第十五章转录与基因表达调控ppt课件.ppt

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1、第十五章转录与基因表达调控第一节转录RNA聚合酶的催化与RNA链的生成转录与RNA链的延长反应一、转录的模板说明：模板链:（概念与被“阅读”方向）编码链:（概念）RNA链的合成方向：不对称转录二、参与转录的酶类原核细胞的RNA聚合酶真核细胞的RNA聚合酶一）原核细胞的RNA聚合酶（全酶）2α、β1、β2（核心酶）σ因子+核心酶=全酶σ因子：识别、结合起始部位，使全酶与DNA结合，并解开部分DNA双链，转录开始，故σ因子又称转录起始因子。核心酶：催化各核苷酸之间反应，使RNA链延长，转录不断进行。二）真核细胞的RN

2、A聚合酶RNA聚合酶Ⅰ存在于核仁中，催化rRNA前体合成RNA聚合酶Ⅱ存在于核质中，催化mRNA前体合成RNA聚合酶Ⅲ存在于核质中，催化小分子量如tRNA前体合成线粒体RNA聚合酶（类似原核的）三、转录过程（起始、延长、终止）TTGACATATAAT5,3,编码链模板链3,AACTGTATATTA5,转录起始点启动子结构基因5,3,RNA+1-10-35一）转录起始（原核生物）原核细胞DNA上的启动基因/启动子模型Pribnow盒辨认点启动子=Pribnow盒+辨认点（TATAAT）（TTGACA）启动子定位于编

3、码链上，在结构基因上游，由σ因子识别并结合。原核生物启动子真核生物启动子真核生物启动子（RNA聚合酶Ⅱ转录mRNA基因的启动子）TATA盒（Hogness盒）：位于-25bp处，识别转录起始位置。GC盒与CAAT盒：位于-10~-100bp处，调控RNA聚合酶起始结合。增强子（enhancer）：可位于结构基因的上游或下游，增强启动子活性的核苷酸序列。转录因子：能识别启动子、增强子等，协助RNA聚合酶Ⅱ结合并发挥转录功能的蛋白质。原核生物转录起始小结σ因子带动全酶识别并与启动子结合，双螺旋解离；RNA新链合成开始

4、，σ因子脱落，剩下核心酶与合成的RNA仍结合在模板链上；二）转录延长延长过程说明核心酶在模板链上沿3，到5，方向迅速滑动，转录产物沿5，到3，方向延长；新RNA链与模板DNA链形成“转录泡”内的杂交双链；随着核心酶在模板链上的不断滑动，“转录泡”上游的DNA双链不断解开，下游的DNA双螺旋不断恢复三）转录终止不依赖于Rho（ρ）的终止子特点：DNA模板链有终止信号；使合成的mRNA的3，末端富含G-C和带有一段寡聚U；mRNA尾部的特殊构造，促使它与模板链的脱离富含G-C依赖于Rho（ρ）的终止子特点：ρ因子为蛋

5、白质，有解链酶活性；在终止部位，ρ因子促使RNA聚合酶、DNA-RNA杂交双链复合体解离转录过程示意（ρ因子）四、原核细胞的转录后加工rRNA的剪切（16S、23S和5S片段形成）rRNA的修饰（核糖2，-羟基的甲基化）tRNA的剪切（切除多余核苷酸序列）tRNA的修饰（碱基修饰与—CCA尾部序列的形成）五、真核细胞的转录后加工mRNA的“加帽”“帽子”名称：甲基化三磷酸双尿苷（mGpppG）功能：保护mRNA的5，末端不被磷酸酶和核酸酶降解卵清蛋白基因转录及加工过程mRNA的加尾(polyA尾部)将3，端过剩约

6、20个核苷酸切除切除后，以ATP为底物，在3，端加上100~200个腺苷酸“尾巴”mRNA的剪接内容：切除内含子，连接外显子；场所部位：剪接体内完成剪接体：由核小RNA和多种蛋白因子在内含子和外显子交界处组装的结构，功能为切除内含子，连接外显子；特点：内含子以套索状被切除内含子：不能指导翻译成蛋白质的mRNA序列片段；外显子：能够指导翻译成蛋白质的mRNA序列片段；rRNA的核糖的甲基化修饰tRNA的碱基的甲基化修饰第二节基因转录的调节一、原核细胞转录水平的调节—操纵子学说结构基因调控区=启动子+操纵区+操纵子模

7、型阻遏基因+操纵子结构模型与功能组成：阻遏基因+启动子+操纵区+结构基因功能：阻遏基因：产生阻遏蛋白，与操纵区结合，阻止转录的进一步发生；启动子：启动转录；操纵区：由阻遏蛋白调控，控制RNA聚合酶向下游“滑动”和转录的进一步发生操纵子结构模型与功能结构基因：决定某种多肽链(蛋白质)或酶分子结构基因。正常情况下,在调节基因和操纵基因的控制下,经转录和翻译过程,合成相应的蛋白质、酶或肽链。乳糖操纵子-诱导型操纵子乳糖操纵子—诱导型操纵子色氨酸操纵子-基因水平上终产物反馈抑制辅助阻遏蛋白阻遏蛋白色氨酸操纵子-阻遏型操纵

8、子顺式作用元件（cis-actingelement）通过启动子、增强子等DNA元件来控制基因转录的调节方式称为顺式调节，这一类的存在于DNA上的特定序列，称为顺式作用元件。反式作用因子（trans-actingfactor）与顺式作用元件进行特异性结合的蛋白质因子被称为反式作用因子。二、真核细胞基因转录的调节RNA聚合酶Ⅱ与转录起始复合物的关系示意图EBP：增强子结合蛋白