2，+3，……，上游方向依次记为-1，-2，-3，……。

非编码区的调控序列主要有以下几种结构：①在5′端转录起始点上游约20～30个核苷酸的地方，有TATA框(TATA box)。

TATA框是一个短的核苷酸序列，其碱基顺序为TATAATAAT。

TATA框是启动子（见下）中的一个顺序，它是RNA聚合酶的重要的接触点，能够使酶准确地识别转录的起始点并开始转录。

当TATA框中的碱基顺序有所改变时，mRNA 的转录就会从不正常的位置开始。

真核生物启动子有三类，分别由RNA 聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ进行转录。

类别Ⅰ（class Ⅰ）启动子：只控制rRNA 前体基因的转录，转录产物经切割和加工后生成各种成熟rRNA 。

类别Ⅰ启动子由两部分保守序列组成：核心启动子（core promoter）：位于转录起点附近，从-45至+20；上游控制元件（upstream control element ，UCE ）：位于-180至-107；RNA 聚合酶Ⅰ对其转录需要2种因子参与：UBF1：一条M 为97000的多肽链，结合在上述两部分的富含GC 区；1个TBP ，即TATA 结合蛋白（TA TA-binding protein ，TBP ）；SL1：一个四聚体蛋白，含有 3个不同的转录辅助因子TAF Ⅰ；在SL1因子介导下RNA 聚合酶Ⅰ结合在转录起点上并开始转录。

类别Ⅱ（class Ⅱ）启动子：类别Ⅱ启动子涉及众多编码蛋白质的基因表达的控制。

该类启动子包含4类控制元件：基本启动子（basal promoter ）：序列为中心在-25至-30左右的7 bp 保守区，TA TAAAA/T ，称为TATA 框或Goldberg-Hogness 框。

与RNA 聚合酶的定位有关，DNA 双链在此解开并决定转录的起点位置。

失去TATA 框，转录将在许多位点上开始。

起始子（initiator ）：转录起点位置处的一保守序列，共有序列为：P y P y ANT(A)P y P yP y 为嘧啶碱（C 或T ），N 为任意碱基，A 为转录的起点。

DNA 在此解开并起始转录。

上游元件（upstream factor ）：普遍存在的上游元件有CAAT 框、GC 框和八聚体（octamer ）框等。

CAAT 框的共有序列是GCCAATCT ，GC 框的共有序列为GGGCGG 和CCGCCC ，八聚体框含有8bp ，共有序列为ATGCAAA T ；应答元件（response element ）：诱导调节产生的转录激活因子与靶基因上的应答元件结合。

原核生物基因表达调控的基本结构单元介绍
原核生物是一类单细胞生物，其基因表达调控的基本结构单元通常包括以下几个主要组成部分：
1. 启动子（Promoter）：启动子是基因的调控区域之一，位于基因的上游区域，通常包含一个TATA盒等核酸序列。

