藥學分子生物學轉錄課件

中心法則生物體遺傳信息傳遞的方式reversetranscription中心法則（thecentraldogma）生物功能的實現(xiàn)（遺傳信息的表達）：轉錄、翻譯世代之間傳遞：DNA的復制中心法則生物體遺傳信息傳遞的方式reversetransc1DNA成熟的mRNA轉錄（transcription）生物體以DNA為模板合成RNA的過程轉錄是遺傳信息表達的第一步RNA轉錄DNA成熟的mRNA轉錄（transcription）生物體2藥學分子生物學轉錄課件3復制VS轉錄復制VS轉錄4轉錄與復制的共同點核苷酸聚合反應，生成磷酸二脂鍵以DNA為模板酶促反應遵從堿基配對規(guī)律方向：從5’→3’轉錄與復制的共同點5轉錄與復制的區(qū)別復制轉錄模板兩股鏈均復制模板鏈轉錄（不對稱轉錄）原料dNTPNTP引物需要RNA做引物不需要酶DNA聚合酶RNA聚合酶配對A-T,C-GA-U,T-A,G-C產物子代雙鏈DNA（半保留復制）mRNA,tRNA，rRNA,smallRNA轉錄與復制的區(qū)別復制轉錄模板兩股鏈均復制模板鏈轉錄（不對稱轉6參與轉錄的物質原料：核苷酸（NTP：ATP,UTP,GTP,CTP）模板：DNA酶：RNA聚合酶（RNApolymerase,RNA-pol）轉錄因子（transcriptionfactor,TF）凡是轉錄過程必需的蛋白質，只要它不是RNA聚合酶的組成成分，就可以將其定義為轉錄因子參與轉錄的物質原料：核苷酸（NTP：ATP,UTP,GT7轉錄的模板結構基因（structuralgene）:DNA分子上轉錄出RNA的區(qū)段轉錄的模板結構基因（structuralgene）:DN8轉錄的模板結構基因（structuralgene）:DNA分子上轉錄出RNA的區(qū)段模板鏈(templatestrand)，也稱作有意義鏈或Watson鏈DNA雙鏈中，按堿基配對規(guī)律，能指引轉錄生成RNA的一股單鏈轉錄的模板結構基因（structuralgene）:DN9轉錄的模板結構基因（structuralgene）:DNA分子上轉錄出RNA的區(qū)段模板鏈(templatestrand)，也稱作有意義鏈或Watson鏈編碼鏈(codingstrand)，也稱為反義鏈或Crick鏈。

與模板鏈互補的鏈，特征是與轉錄的RNA序列類似（僅有T與U的區(qū)別）轉錄的模板結構基因（structuralgene）:DN10模板鏈、編碼鏈與RNA的關系5′···GCAGUACAUGUC···3′mRNAN······Ala·Val·His·Val······C肽轉錄翻譯5′···GCAGTACATGTC···3′3′···cgtgatgtacag···5′編碼鏈模板鏈DNA參與轉錄模板鏈、編碼鏈與RNA的關系5′···GCAGUACAUGU11不對稱轉錄(asymmetrictranscription)在DNA分子雙鏈上某一區(qū)段，一股鏈用作模板指引轉錄，另一股鏈不轉錄；5335模板鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈轉錄方向轉錄方向結構基因模板鏈并非永遠在同一條單鏈上。不對稱轉錄(asymmetrictranscription12基本內容：第一節(jié)：原核生物的轉錄第二節(jié)：真核生物的轉錄及轉錄后修飾第三節(jié)：轉錄調控（原核、真核）基本內容：第一節(jié)：原核生物的轉錄第二節(jié)：真核生物的轉錄及轉錄13第一節(jié)

原核生物的轉錄第一節(jié)

原核生物的轉錄14原核的RNA聚合酶基因產物功能rpoA2α聚合酶啟動子識別結合激活劑rpoBβ與轉錄全過程相關rpoCβ’結合DNA模板rpoDσ辨認正確的轉錄起始位點

核心酶（corepolymerase）全酶（holoenzyme）原核的RNA聚合酶基因產物功能聚合酶rpoBβ與轉錄全過程相15核心酶(coreenzyme)全酶(holoenzyme)原核的RNA聚合酶核心酶(coreenzyme)全酶(holoenzym16核心酶與σ亞基原核RNA聚合酶的

σ亞基能識別啟動子σ亞基在轉錄開始后脫離核心酶核心酶完成后續(xù)的轉錄過程-35區(qū)-10區(qū)圖11-3原核生物的RNA聚合酶全酶在轉錄起始區(qū)的結合（DNA雙鏈已打開，σ因子尚未脫落）核心酶與σ亞基-35區(qū)-10區(qū)圖11-3原核生物的RNA聚17啟動子(promoter)啟動子:RNA聚合酶結合模板DNA的部位

5335結構基因調控序列RNA-pol原核RNA聚合酶的

σ亞基能識別啟動子啟動子(promoter)5335結構基因調控序列R18RNA聚合酶保護法一種巧妙的研究啟動子序列的方法

40-60bp的DNA片段沒有被降解，暗示——DNA與RNA聚合酶結合的部位RNA聚合酶保護法一種巧妙的研究啟動子序列的方法419原核生物啟動子保守序列開始轉錄(Pribnowbox)TATAATPuATATTAPy-10區(qū)TTGACAAACTGT-35區(qū)RNA-pol辨認位點(recognitionsite)55結構基因33RNA聚合酶保護區(qū)1-30-5010-10-40-205335原核生物啟動子保守序列開始轉錄(Pribnowbox)T20轉錄的過程轉錄起始RNA的延長轉錄終止

