真核生物转录以及转录水平调控

1、关于真核生物转录及转录水平的调控第一张，PPT共四十七页，创作于2022年6月 启动子-调控元件 基本转录调控因子-RNA聚合酶基本转录机器控制着基因的低水平表达，而特异（+/-）转录调控因子结合在特异（+/-）调控元件改变DNA构象（染色质重塑或核小体解聚）暴露出启动子区域并直接或间接通过中介蛋白复合体调控基本转录机器起始频率。第二张，PPT共四十七页，创作于2022年6月 真核生物基因表达调控水平第三张，PPT共四十七页，创作于2022年6月 真核生物蛋白编码基因结构模式第四张，PPT共四十七页，创作于2022年6月.5cap 5非编码区 编码区 3非编码区 3poly(A) tail第五

2、张，PPT共四十七页，创作于2022年6月第六张，PPT共四十七页，创作于2022年6月CTD磷酸化招募加帽、剪接机器和加尾机器来完成pre-mRNA加工。第七张，PPT共四十七页，创作于2022年6月3 端形成过程poly(A)信号序列和与相关蛋白因子组成切割/多聚腺苷酸化的复合物来完成多聚苷酸化过程。分裂/多聚腺苷酸化特异因子(cleavage/polyadenylation specificity factor，CPSF)与加尾信号序列（AAUAAA）特异结合，切割刺激因子 (cleavage-stimulatory factor，CstF)与poly(A)位点下游富含G/U序列结合进一

3、步加强了CPSF结合。切割因子 (cleavage factors，CF)将前体mRNA切断，随后和CPSF结合的poly(A) 聚合酶(poly(A) polymerase，PAP) 添加poly(A) 尾。poly(A) 结合蛋白（poly(A) binding protein, PABP）稳定poly(A) 尾。 引自Proudfoot等, cell, 2002第八张，PPT共四十七页，创作于2022年6月基础因子抑制剂激活剂辅激活剂（中介蛋白复合体）第九张，PPT共四十七页，创作于2022年6月第十张，PPT共四十七页，创作于2022年6月 组蛋白乙酰化和脱乙酰化影响 染色质的紧密程度

4、从而影响基因转录。第十一张，PPT共四十七页，创作于2022年6月第十二张，PPT共四十七页，创作于2022年6月 第一节 真核生物RNA聚合酶的分离、鉴定和功能第十三张，PPT共四十七页，创作于2022年6月RNA聚合酶亚基分离鉴定（表位标签技术）第十四张，PPT共四十七页，创作于2022年6月酶位置产物活性比较对-鹅膏菌素的敏感性RNA聚合酶RNA聚合酶RNA聚合酶RNA聚合酶合成RNA的活性最显著。它位于核仁中，负责转录编码rRNA的基因(称rDNA) 。另一主要的酶是RNA聚合酶，它位于核质中，主要负责核内不匀一RNA (hnRNA)的合成, 而hnRNA是mRNA的前体。RNA聚合酶

5、负责合成tRNA和许多小的核内RNAs。 真核细胞的三种RNA聚合酶的一般性质核仁rRNA50-70%不敏感核质hnRNAsnRNA20-40%敏 感核质tRNA5SRNAsnRNA10%高浓度敏感第十五张，PPT共四十七页，创作于2022年6月第十六张，PPT共四十七页，创作于2022年6月RNA聚合酶亚基组成（进化特征）Figure 8. Eukaryotic RNA polymerase II has 10 subunits. 羟基末端域（carboxy-terminal domain: CTD） Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser第十七张，PPT共四十七页，创作于2

6、022年6月第二节 真核生物的启动子 第十八张，PPT共四十七页，创作于2022年6月第十九张，PPT共四十七页，创作于2022年6月)RNA聚合酶I启动子及其转录起始启动子可分两部分（-31/+6）称核心启动子（core promoter），其功能为决定转录起始的精确位置。 （-180/107，-100左右）称为上游控制序列（upstream control element，UCE,其功能为影响转录的频率。Two control domains included in cis-factorUPE (upstream promoter element ) Core promoter前rRNA基