启动子的作用是吸引RNA聚合酶，这是一个关键的酶，用于合成RNA 的新链。

RNA聚合酶结合到启动子后，开始转录过程。

2. 运算子（Operator）：运算子是原核生物中的一段DNA序列，通常位于启动子和基因之间。

它是一种特定的序列，可以与调控蛋白质（如诱导子或抑制子）结合，以控制基因的转录。

当运算子结合到调控蛋白质时，可以影响RNA聚合酶的能力。

3. 基因（Gene）：基因包含了编码蛋白质的DNA序列，其转录和翻译会产生蛋白质。

基因的启动子和终止子之间的DNA序列被转录为RNA，然后通过翻译产生蛋白质。

4. 调控蛋白质：原核生物中，调控蛋白质是一类能够与运算子结合的蛋白质，可以在基因表达调控过程中起到关键作用。

有诱导子（inducers）和抑制子（repressors）两种类型的调控蛋白质。

诱导子能够激活基因的转录，而抑制子能够阻止或减慢基因的转录。

5. RNA聚合酶：RNA聚合酶是一种酶，它负责合成RNA链的新链。

RNA聚合酶在启动子的帮助下结合到DNA，并开始转录过程。

它在原核生物的基因表达调控中起到关键作用，因为它决定了是否会合成特定基因的RNA。

这些基本结构单元共同协同工作，以确保原核生物的基因表达调控能够适应环境的变化，使细胞能够在不同条件下产生所需的蛋白质。

这一过程是原核生物的适应性和生存的关键。

基因启动子及其在真核生物基因表达调控中的作用基因是所有生命活动的基础，控制着生物体的发育、生长和适应环境。

除了遗传物质DNA外，还存在一些重要的调控元件，其中最重要的就是基因启动子。

基因启动子是指位于基因核心区域的DNA序列，可以被转录因子和其他调控因子所识别和结合，从而启动某一特定基因的转录。

基因启动子的活性决定着基因的表达量以及表达的时空模式。

在真核生物中，基因启动子通常包含一个核心启动子（core promoter）和一个活化子结合区（enhancer）。

核心启动子一般位于基因起始位点（transcription start site，TSS）附近，提供了基础的转录起始功能。

活化子结合区则位于核心启动子上游或下游数千个碱基对外的位置，可以被转录因子或其他调控因子所识别和结合，增强或抑制基因转录活性。

基因启动子的组成和作用基因启动子通常由多个DNA结构元件组成。

除了核心启动子和活化子结合区外，还有其他重要的结构元件如TATA motif、Inr motif、NC motif等。

这些结构元件的序列、位置和相互作用都对基因启动子的转录活性和表达模式产生影响。

核心启动子：核心启动子是基因启动子的最基本结构，通常位于基因的TSS附近，其中最常见的结构是TATA motif和Inr motif。

TATA motif一般位于TSS大约30个碱基对上游的位置，可以被转录因子TFIID所识别和结合。

Inr motif则位于TSS的下游数个碱基对位置，是另一类常见的启动子序列。

活化子结合区：活化子结合区是基因启动子的主要调控区域，由多个强转录因子结合位点组成。

这些转录因子可以直接结合到活化子结合区，或者通过介导因子（mediator）等辅助蛋白结合。

通过转录因子和介导因子的共同作用，可以调控基因的转录活性、表达时机、时间和空间分布等多个方面。

其他结构元件：除了核心启动子和活化子结合区外，还存在一些次要的结构元件，如钙离子响应元件（CRE）、脱氧核糖核酸响应元件（DRE）、热激响应元件（HSE）等。

真核开用子之阳早格格创做EF1a惯例表黑用mRNA 人延少果子1α根源的强哺乳动物表黑开用子 组成型表黑火仄格中宁静，与细胞典型无闭PGK1 (人/小鼠) 惯例表黑用mRNA 磷酸苦油酸酯激酶基果根源的哺乳动物开用子组成型广大表黑,但是大概果细胞典型而同.由于甲基化大概脱乙酰效用，倾背于抵挡开用子下调.human beta actin 惯例表黑用mRNA β-肌动蛋黑基果根源的哺乳动物开用子组成型无处不正在，鸡的开用子时常使用与开用子纯接TRE惯例表黑用 mRNA 四环素赞同元件开用子被四环素大概者类似物诱导 常常有本底表黑Ac5惯例表黑用mRNA 果蝇Actin 5c 基果根源的强昆虫组成型果蝇表黑系统的时常使用开用子开用子CaMKIIa光遗传教基果表黑 mRNA Ca2+/钙调蛋黑依好的蛋黑激酶 II 开用子特同的 用于中枢神经系统/神经元表黑.受到钙战钙调蛋黑安排.TEF1 惯例表黑用 mRNA 酵母转录蔓延果子开用子 组成型与哺乳动物的EF1a 开用子类似ADH1惯例表黑用 mRNA乙醇脱氢酶I 的酵母开用子 被乙醇压造齐少版本很强，促进下表黑.截短开用子是组成型的，表黑较矮.Ubi惯例表黑用 mRNA 玉米泛素基果的动物开用子 组成型正在动物中促进下表黑U6 小RNA 表黑 shRNA 根源于人U6小核开用子组成型小鼠U6也使用,但是效用略好.时常使用的本核表黑系统开用子T7体中转录/惯例表黑T7噬菌体根源的开用子 组成型, 需要T7 RNA 散合酶当用于体中转录的时间，博路目标有大概是正背的也大概是反背的，与决于开用子相对付于手段基果的目标 T7lac下火仄基果表黑 T7噬菌体根源的开用子加上lac 把持子险些不本底表黑，需要T7RNA 散合酶，受到lac 把持子的统造，不妨被IPTG 诱导. 时常使用与pET 载体，受到lac 把持子的庄重调控Sp6体中转录/惯例表黑Sp6噬菌体根源的开用子 组成型, 需要SP6 RNA 散合酶 当用于体中转录的时间，博路目标有大概是正背的也大概是反背的，与决于开用子相对付于手段基果的目标 araBAD 惯例表黑用阿推伯糖代开把持子的开用子阿推伯糖诱导强，时常使用与pBAD 载体.符合于赶快调控战矮的本底表黑lac惯例表黑用 Lac 把持子根源的开用子 不妨被IPTG 大概者乳糖诱导正在惯例的大肠杆菌中，lacI 阻拦蛋黑表黑量不下，仅能谦脚细胞自己的lac 把持子，无法草率多拷贝的量粒的需要，引导非诱导条件下较下天表黑，为了让表黑系统宽紧调控产品表黑，能过量表黑lacI 阻拦蛋黑的lacIq 突变菌株常被选为Lac/Tac/trc 表黑系统的表黑菌株.当前的Lac/Tac/trc 载体上常常还戴有lacIq 基果，以表黑更多lacI 阻拦蛋黑真行宽紧的诱导调控.pL 下火仄基果表黑Lambda噬菌体根源的开用子温度安排常常战温度敏感的cI857 压造子拆配使用。

