原核生物与真核生物转录起始调控的差异

1、原核生物与真核生物转录起始调控的差异原核生物与真核生物转录起始调控的差异一、RNARNA聚合酶能直接启动聚合酶能直接启动RNARNA链的链的合成合成RNA聚合酶由多个亚基组成聚合酶由多个亚基组成原核生物的原核生物的RNA聚合酶聚合酶原核生物转录起始原核生物转录起始原核生物与真核生物转录起始调控的差异核心酶核心酶全酶全酶 原核生物与真核生物转录起始调控的差异二、二、RNA聚合酶结合到聚合酶结合到DNA的启动子上起动转录的启动子上起动转录 转录是不连续、分区段进行的。 每一转录区段可视为一个转录单位，称为操纵子操纵子(operon)。操纵子包括若干个结构基因及其上游(upstream)的调控序列。

2、调控序列中的启动子是RNA聚合酶全酶结合到模板DNA的部位，也是控制转录的关键部位。5 3 3 5 结构基因结构基因调控序列调控序列原核生物与真核生物转录起始调控的差异是是RNA聚合酶结合并启动转录聚合酶结合并启动转录的特异的特异DNA序列。序列。启动序列启动序列RNA转录起始转录起始-35 区区-10 区区TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N16N7N7N6N7N6AAAAAtrp tRNATyrlacrecAAra BADTTGACATATAAT共有序列共有序列五种五种E.coli

3、启动序列的共有序列启动序列的共有序列原核生物与真核生物转录起始调控的差异nRNA聚合酶全酶在转录起始区的结合聚合酶全酶在转录起始区的结合:受保护的受保护的DNA片段：片段：40-60碱基对。碱基对。原核生物与真核生物转录起始调控的差异2. DNA双链局部解开，形成开放转录复合体双链局部解开，形成开放转录复合体(open transcription complex) ；1. RNA聚合酶全酶聚合酶全酶( 2)与模板结合，形成与模板结合，形成闭闭合转录复合体合转录复合体(closed transcription complex) ；3. 在在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形聚合酶作用下发生

4、第一次聚合反应，形成转录起始复合物：成转录起始复合物：RNApol ( 2) - DNA - pppGpN- OH 3 转录起始复合物转录起始复合物: :5 -pppG -OH + NTP 5 -pppGpN - OH 3 + ppi三、转录起始过程：三、转录起始过程：原核生物与真核生物转录起始调控的差异E.coli的转录起始和延长的转录起始和延长 原核生物与真核生物转录起始调控的差异 第一个磷酸二酯键生成后，亚基即从转录起始复合物上脱落，核心酶连同四磷酸二核苷酸，继续结合于DNA模板上，酶沿DNA链前移，进入延长阶段。 原核生物与真核生物转录起始调控的差异一、一、转录起始需要启动子转录起始需

5、要启动子 、RNA聚合酶和聚合酶和转录因子的参与转录因子的参与真核生物的转录起始真核生物的转录起始1.转录起始前的上游区段具有启动子核心序列 不同物种、不同细胞或不同的基因，不同物种、不同细胞或不同的基因，转录起始点上游可以有不同的转录起始点上游可以有不同的DNA序列，序列，但这些序列都可统称为但这些序列都可统称为顺式作用元件顺式作用元件(cis-acting element)。 顺式作用元件包括启动子、启动子上顺式作用元件包括启动子、启动子上游元件等近端调控元件和增强子等远隔序游元件等近端调控元件和增强子等远隔序列。列。原核生物与真核生物转录起始调控的差异 起始点上游多数游共同的TATA序列

6、，称为TATA盒。通常认为这就是启动子的核心序启动子的核心序列列。 启动子上游元件是位于TATA盒上游的DNA序列，多在转录起始点约-40-100nt的位置，比较常见的是GC盒和CAAT盒。 增强子增强子是能够结合特意基因调节蛋白，促进邻近或远隔特定基因表达的DNA序列。原核生物与真核生物转录起始调控的差异 TATA盒盒 CAAT盒盒 GC盒盒 增强子增强子 顺式作用元件顺式作用元件 结构基因结构基因-GCGC-CAAT-TATA转录起始转录起始真核生物启动子保守序列真核生物启动子保守序列原核生物与真核生物转录起始调控的差异2.2.真核生物有三种真核生物有三种DNADNA依赖性依赖性RNARN

7、A聚合酶聚合酶原核生物与真核生物转录起始调控的差异POL-TFFAB由由RNA-Pol 催化转录的催化转录的PIC POL-TFFHETBPTAFTFD-A-B-DNA复合物复合物TATAABTBPTAFTATAHECTD-PPIC组装完成，组装完成，TFH使使CTD磷酸化磷酸化原核生物与真核生物转录起始调控的差异真核生物酶的特点真核生物酶的特点 真核生物RNA聚合酶的结构比原核生物复杂，所有真核生物的RNA聚合酶都有两个不同的大亚基和十几个小亚基. RNA聚合酶由十二个亚基组成，其最大 的亚基称为RBP1 RNA聚合酶最大亚基的羧基末端由一段为Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-

8、Ser的重复序列片段，称为羧基末端结构域。它对于维持细胞的活性是必须的。原核生物与真核生物转录起始调控的差异3.3.转录因子转录因子能直接、间接辨认和结合转录上游区段能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNADNA的蛋的蛋白质，现已发现数百种，统称为白质，现已发现数百种，统称为反式作用因子反式作用因子(trans-acting factors)(trans-acting factors)。 反式作用因子中，直接或间接结合反式作用因子中，直接或间接结合RNARNA聚合酶的聚合酶的，则称为，则称为转录因子转录因子(transcriptional factors, TF)(transcriptiona

9、l factors, TF)。原核生物与真核生物转录起始调控的差异真核生物真核生物RNA-pol不与不与DNA分子直接结合，分子直接结合，而需依靠众多的转录因子，形成而需依靠众多的转录因子，形成转录起始复合物转录起始复合物(pre-initiation complex, PIC) 。 PolTFHTAFTFFTAFTAFTFATFBTBP DNATATAEBPTBP原核生物与真核生物转录起始调控的差异 当合成一段含有6070个核苷酸的RNA时，TFE和TFH释放，RNA聚合酶进入转录延长期。原核生物与真核生物转录起始调控的差异 综上，原核生物与真核生物转录起始调综上，原核生物与真核生物转录起始

10、调控的差异主要有：控的差异主要有： 原核生物聚合酶仅有一种，有多个亚基。真核生物有三种DNA依赖性RNA聚合酶，有两个不同的大亚基和十几个不同的小亚基。 原核生物RNA聚合酶可直接结合DNA模板，而真核生物RNA聚合酶需与辅助因子结合后才结合模板。原核生物 1 .RNA聚合酶要结合到DNA模板上 2. DNA双链局部打开，使其中一条链作为转录模板真核生物 1.转录起始前的上游区段具有启动子核心序列 2.RNA-pol不能直接结合模板 3.RNA聚合酶启动转录时需要转录因子才能形成转录复合体。3.转录起始需注意的问题原核生物与真核生物转录起始调控的差异4.4.原核基因转录调节特点：原核基因转录调节特点：因子决定RNA聚合酶识别特异性