原核生物與真核生物轉錄的聚合酶、起始、終止都有所不同轉錄的過程轉錄起始原核生物與真核生物轉錄的聚21原核生物轉錄的過程轉錄起始需解決兩個問題：RNA聚合酶必須準確地結合在轉錄模板的起始區(qū)域。DNA雙鏈解開，使其中的一條鏈作為轉錄的模板。原核生物轉錄的過程轉錄起始需解決兩個問題：22原核生物的轉錄起始RNA聚合酶全酶(2)與模板結合DNA雙鏈解開在RNA聚合酶作用下發(fā)生第一次聚合反應，形成轉錄起始復合物5-pppG-OH+

NTP

5-pppGpN

-OH3+ppi轉錄起始復合物:RNApol(2)-DNA-pppGpN-OH3原核生物的轉錄起始RNA聚合酶全酶(2)與模板結合23原核生物轉錄的延伸亞基脫落，RNA–pol聚合酶核心酶變構，與模板結合松弛，沿著DNA模板前移在核心酶作用下，NTP不斷聚合，RNA鏈不斷延長(NMP)n

+

NTP(NMP)n+1

+PPi原核生物轉錄的延伸亞基脫落，RNA–pol聚合酶核心酶變構24轉錄空泡(transcriptionbubble)轉錄空泡非模板DNARNA聚合酶RNA-DNA雜化雙鏈，～12bpRNA解開雙鏈模板鏈DNA恢復雙鏈5’3’轉錄方向轉錄空泡(transcriptionbubble)轉錄空泡25超螺旋是轉錄的一個重要特征隨著RNA-pol沿雙鏈前進，它的前方產生正超螺旋（DNA更加緊密），后方產生負超螺旋（DNA部分解鏈）兩種螺旋都可以通過促旋酶和拓撲異構酶去除。類似DNA復制的時候超螺旋是轉錄的一個重要特征隨著RNA-pol沿雙鏈前進，它的26原核生物轉錄的延伸原核生物轉錄的延伸27原核生物轉錄過程中的羽毛狀現(xiàn)象53DNA核糖體RNARNA聚合酶電子顯微鏡照片轉錄未完成，翻譯已經在進行著原核生物轉錄過程中的羽毛狀現(xiàn)象53DNA核糖體RNARN28原核生物轉錄終止指RNA聚合酶在DNA模板上停頓下來不再前進，轉錄產物RNA鏈從轉錄復合物上脫落下來。依賴Rho(ρ)因子的轉錄終止非依賴Rho因子的轉錄終止分類：原核生物轉錄終止指RNA聚合酶在DNA模板上停頓下來不再前進29依賴Rho因子的轉錄終止ATPρ因子：

1969年Roberts在被T4噬菌體感染的E.coli中發(fā)現(xiàn)與RNA轉錄物結合，改變RNA-pol構象，使其停頓有ATP酶活性，解旋酶（helicase）活性依賴Rho因子的轉錄終止ATPρ因子：30非依賴Rho因子的轉錄終止DNA模板上靠近終止處，有些特殊的堿基序列，轉錄出RNA后，RNA產物形成特殊的結構來終止轉錄。非依賴Rho因子的轉錄終止DNA模板上靠近終止處，有些特殊315`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`

RNA5TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT...3DNAUUUU...…UUUU...…5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`莖環(huán)(stem-loop)/發(fā)夾(hairpin)結構5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGC32莖環(huán)結構使轉錄終止的機理回文序列導致RNA形成莖環(huán)結構改變了RNA-pol的構象，使其停頓RNA和DNA各自形成雙鏈，使RNA/DNA雜化短鏈分開，釋放RNA莖環(huán)結構使轉錄終止的機理回文序列導致RNA形成莖環(huán)結構33第二節(jié)真核生物的轉錄第二節(jié)真核生物的轉錄34RNA聚合酶原核生物只有1種RNA聚合酶

催化合成mRNA、tRNA和rRNA真核生物具有3種不同的RNA聚合酶RNA聚合酶Ⅰ(RNA-polⅠ)

RNA聚合酶Ⅱ(RNA-polⅡ)

RNA聚合酶Ⅲ(RNA-polⅢ)RNA聚合酶原核生物只有1種RNA聚合酶

催化合成mRNA、35RNA聚合酶真核生物的RNA聚合酶種類ⅠⅡⅢ對鵝膏蕈堿的反應45S-rRNAhnRNA5S-rRNAtRNAsnRNA耐受極敏感中度敏感轉錄產物RNA聚合酶真核生物的RNA聚合酶種類ⅠⅡⅢ對鵝膏蕈堿的反應36真核生物的轉錄起始真核生物轉錄起始十分復雜，往往需要多種蛋白因子（轉錄因子）的協(xié)助，它們與RNA聚合酶Ⅱ形成轉錄起始復合物，共同參與轉錄起始的過程。

轉錄調控是基因表達調控的關鍵點，也是當今生命科學研究熱點。了解真核生物的轉錄過程，是研究轉錄調控的重要基礎。真核生物的轉錄起始真核生物轉錄起始十分復雜，往往需要多種蛋白37轉錄起始上游的DNA序列轉錄起始點TATA盒CAAT盒GC盒