7、因UCE核心元件+1-100第二十张，PPT共四十七页，创作于2022年6月)结合因子a.上游结合因子(UBF):是一种特异DNA结合蛋白，可以与UCE结合，还可以与核心元件上游的一段序列结合。b.选择因子（SL1）：为RNA聚合酶I转录所必须。4个亚基:TBP(TATA结合蛋白)和3个TAF1Trans-factor including Including 4 subunits 1 of TBP (TATA biding protein) 3 of TAF1 (TBP associate factor)UBF (UPE Binding Factor) SL1 (Selectivity fac

8、tor)第二十一张，PPT共四十七页，创作于2022年6月TBP)RNA聚合酶I的启动子及转录的起始UBFUBFUCEcore promoter+1TAF1X3UBFTBPSL1RNA聚合酶TBPRNA聚合酶 Pre-rRNA UBF+UPE UBF+Part of core promoter Two UBF interaction causing DNA to form a loopAllows RNApol binding complex to initiate 第二十二张，PPT共四十七页，创作于2022年6月2.RNA聚合酶的启动子及转录起始第二十三张，PPT共四十七页，创作于2022

9、年6月RNA聚合酶的启动子与增强子示意图增强子/远上游序列-/-CAAT框-/-TATA框-/-帽子位点 -100以上 -75 -25 +1GGC/TCAATCT TATAA/TAA/T A第二十四张，PPT共四十七页，创作于2022年6月1）RNA聚合酶的启动子与增强子第一个部位为帽子位点，即转录起始位点。其碱基大多为A。第二个部位为TATA框（Hogness box）。它位于-25个bp其共有序列为：TATAA/TAA/T，基本上由AT碱基对所组成，只有很少启动子中有GC碱基对的存在。第三个部位 为CAAT框。其共有序列为GGC/TCAATCT，一般位于-75（-100-200）附近。虽然

10、此序列名为CAAT框，但其中头两个G的重要性并不亚于CAAT部分。CAAT框为上游控制元件，为转录所需。第四个部位是增强子（enhancer），又称远上游序列（far upstream sequence）。一般都在-1OO以上。第二十五张，PPT共四十七页，创作于2022年6月2) Enhancer 的结构与功能 增强子（Enhancer）和沉默子（Silencer） 是远上游调控元件，具有远距离，方向和位置非依赖性，部分具有组织细胞类型。第二十六张，PPT共四十七页，创作于2022年6月成环模型PE激活因子APE激活因子与增强子结合 PE激活因子BRNA聚合酶第二十七张，PPT共四十七页，创

11、作于2022年6月滑动模型PE激活因子A激活因子BRNA聚合酶PEPE滑动激活因子与增强子结合 第二十八张，PPT共四十七页，创作于2022年6月3)RNA聚合酶的启动子及转录的起始第二十九张，PPT共四十七页，创作于2022年6月TFD（TBP +TAF）识别和结合TATA框TFA稳定TFD 与TATA框的结合TFB结合TBP，引进TFF-Pol复合物TFF与Pol结合，参与解链RNA Pol催化RNA的合成TFE引入TFH并提高其活性TFH解开双链，为起始转入延伸阶段所必需General transcription factors (TFs)第三十张，PPT共四十七页，创作于2022年6月

12、第三十一张，PPT共四十七页，创作于2022年6月 第3节 转录激活因子结构第三十二张，PPT共四十七页，创作于2022年6月真核生物转录因子的结构转录激活域DNA结合域二聚体结构域第三十三张，PPT共四十七页，创作于2022年6月一、转录激活蛋白的两个功能区域无基因特异性，如果把A激活蛋白的DNA结合部分与B激活蛋白的激活功能部分融合在一起，可以构成一种有功能的基因激活蛋白，这种融合蛋白只能激活A蛋白所能激活的基因。BA+第三十四张，PPT共四十七页，创作于2022年6月DNA结合结构域1.锌指结构2. HTH结构3.亮氨酸拉链第三十五张，PPT共四十七页，创作于2022年6月Three m

