转录起始位点课件.ppt

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1、第五章转录（transcription）转录：是指以DNA为模板，在依赖于DNA的RNA聚合酶的催化下，以四种rNTP（ATP、CTP、GTP和UTP）为原料合成RNA的过程。转录需要模板DNA；转录需要酶（RNA聚合酶及转录有关的蛋白因子）；转录过程包括：起始发动、延伸和终止；转录有特定的调控机制；转录后的产物需要后续加工；原核生物和真核生物的转录有一定差异。一、RNA合成的基本特点1960年Weiss,S,B等发现RNA聚合酶（RNAPol）。其特点是：（1）以核糖核苷三磷酸（rNTR）为底物；（2）以DNA为模板；（3）按5′-3′方向合成；（4）无需引物的存

2、在能单独起始链的合成；（5）第一个引入的rNTP是以三磷酸形式存在；（6）在体内DNA双链中仅一条链作为模板；（7）RNA的序列和模板是互补的。二、有义链和无义链1963J.Marmur和DotySpiegelnan区分有义链，采用枯草杆菌的SP8噬菌体为材料；SP8DNA双链有“轻”、“重”，差异明显；现在将作为转录模板的DNA单链称为模板链或反义链（antisenstrand）；非模板链称为有义链（sensestrand）或编码链；在体外DNA的两条链都可作为RNA合成的模板。三、RNA合成和DNA复制的区别（1）转录时只有一条DNA链为模板，而复制时两条链都可

3、作为模板；（2）转录时形成的DNA-RNA杂合双链不稳定，RNA合成后释放；而DNA复制叉形成后一直打开，新链和模板链形成聚合双链；（3）RNA合成不需引物，而DNA复制需引物；（4）转录的底物是rNTP，复制的底物是dNTP；（5）两者使用的聚合酶系不同。第一节原核生物的转录一．大肠杆菌的RNA聚合酶大肠杆菌RNA聚合酶由多亚基组成；α2ββ′σ称为全酶，分子量为480kDa；α亚基与全酶结合疏松，可解离，解离后的部分称为核心酶。RNApol和DNApol有两点不同：（1）RNApol没有任何校对功能；（2）在不需要引物的前提下能起始合成新的RNA链。RNApol

4、执行的功能识别DNA双链上的启动子（promoter）；使DNA变性，在启动子处解旋成单链；通过阅读启动子序列，RNApol确定它自己的转录方向和模板链；最后当它达到终止子时，通过识别终止序列停止转录。二、转录的起始与延伸(一)启动子的结构和功能启动子（promoter）：是指DNA分子上被RNA聚合酶识别并结合形成起始转录复合物的区域，它还包括一些调节蛋白质因子的结合位点。启动子是控制转录起始的序列，并决定某一基因的表达强度；与RNA聚合酶亲和力高的启动子，其转录起始频率和效率均高；启动子的DNA序列有其独特的特点，原核生物和真核生物的启动子序列结构上有一定差异。

5、启动子序列的结构特点：(1)结构典型,都含识别（R),结合（B)和起始（I）位点;(2)序列保守;(3)位置和距离都比较恒定；(4)直接和多聚酶相结合；(6)位于基因的上游；(7)决定转录的启动和方向；(8)常和邻近基因共同组成操纵子（operon）典型启动子的结构-35区-10区转录起点+1TTGACA16-19bpTATAAT5-9bp－10序列－10序列是由Pribnow和Schaller（1975）发现，故称为Pribnow框盒（Pribnowbox），它位于转录起点上游约－10bp处，是RNApol的结合部位。保守序列为T80A95T45A60A50T9;

6、位于-10bp左右，AT较丰富，易于解链。其功能是：(1)RNApol紧密结合位点;(2)在此形成开放启动复合体；(3)使RNApol定向转录。-35序列－35序列又称为Sextama盒（Sextamabox），位于－35bp处，是RNApol的识别部位。其保守序列为（T82T84G78A65C54A45）；其功能是:（1）为RNApol的识别位点。σ亚基识别－35序列，为转录选择模板；（2）－35和－10序列的距离是稳定的，此与RNApol的结构有关。转录起始位点（I）转录开始时模板上的第一个碱基为转录起始位点；在原核生物中90%以上为A或G；位置固定，常见序列是

7、CAT。（二）转录的起始1.全酶与模板的DNA接触，生成非专一的,不稳定的复合物在模板上移动；2.起始识别：全酶与－35序列结合，产生封闭的酶-启动子二元复合物（closedbinarycomplex）；3.全酶紧密地结合在-10序列处，模板DNA局部变性，形成开放的启动子二元复合体；4.酶移动到转录起点I，第一个rNTP转录开始,σ因子释放,形成酶-启动子-rNTP三元复合体（ternarycomplex）。E.coli中不同的因子可识别不同的启动子（三）RNA的合成延伸在酶分子上有两个核苷酸结合位点，一是起始位点，一是延伸位点；当两个位点都与模板互补的核苷