增強子AATAAA切離加尾轉錄終止點修飾點外顯子翻譯起始點內含子OCT-1OCT-1：ATTTGCAT八聚體啟動子核心序列轉錄起始前上游區(qū)段順式作用元件(cis-actingelement)轉錄起始上游的DNA序列轉錄起始點TATA盒CAAT盒GC盒38轉錄因子(transcriptionalfactors,TF)直接或間接結合RNA聚合酶的反式作用因子RNA-polI————TFIRNA-polII————TFIIRNA-polIII————TFIII轉錄因子(transcriptionalfactors,39參與RNA-polⅡ轉錄的TFⅡ蛋白激酶活性，使CTD磷酸化TFⅡHATPase57（a）34（b）TFⅡE解螺旋酶30，74TFⅡF促進RNA-polⅡ結合及作為其他因子結合的橋梁TFⅡB穩(wěn)定TFⅡD-DNA復合物，TFⅡA輔助TBP-DNA結合TAF**結合TATA盒38TFⅡD功能分子量(kD)轉錄因子蛋白激酶活性，使CTD***TFⅡHATPase57（a）34（b）TFⅡE解螺旋酶TFⅡF促進RNA-polⅡ結合及作為其他因子結合的橋梁33TFⅡB穩(wěn)定TFⅡD-DNA復合物12，1935TFⅡA輔助TBP-DNA結合TAF**結合TATA盒TBP*TFⅡD亞基組成*TBP:TATAbindingprotein,TATA結合蛋白**TAF:TBPassociatedfactors,TBP輔助因子***CTD:carboxylterminaldomain,RNA-polII大亞基羧基末端結構域參與RNA-polⅡ轉錄的TFⅡ蛋白激酶活性，使CTD磷酸化40POL-ⅡTFⅡFⅡHⅡECTD-P轉錄起始前復合物

(pre-initiationcomplex,PIC)TATAⅡAPOL-ⅡTFⅡFⅡHⅡETBPTAFTFⅡD-ⅡA-ⅡB-DNA復合物ⅡAⅡBTBPTAFTATAPIC組裝完成，TFⅡH使CTD磷酸化，RNA-pol往下游移動。進入轉錄的延長階段后，大多數(shù)TF都會脫離。ⅡBPOL-ⅡTFⅡFⅡHⅡECTD-P轉錄起始前復合物

(pr41拼板理論(piecingtheory)

不同的轉錄因子相互辨認，以多種組合搭配方式結合，生成有活性，有專一性的復合物，再與RNA聚合酶搭配而有針對性地結合、轉錄相應的基因“七巧板理論”人類基因組中幾萬個基因的表達，300多個轉錄因子就能滿足不同類型基因表達的需要拼板理論(piecingtheory)不同的轉錄因子相42真核生物轉錄延長真核生物轉錄延長過程與原核生物大致相似，但因有核膜相隔，沒有轉錄與翻譯同步的現(xiàn)象。RNA-pol前移處處都遇上核小體。轉錄延長過程中可以觀察到核小體移位和解聚現(xiàn)象。真核生物轉錄延長真核生物轉錄延長過程與原核生物大致相似，但因43轉錄延長中的核小體移位核小體移位的現(xiàn)象只見于試管中（invitro）的轉錄實驗細胞培養(yǎng)（invivo）實驗表明核小體在轉錄過程可能發(fā)生解聚RNA-PolRNA-PolRNA-Pol核小體轉錄方向轉錄延長中的核小體移位核小體移位的現(xiàn)象只見于試管中（inv44真核生物轉錄終止5------AAUAAA-5------AAUAAA--核酸酶-GUGUGUGRNA-polAATAAAGTGTGTG轉錄終止的修飾點55333加尾AAAAAAA······3hnRNA真核生物轉錄終止5------AAUAAA-5----45真核生物的轉錄后修飾真核生物的轉錄后修飾46真核生物轉錄后修飾

（post-transcriptionalmodification）幾種主要的修飾方式1.剪接(splicing)2.剪切(cleavage)3.修飾(modification)4.添加(addition)真核生物轉錄后修飾

（post-transcriptiona47一、mRNA的首、尾的修飾5端形成帽子結構(m7GpppGp—)生成甲基化的三磷酸雙鳥苷在核內完成hnRNA剛剛合成25-30nt時，就形成了“帽子”結構起始蛋白質翻譯的必須避免被RNA核酸酶降解

3端加上多聚腺苷酸尾巴(polyAtail)維持mRNA作為模板的活性增加mRNA本身的穩(wěn)定性主要功能一、mRNA的首、尾的修飾主要功能48帽子結構甲基化的三磷酸雙鳥苷帽子結構甲基化的三磷酸雙鳥苷49帽子結構的生成轉錄產物hnRNA第一個核苷酸往往是5’-三磷酸鳥苷pppG5pppGp…5GpppGp…pppGppi鳥苷酸轉移酶5

m7GpppGp…甲基轉移酶SAM5ppGp…磷酸酶Pi磷酸酶水解與另一個pppG反應，生成三磷酸雙鳥苷甲基化，第一或第二鳥嘌呤堿基發(fā)生甲基化帽子結構完成帽子結構的生成轉錄產物hnRNA第一個核苷酸往往是5’-三磷50二、mRNA的剪接（去除內含子）核內的蛋白質小分子核糖核蛋白體snRNP（smallnuclearribonucleoprotein）snRNARNA剪接的場所hnRNA和snRNAhnRNA(hetero-nuclearRNA)：