原核表达的启动子
启动子是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。

DNA链上一段能与RNA聚合酶结合并起始RNA 合成的序列，它由于细菌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。

名词解释1.操纵子（operon）：是真核生物基因的一个基本转录单位，由编码序列及上游的调控序列组成。

编码序列通常包括几个功能相关的结构基因，调控序列由启动序列（启动子），操纵序列（操纵基因）及其他调节序列构成。

2.顺式作用元件（cis-acting element）：是真核基因表达是调控转录过程的特殊DNA序列，以转录因子结合而起作用，通常包括启动子，增强子，沉默子等。

3.反式作用因子（trans-acting factor）：与其他基因的顺式作用元件结合，调节基因转录活性的蛋白质因子，根据其功能不同可分为基本转录因子和特异性转录因子。

4.启动子（promoter）：位于结构基因上游，与RNA聚合酶识别，结合的特异DNA 序列，与基因转录起始有关。

5.增强子（enhancer）：指决定基因的时间，空间特异性表达，增强启动子的转录活性的特殊DNA序列，作用特点是无方向性，位置或距离不固定。

6.沉默子（silencer）：某些基因含有负性调节原件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。

7.基因表达调控（regulation of gene expression）：指细胞或生物体在接受环境信号刺激时或适应环境变化的过程中在基因表达水平上做出应答的分子机制。

8.基因重组（gene recombination）：DNA片段在细胞内、细胞间、甚至是在不同物种之间进行交换，重组后具有复制和表达功能。

9.基因工程：按照人为预愿获得目的基因，与载体拼接形成重组体，重组体转入宿主细胞，筛选和鉴定出含阳性重组体宿主细胞，经大量增殖，最总获得该目的基因决定的大量表达产物的过程。

10.同源重组（homologous recombination）：发生在同源序列间的重组，它通过链的断裂和再连接，在两个DNA分子同源序列间进行单链或双链片段的交换，又称基因重组。

11.DNA克隆：在体内对DNA分子按照既定目的和方案进行人工重组，将重组分子导入适当细胞内，使其在细胞内扩增和繁殖，从而获得该DNA分子大量拷贝的过程，又叫基因克隆或重组DNA技术。

1真核生物与原核生物启动子异同比较与原核生物基因表达调控比较：与原核启动子的含义相同,真核生物的启动子是指RNA聚合酶（应为起始复合物）结合并起动转录的DNA序列.真核不同启动子间不像原核那样有明显共同一致的序列,而且单靠RNA聚合酶难以结合DNA 而起动转录,而是需要多种蛋白质因子的相互协调作用不同启动子序列也很不相同,要比原核更复杂、序列也更长.真核启动子一般包括转录起始点及其上游约100-200bp序列,包含有若干具有独立功能的DNA序列元件,每个元件约长7-30bp.原核生物启动子：在基因或操纵子的终末往往具有特殊的终止顺序,它可使转录终止和RNA聚合酶从DNA链上脱落。

例如大肠杆菌(Escherichia coli)色氨酸操纵子后尾含有40bp的GC丰富区，其后紧跟AT丰富区，这就是转录终止子的结构。

终止子有强、弱之分，强终止子含有反向重复顺序，可形成茎环结构，其后面为polyT结构，这样的终止子无需终止蛋白参与即可以使转录终止。

而弱终止子尽管也有反向重复序列，但无polyT结构，需要有终止蛋白参与才能使转录终止。

典型转录终止子的特征：茎环结构，富含GC；含4个以上的U。

原核生物启动子序列包括：CAP序列，增强聚合酶的结合和转录的起始序列（-70~-40）；识别区（-35）；解旋区（-10）；转录起始位（+1）真核生物启动子：启动子（promoter）：真核基因启动子是在基因转录起始位点（+ 1）及其5’上游近端大约100~200bp以内（或下游100bp）的一组具有独立功能的DNA序列，每个元件长度约为7~20bp，是决定RNA聚合酶转录起始和转录频率的关键元件。

启动子包括：A。

核心启动子（core promoter）：是指足以使RNA聚合酶Ⅱ转录正常起始所必需的、最少的DNA序列。

其中包括转录起始位点或起始子（initiator）（+1）：一般是A 或G及转录起始位点上游-25/-30bp处富含TA的典型元件TATA框。