13、ajor categories of transcription factor protein.dimerdimer第三十六张，PPT共四十七页，创作于2022年6月C2H2锌指结构的特点通过锌离子把四个氨基酸（2个组氨酸和2个半胱氨酸的协调作用）连在一起;锌指的一端与-螺旋相连;锌指与DNA的结合是通过“锌指”的C端进行;每个“指”通过形成两个序列特异的DNA接触点（-螺旋区域上含有保守的碱性氨基酸），负责与DNA的大沟结合。锌指结构在RNA聚合酶转录因子TFA中重复了9次，在转录因子SP1中也有三个拷贝。一般来说须要有三个或更多的C2H2型锌指才能与DNA结合。第三十七张，PPT共四十七页

14、，创作于2022年6月C4锌指结构的特点锌指结构是锌离子与4个半胱氨酸结合，它出现在一百多种类固醇激素受体转录因子中。这些因子由同型或异型的二聚体组成，其中每一单体包含2个C4锌指结构。两个单体通过锌离子稳定折叠成更复杂的构象，再把每个单体的-螺旋插入到DNA的连续大沟中，这与HLH蛋白类似。第三十八张，PPT共四十七页，创作于2022年6月第三十九张，PPT共四十七页，创作于2022年6月2. HTH结构（helix-turn-helix） HTH结构(基序)的特点是两段螺旋之间由一段常含脯氨酸的10氨基酸左右的肽连结，使两段螺旋形成一个固定的角度。第四十张，PPT共四十七页，创作于2022

15、年6月3.亮氨酸拉链亮氨酸拉链（leucine zipper）的肽链上每相隔七个残基就会有一个疏水的亮氨酸残基，这些残基位于DNA结合域的C端-螺旋上;-螺旋的侧面每两圈就会出现一个亮氨酸，形成一个疏水的表面。在-螺旋的疏水表面间就可以互相作用，形成二聚体。这种相互作用形成一个卷曲的卷曲结构 （conecoil structure）。激活转录因子-1是一种具有碱性亮氨酸拉链结构(basic leucine zipper，bZIP)的cAMP应答元件结合的蛋白质(cAMP-responsive element binding protein，CREB)家族中的转录因子，具有广泛的转录调节作用.第

16、四十一张，PPT共四十七页，创作于2022年6月bZIP蛋白的亮氨酸拉链和碱性结构域一种亮氨酸拉链二聚体对DNA LeuLeuLeuLeuLeuLeuLeuLeu碱性结构亮氨酸拉链第四十二张，PPT共四十七页，创作于2022年6月2. HTH结构（helix-turn-helix） HTH结构(基序)的特点是两段螺旋之间由一段常含脯氨酸的10氨基酸左右的肽连结，使两段螺旋形成一个固定的角度。同源异型域（homeodomains）也属于HTH结构（图14-18）。 第四十三张，PPT共四十七页，创作于2022年6月3.亮氨酸拉链亮氨酸拉链（leucine zipper）的肽链上每相隔七个残基就会

17、有一个疏水的亮氨酸残基，这些残基位于DNA结合域的C端-螺旋上;-螺旋的侧面每两圈就会出现一个亮氨酸，形成一个疏水的表面。在-螺旋的疏水表面间就可以互相作用，形成二聚体。这种相互作用形成一个卷曲的卷曲结构 （conecoil structure）。激活转录因子-1是一种具有碱性亮氨酸拉链结构(basic leucine zipper，bZIP)的cAMP应答元件结合的蛋白质(cAMP-responsive element binding protein，CREB)家族中的转录因子，具有广泛的转录调节作用.第四十四张，PPT共四十七页，创作于2022年6月激活结构域1）酸性激活的功能区域负责与其他的蛋白质互相作用，如形成二聚体，帮助通用转录因子在启动子上装配成转录起始复合