核內的初級轉錄物（成熟的RNA剪接前的“前體”）snRNA(smallnuclearRNA)二、mRNA的剪接（去除內含子）核內的蛋白質小分子核糖核蛋白51hnRNA和snRNA外顯子(exon)和內含子(intron)外顯子（編碼區(qū)）在斷裂基因及其初級轉錄產物上出現(xiàn)，并表達為成熟RNA的核酸序列。內含子（非編碼區(qū)）隔斷基因的線性表達，而在剪接過程中被除去的核酸序列。蛋白質內含子——胰島素的C基因二、mRNA的剪接（去除內含子）hnRNA和snRNA外顯子(exon)和內含子(int52斷裂基因(splitegene)真核生物結構基因，由若干個編碼區(qū)和非編碼區(qū)互相間隔開但又連續(xù)鑲嵌而成，去除非編碼區(qū)再連接后，可翻譯出由連續(xù)氨基酸組成的完整蛋白質，這些基因稱為斷裂基因。CABD編碼區(qū)（外顯子）A、B、C、D非編碼區(qū)（內含子）斷裂基因(splitegene)真核生物結構基因，由若干個53雞卵清蛋白基因及其轉錄、轉錄后修飾雞卵清蛋白基因hnRNA首、尾修飾hnRNA剪接成熟的mRNA雞卵清蛋白基因及其轉錄、轉錄后修飾雞卵清蛋白基因hnRNA首54雞卵清蛋白基因及其轉錄、轉錄后修飾雞卵清蛋白成熟mRNA與DNA雜交（模擬電鏡圖片）基因全長為7.7kb，肽鏈長386個氨基酸雞卵清蛋白基因及其轉錄、轉錄后修飾雞卵清蛋白成熟mRNA與D55hnRNA和snRNA外顯子(exon)和內含子(intron)內含子的分類根據(jù)基因的類型和剪接的方式，通常分為4類I：主要存在于線粒體、葉綠體及某些低等真核生物的rRNA基因；II：也發(fā)現(xiàn)于線粒體、葉綠體，轉錄產物是mRNA；III：是常見的形成套索結構后剪接，大多數(shù)mRNA基因有此類內含子；IV：是tRNA基因及其初級轉錄產物中的內含子，剪接過程需酶及ATP。自我剪接二、mRNA的剪接（去除內含子）hnRNA和snRNA外顯子(exon)和內含子(int56hnRNA和snRNA外顯子(exon)和內含子(intron)內含子的分類mRNA的剪接除去hnRNA中的內含子，將外顯子連接二、mRNA的剪接（去除內含子）hnRNA和snRNA外顯子(exon)和內含子(int57snRNP與hnRNA結合成為剪接體①snRNP與hnRNA結合成為剪接體①58snRNP與hnRNA結合成為剪接體（續(xù)）②③UACUACA-AGUGU4U5U6E1E2U1U2U1、U4、U5UACUACA-AGUGU6E1E2U2snRNP與hnRNA結合成為剪接體（續(xù)）②③UACUACA59剪接過程的二次轉酯反應

(twicetransesterification)pG-OH(ppG-OH,pppG-OH)U-OHGpUpGpA第一次轉酯反應第二次轉酯反應UpAGpU外顯子1內含子外顯子2G-OHUpUpGpA剪接過程的二次轉酯反應

(60三、mRNA的編輯(mRNAediting)RNA編輯作用說明，基因的編碼序列經過轉錄后加工，是可有多用途分化的，因此也稱為分化加工(differentialRNAprocessing)。人類apoB（載脂蛋白B）基因

mRNA（14500個核苷酸）肝臟apoB100（分子量為500000）腸道細胞apoB48（分子量為240000）mRNA編輯C變?yōu)閁三、mRNA的編輯(mRNAediting)RNA編輯作用61小結：mRNA的轉錄后加工加“帽子”、“尾巴”mRNA的剪接（hnRNA去除內含子）mRNA的編輯(mRNAediting)小結：mRNA的轉錄后加工加“帽子”、“尾巴”62tRNA的轉錄后加工tRNA前體RNApolⅢTGGCNNAGTGCGGTTCGANNCCDNADHU-loopTψ-looptRNA的轉錄后加工tRNA前體RNApolⅢTGGCN63tRNA的轉錄后加工RNAaseP內切酶tRNA核苷酸轉移酶連接酶ATPADPtRNA的轉錄后加工RNAasePtRNA核苷酸轉移酶ATP64堿基修飾（1）（1）（3）（2）（4）（2）還原反應如：UDHU（4）脫氨反應如：AI

如：A

mA

G

mG（1）甲基化

（3）核苷內的轉位反應如：Uψ堿基修飾（1）（1）（3）（2）（4）（2）還原反應如：U65rRNA的轉錄后加工轉錄45S-rRNA剪接18S-rRNA5.8S和28S-rRNArDNA內含子28S5.8S18S內含子rRNA的轉錄后加工轉錄45S-rRNA剪接18S-66藥學分子生物學轉錄課件67第三節(jié)轉錄調控

（原核、真核）第三節(jié)轉錄調控

（原核、真核）68基因轉錄激活調節(jié)基本要素基因的結構、性質生物個體或細胞所處的內、外環(huán)境細胞內所存在的轉錄調節(jié)蛋白特異DNA序列調節(jié)蛋白DNA-蛋白質、蛋白質-蛋白質RNA聚合酶基因轉錄激活調節(jié)基本要素基因的結構、性質特異DNA序列69基因表達調控的生物學意義（一）適應環(huán)境、維持生長和增殖（二）維持個體發(fā)育與分化基因表達調控的生物學意義（一）適應環(huán)境、維持生長和增殖（二）70功能不同的基因的表達不同不受調控的基因：（相對）基本（組成性）基因表達（constitutivegeneexpression）管家基因（housekeepinggenes）表達受調控的基因：某些基因的表達在生命過程的某個時期，或外界環(huán)境的改變發(fā)生了變化誘導和阻遏功能不同的基因的表達不同不受調控的基因：（相對）71基本（組成性）基因表達

