真核生物双向启动子的结构与功能

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1、第10期刘石娟等:真核生物双向启动子的结构与功能903·综述·真核生物双向启动子的结构与功能刘石娟1)*，郑成超2)*(1)曲阜师范大学生命科学学院，山东曲阜273165;2)山东农业大学作物生物学国家重点实验室，山东泰安271018)摘要双向启动子(bidirectionalpromoter)是指位于两个相邻且转录方向相反的基因之间的一段DNA序列．双向启动子的双向转录机制可能是两个RNA聚合酶同时聚集在无核小体区的边界，然后在两个方向上起始转录．双向启动子在真核生物基因组中广泛分布，大多数的双向启动子缺少TATA盒，而具有较高的GC含量和

2、丰富的CpG岛．本文概述了双向启动子双向起始转录的最新研究，并对其在双向转录基因对共表达和稳定性表达调控中的作用及其应用做了详细阐述．关键词双向启动子;转录调控;RNA聚合酶;基因共表达中图分类号Q344StructureandFunctionsofEukaryoticBidirectionalPromotersLIUShi-Juan1)*，ZHENGCheng-Chao2)*(1)CollegeofLifeSciences，QufuNormalUniversity，Qufu273165，Shandong，China;2)StateKeyLa

3、boratoryofCropBiology，ShandongAgriculturalUniversity，Taian271018，Shandong，China)AbstractAbidirectionalpromoterisknownasashortDNAsegmentbetweentwoadjacentgenestranscribedinoppositedirections．Thepossiblemechanismoftwo-waytranscriptionatthebidirectionalpromoteristhattwoRNApoly

4、merasesaresimultaneouslyengagedattheboundariesofthenucleosomefreeregionandinitiatetranscriptioninbothdirections．Bidirectionalpromotersaredistributedintheeukaryoticgenomes，mostofwhicharebothG/C-richasCpGislandsandlackTATAboxes．Inthisreview，wesummarizecurrentunderstandingonth

5、ebidirectionalpromoteroftheirarchitectureandthecoexpressionpatternsorstabilityoftheirdrivengenepairs．Wealsodiscusstheapplicationofbidirectionalpromotersingenestackingfortransgenicorganismsandgenefarming．Keywordsbidirectionalpromoter;transcriptionregulation;RNApolymerase;gen

6、ecoexpression第10期刘石娟等:真核生物双向启动子的结构与功能903ISSNCN1007-762611-3870/Q中国生物化学与分子生物学报http://cjbmb．bjmu．edu．cnChineseJournalofBiochemistryandMolecularBiology2011年10月27(10):894～900近年来的生物信息学研究表明，在人类、果蝇、拟南芥、水稻、杨树等动植物基因组中存在大量的相邻且转录方向相反的基因，称之为双向转录基因对(bidirectionalgenepairs)，也可称之为“头对头”基因对

7、(head-to-headgenepairs)［1～3］．有关研究认为，当这两个相邻的“头对头”基因转录起始位点(transcriptionstartsite，TSS)之间的距离小于1kb左右时，这段基因间DNA序列可称之为双向启动子第10期刘石娟等:真核生物双向启动子的结构与功能903(bidirectionalpromoter)［1，4］．根据相反方向基因重叠程度的不同，双向转录基因对可分为两类:基因5'端不重叠的双向转录基因对(Fig.1A)和基因5'端重叠的双向转录基因对(Fig.1B)［5］．相应的双向启动子也分为两类:启动子序列重

8、叠的双向启动子(Fig.1A)和启动子序列不重叠的双向启动子(Fig.1B)［5，6］．第1类双向启动子是真正意义上的双向启动子;第2类双向启动子并不是经典的双向启