（constitutivegeneexpression）某些基因在一個個體的幾乎所有細胞中持續(xù)表達，通常被稱為管家基因(housekeepinggene)。管家基因（housekeepinggenes）無論表達水平高低，某些基因較少受環(huán)境因素影響，而是在個體各個生長階段的大多數(shù)或幾乎全部組織中持續(xù)表達，或變化很小。區(qū)別于其他基因，這類基因表達被視為基本（組成性）基因表達(constitutivegeneexpression)基本（組成性）基因表達

（constitutivegene721

原核生物操縱子轉錄調控模式編碼物質代謝有關酶類：編碼分解代謝的酶——可誘導型乳糖操縱子編碼合成代謝的酶——可阻遏型色氨酸操縱子1

原核生物操縱子轉錄調控模式編碼物質代謝有關酶類：73原核生物的基因結構特點（與真核生物的主要區(qū)別）：無內含子操縱子——轉錄單元多順反子mRNA轉錄沒有結束，翻譯已經開始原核生物的基因結構特點（與真核生物的主要區(qū)別）：74誘導和阻遏表達在特定環(huán)境信號刺激下，相應的基因被激活，基因表達產物增加，這種基因稱為可誘導基因?？烧T導基因在特定環(huán)境中表達增強的過程，稱為誘導(induction)。

如果基因對環(huán)境信號應答是被抑制，這種基因是可阻遏基因?？勺瓒艋虮磉_產物水平降低的過程稱為阻遏(repression)。誘導和阻遏表達在特定環(huán)境信號刺激下，相應的基因被激活，基因表75Lehninger's.Principles.of.Biochemistry.4thLehninger's.Principles.of.Bioc76原核生物

蛋白質因子——操縱子(operon)機制特異DNA序列編碼序列

啟動序列

操縱序列

其他調節(jié)序列(promoter)(operator)原核生物蛋白質因子——操縱子(operon)77操縱子通常由2個以上結構基因和多種表達調控元件在基因組中成簇串聯(lián)組成表達調控元件：promoter，operator原核生物中最常見的表達調控單位雅各布(1920～)法國生物學家、分子生物學家莫諾(1910～1976)法國生物學家1961年雅格布與莫諾合作提出了“信使核糖核酸”和“操縱子”概念，闡明了RNA在遺傳過程中的信息傳遞作用和乳糖操縱子在蛋白質生物合成中的調節(jié)控制機制，于1965年獲諾貝爾生理學和醫(yī)學獎。操縱子通常由2個以上結構基因和多種表達調控元件在基因組中成簇78是RNA聚合酶結合并啟動轉錄的特異DNA序列。1)

啟動序列RNA轉錄起始-35區(qū)-10區(qū)TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N16N7N7N6N7N6AAAAAtrptRNATyrlacrecAAraBADTTGACATATAAT共有序列是RNA聚合酶結合并啟動轉錄的特異DNA序列。1)啟動序列79共有序列(consensussequence)

決定啟動序列的轉錄活性大小。某些特異因子（蛋白質）決定RNA聚合酶對一個或一套啟動序列的特異性識別和結合能力。共有序列(consensussequence)決定啟動序802操縱序列

——阻遏蛋白(repressor)的結合位點當操縱序列結合有阻遏蛋白時，會阻礙RNA聚合酶與啟動序列的結合，或是RNA聚合酶不能沿DNA向前移動，阻礙轉錄。啟動序列編碼序列操縱序列pol阻遏蛋白2操縱序列當操縱序列結合有阻遏蛋白時，會阻礙RNA聚合813)其他調節(jié)序列、調節(jié)蛋白例如激活蛋白(activator)可結合啟動序列鄰近的DNA序列，促進RNA聚合酶與啟動序列的結合，增強RNA聚合酶活性。有些基因在沒有激活蛋白存在時，RNA聚合酶很少或完全不能結合啟動序列。3)其他調節(jié)序列、調節(jié)蛋白例如激活蛋白(activator82操縱子的結構與功能典型的操縱子結構：控制區(qū)信息區(qū)結構基因I調節(jié)基因（阻遏或增強）P啟動基因O

操縱基因DNA操縱子的結構與功能典型的操縱子結構：控制區(qū)信息區(qū)結構基因IP83乳糖操縱子調節(jié)機制（一）乳糖操縱子(lacoperon)的結構

結構基因Z：β-半乳糖苷酶Y：透酶A：乙?；D移酶編碼與乳糖分解代謝有關的基因ZYAOPDNA

調控區(qū)CAP結合位點啟動序列操縱序列阻遏基因乳糖操縱子調節(jié)機制（一）乳糖操縱子(lacoperon)的84乳糖操縱子(lacoperon)的結構Lehninger's.Principles.of.Biochemistry.4th乳糖操縱子(lacoperon)的結構Lehninger'85乳糖操縱子的調節(jié)機制沒有乳糖的時候，該基因是不需要表達的，即該基因的表達是被抑制的。mRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpol沒有乳糖存在時阻遏基因乳糖操縱子的調節(jié)機制沒有乳糖的時候，該基因是不需要表達的，即86有乳糖存在的時候，需要表達，降解乳糖mRNA阻遏蛋白有乳糖存在時IDNAZYAOPpol啟動轉錄mRNA乳糖半乳糖β-半乳糖苷酶有乳糖存在的時候，需要表達，降解乳糖mRNA阻遏蛋白有乳糖存87CAP的正性調節(jié)++++轉錄無葡萄糖，cAMP濃度高時有葡萄糖，cAMP濃度低時ZYAOPDNACAPCAPCAPCAPCAPCAPCAP的正性調節(jié)++++轉錄無葡萄糖，cAMP濃度高88協(xié)調調節(jié)※當阻遏蛋白封閉轉錄時，CAP對該系統(tǒng)不能發(fā)揮作用；※如無CAP存在，即使沒有阻遏蛋白與操縱序列結合，操縱子仍無轉錄活性。單純乳糖存在時，細菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在時，細菌優(yōu)先利用葡萄糖。葡萄糖對lac操縱子的阻遏作用稱分解代謝阻遏(catabolicrepression)。

協(xié)調調節(jié)※當阻遏蛋白封閉轉錄時，CAP對該系統(tǒng)不能發(fā)揮作用；89mRNA低半乳糖時高半乳糖時

葡萄糖低cAMP濃度高

葡萄糖高cAMP濃度低RNA-polOOO若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在時，細菌優(yōu)先利用葡萄糖。mRNA低半乳糖時高半乳糖時葡萄糖低cAMP濃度90Lehninger's.Principles.of.Biochemistry.4thLehninger's.Principles.of.Bioc91轉錄終止調節(jié)復習《RNA的合成——轉錄》的內容衰減子的作用——色氨酸操縱子轉錄終止調節(jié)復習《RNA的合成——轉錄》的內容92TrpTrp高時Trp低時mRNAOPtrpR調節(jié)區(qū)結構基因RNA聚合酶RNA聚合酶?色氨酸操縱子——可阻遏型轉錄調控TrpTrp高時Trp低時mRNAOPtrpR調93UUUU……UUUU……調節(jié)區(qū)結構基因trpROP前導序列衰減子區(qū)域UUUU……前導mRNA1234衰減子結構

第10、11密碼子為trp密碼子終止密碼子14aa前導肽編碼區(qū):

包含序列1形成發(fā)夾結構能力強弱：序列1/2>序列2/3>序列3/4

trp密碼子

UUUU……UUUU……UUUU……調節(jié)區(qū)結構基因trpROP前導序94UUUU……34UUUU3’34核糖體前導肽前導mRNA1.當色氨酸濃度高時轉錄衰減機制125’trp密碼子衰減子結構就是終止子可使轉錄前導DNAUUUU3’RNA聚合酶終止UUUU……34UUUU3’34核糖體前導肽前導mRN95UUUU……342423UUUU……核糖體前導肽前導mRNA15’trp密碼子

結構基因前導DNARNA聚合酶2.當色氨酸濃度低時Trp合成酶系相關結構基因被轉錄序列3、4不能形成衰減子結構UUUU……342423UUUU……核糖體前導肽前導mR962

真核生物轉錄調控2

真核生物轉錄調控97TypesofsequencesinthehumangenomeLehninger's.Principles.of.Biochemistry.4thLINE：longinterspersedelementSINE：shortinterspersedelement比原核生物復雜30億堿基對，3.6萬個基因，2－15％表達Typesofsequencesinthehuma98真核生活基因表達的多級調控基因激活轉錄起始轉錄后加工mRNA降解蛋白質翻譯翻譯后加工修飾蛋白質降解等DNARNA蛋白質DNA暴露堿基后RNA聚合酶才能有效結合?；罨癄顟B(tài)的基因表現(xiàn)為：1.對核酸酶敏感2.結合有非組蛋白及修飾的組蛋白3.低甲基化。最有效的調節(jié)環(huán)節(jié)，通過DNA元件與調控蛋白相互作用來調控基因表達。RNA編輯、剪接、轉運翻譯水平可通過特異的蛋白因子阻斷mRNA翻譯翻譯后對蛋白的加工、修飾也是基本調控環(huán)節(jié)siRNA,microRNA

真核生活基因表達的多級調控基因激活DNARNA蛋白質99真核細胞基因開關的分子機制比原核復雜基本共同點：轉錄起始的調節(jié)是關鍵點根本不同點：原核生物：啟動子在缺少轉錄因子情況下就具有天然活性真核生物：強力啟動子在缺少轉錄因子（調節(jié)蛋白）的情況下往往沒有活性真核VS原核真核細胞基因開關的分子機制比原核復雜基本共同點：轉錄起始的調100多種RNA聚合酶，結構復雜，并伴隨必須的轉錄因子；正性調節(jié)是主要形式。因此，在轉錄的基本狀態(tài)受到制約的情況下，使得每個真核細胞基因需要活化才能被轉錄；真核細胞有更大、更為復雜、種類更多的調節(jié)蛋白。單一啟動子可以被分散在DNA分子上、數(shù)量近乎無限的調節(jié)序列所控制。真核細胞對基因表達起始的調控至少在下面幾個方面與原核細胞存在不同：真核細胞基因及其調控區(qū)域受到染色質結構的限制，轉錄的活化與轉錄調控區(qū)域、轉錄區(qū)域內染色質結構的諸多變化相關；多種RNA聚合酶，結構復雜，并伴隨必須的轉錄因子；正性調節(jié)是101真核生物轉錄水平的調控染色質水平核小體中組蛋白解離、乙?；疍NA去甲基化、拓撲結構變化轉錄活化因子的活化和表達轉錄因子磷酸化、去磷酸化轉錄起始復合物的組裝和活化轉錄終止的調節(jié)真核生物轉錄后水平的調控真核生物翻譯水平的調控真核生物轉錄水平的調控染色質水平真核生物轉錄后水平的調控真核102第一部分

ControlofTranscriptionInitiation轉錄起始調控第一部分

ControlofTranscription103(一）基因活化蛋白質改變局部染色質結構異染色質（heterochromatin）是轉錄非活性的。常染色質（euchromatin）中的轉錄活性區(qū)域對核酸酶敏感，特別是轉錄基因的5’-側翼區(qū)1000nt以內是高敏感位點(hypersensitivesites)。很多高敏感位點是調節(jié)蛋白質的結合序列，而這些區(qū)域核小體的相對缺少也使得這些蛋白質易于與之結合。轉錄活化染色質與非活化染色質在結構上有很大不同。(一）基因活化蛋白質改變局部染色質結構異染色質（hetero104轉錄活化染色質與非活化染色質的組蛋白共價修飾的方式也不相同。組蛋白修飾：核小體的核心組蛋白（H2A，H2B，H3，H4）中賴氨酸殘基的非可逆性甲基化，絲氨酸與蘇氨酸殘基的磷酸化，乙?；约胺核鼗嗍寝D錄活性染色質的特點。DNA修飾：真核細胞DNA的CpG序列（CpG島）中的胞嘧啶被甲基化為5-甲基胞嘧啶是常見現(xiàn)象，但轉錄活性染色質區(qū)域胞嘧啶被甲基化的程度降低。轉錄活化染色質與非活化染色質的組蛋白共價修飾的方式也不相同。105染色質重塑（chromatinremodeling）基因活化蛋白質可以通過改變基因的啟動子和調節(jié)序列區(qū)域的染色質結構來促進轉錄開始。這種改變局部染色質結構的過程被稱為染色質重塑。最主要的兩種方式：

組蛋白的共價修飾核小體重塑（nucleosomeremodeling）染色質重塑（chromatinremodeling）基因106染色質重塑染色質重塑107組蛋白乙酰化位點：組蛋白乙?；D移酶（histoneacetyltransferases,HATs），也稱組蛋白乙?；福╤istoneacetylase）主要作用于核小體的核心組蛋白所富含的賴氨酸殘基，降低整個核小體對DNA的親和性。時間：基因活化蛋白質結合在轉錄調節(jié)區(qū)域后。作用：使染色質進入轉錄活性狀態(tài)；還可能促進或防止與其它轉錄或調節(jié)相關蛋白的相互作用?？赡孓D：組蛋白脫乙酰化酶(histonedeacetylase)減少核小體的乙?；?，使染色質恢復轉錄非活性狀態(tài)。組蛋白乙?；稽c：組蛋白乙酰化轉移酶（histoneac108順式作用元件(cis-actingelement)“cis-”有“分子內”的意思順式作用元件可以理解為：DNA分子上具有可影響（調控）轉錄的各種組分這些調控元件在某一基因上不可能全部齊備，而是若干種互相搭配，以多樣化的形勢調節(jié)轉錄的起始。有些基因的調控區(qū)域結構簡單，可被一個單一信號啟動“開關”。但更多的基因調控區(qū)域結構復雜順式作用元件(cis-actingelement)“cis109順式作用元件(cis-actingelement)與基因表達調控有關的DNA序列分子內作用元件

反式作用因子(trans-actingfactor)與基因表達調控有關的蛋白質分子間作用因子對順式作用元件-反式作用因子相互作用的各種信號進行解讀，并整合所獲信息來決定鄰近基因的開與關。順式作用元件(cis-actingelement)對順式作1101.順式作用元件(cis-actingelement)——可影響自身基因表達活性的DNA序列BADNA編碼序列轉錄起始點不同真核生物的順式作用元件中也會發(fā)現(xiàn)一些共有序列，如TATA盒、CAAT盒等，這些共有序列是RNA聚合酶或特異轉錄因子的結合位點。

1.順式作用元件(cis-actingelement)—111exon1intron1exonnintronn上游下游轉錄起始點增強子沉默子啟動子TATA盒GC盒CAAT盒增強子真核細胞順式作用元件（cis-actingelements）包括啟動子（promoter）、其它調控元件及特定的遠隔序列。exon1intron1exonnintronn上游下游112（一）近起始點的TATA盒/起始子是真核生物啟動子的核心序列真核細胞的啟動子是包括轉錄起始點（transcriptioninitiationsite或transcriptionstartsite）在內的、有通用轉錄因子及RNA聚合酶組裝、結合的一段DNA序列。典型的啟動子核心序列（coresequences）是在轉錄起始位點上游25~35bp處，有一保守的TATA序列，被稱為TATA盒（TATAbox），真核細胞的TATA盒多為TATAAAA序列。TATA盒與原核細胞的啟動子一樣，對RNA聚合酶II的轉錄起始位點起定位作用。（一）近起始點的TATA盒/起始子是真核生物啟動子的核心序列113（二）啟動子中的上游元件協(xié)助真核基因調節(jié)GC盒(GCbox)(GGGCGG)CAAT盒(CAATbox)(GCCAAT)啟動子上游元件（promoter-proximalelements,或upstreampromoterelements）是一些位于TATA盒上游的DNA序列，與調節(jié)蛋白結合，調節(jié)通用轉錄因子與TATA盒的結合、RNA聚合酶與啟動子的結合，以及轉錄起始復合物的形成，從而決定基因的轉錄效率與專一性。常見的序列是：（二）啟動子中的上游元件協(xié)助真核基因調節(jié)GC盒(GCbox114(三）遠距離增強子促進RNA聚合酶II的轉錄增強子（enhancer）是能夠結合特異基因調節(jié)蛋白，促進鄰近或遠隔特定基因表達的DNA序列；在酵母中，被稱為上游活化序列（upstreamactivatorsequences,UASs）。增強子的作用通常與其所處的位置和方向無關。(三）遠距離增強子促進RNA聚合酶II的轉錄增強子（enha115增強子距轉錄起始位點的距離變化很大，從100nt到50000nt，甚至更大。但總是作用于最近的啟動子。增強子所處位置在所調控基因的上游或下游，但主要位于上游。下游內含子當中，乃至下游最后外顯子以外的序列也可含有增強子。很多哺乳動物基因受一個以上的增強子調控。增強子距轉錄起始位點的距離變化很大，從100nt到500116（四）沉默子可抑制基因的轉錄負性調節(jié)元件——沉默子（silencer）有些DNA序列既可以作為正性，又可以作為負性調節(jié)元件發(fā)揮順式調節(jié)作用，這取決于細胞內存在的轉錄因子的性質。有部分基因含有負性調節(jié)元件，當其結合特異轉錄因子時，對基因轉錄起阻遏作用。（四）沉默子可抑制基因的轉錄負性調節(jié)元件——沉默子（sile117二、反式作用因子：轉錄因子基因調節(jié)蛋白（generegulatoryproteins）反式作用因子（trans-actingfactors）轉錄調節(jié)因子(transcriptionregulationfactors)轉錄因子是由不同的功能結構域構成的調節(jié)蛋白上游因子（upstreamfactors）：與上游調控元件結合的蛋白質可誘導因子（induciblefactors）：在某些特殊生理情況下才被誘導產生的，可與調控元件結合的蛋白質二、反式作用因子：轉錄因子基因調節(jié)蛋白（generegul1182.真核基因的調節(jié)蛋白還有蛋白質因子可特異識別、結合自身基因的調節(jié)序列，調節(jié)自身基因的表達，稱順式作用。由某一基因表達產生的蛋白質因子，通過與另一基因的特異的順式作用元件相互作用，調節(jié)其表達。反式作用因子(trans-actingfactor)

這種調節(jié)作用稱為反式作用。2.真核基因的調節(jié)蛋白還有蛋白質因子可特異識別、結合自身基119cDNAaDNA反式調節(jié)C順式調節(jié)mRNAC蛋白質CBAmRNA蛋白質AAcDNAaDNA反式調節(jié)C順式調節(jié)mRNAC蛋白質C120轉錄因子分為：通用轉錄因子特異轉錄因子RNA聚合酶結合啟動子所必需的一組蛋白質因子，為各類真核細胞所共有、通用，決定3種RNA轉錄的類別。通過結合它的調節(jié)序列直接、或間接活化或阻遏特異基因的轉錄。正調控反式作用因子負調控反式作用因子轉錄因子分為：通用轉錄因子特異轉錄因子RNA聚合酶結合啟動子121二、反式作用因子(trans-actingfactors)能直接、間接辨認和結合轉錄上游區(qū)段DNA（順式作用元件）的蛋白質，從而影響基因表達現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種大部分轉錄因子是活化基因轉錄，至少有兩個不同的功能結構域：DNA結合域（DNA-bindingdomain）激活域（activationdomain）二、反式作用因子(trans-actingfactors)122反式作用因子與順式作用元件的相互接觸的部位

——蛋白質與DNA的相互作用的部位

同源結構域（homodomain）螺旋－轉角－螺旋鋅指模體（zincfingermotif）堿性亮氨酸拉鏈模體（basicleucinezippermotif）堿性螺旋-環(huán)-螺旋結構片層也可識別DNA（一）DNA結合域反式作用因子與順式作用元件的相互接觸的部位——123轉錄因子含有不同的DNA結合域

螺旋-回折-螺旋是常見的DNA結合模體之一通過氨基酸殘基的側鏈基團與DNA的大溝堿基邊緣的化學基團相互作用轉錄因子含有不同的DNA結合域螺旋-回折-螺旋是常見的DN124鋅指模體（zincfingermotif）富含Cys或His殘基的多肽與Zn2＋形成配位鍵２.鋅指結構是一類含鋅的DNA結合蛋白質模體C2H2型鋅指（Zincfinger）鋅指模體（zincfingermotif）富含Cys或H125堿性亮氨酸拉鏈模體纏繞成兩組α-螺旋N-端富含堿性氨基酸，親水性C-端有疏水性每7個殘基規(guī)律性的出現(xiàn)一個Leu，使兩組α-螺旋呈拉鏈狀3.亮氨酸拉鏈同時調節(jié)DNA結合與蛋白質二聚體化堿性亮氨酸拉鏈模體纏繞成兩組α-螺旋3.亮氨酸拉鏈同時調節(jié)1264.堿性螺旋-環(huán)-螺旋結構也可調節(jié)DNA結合及蛋白質二聚體化堿性螺旋-環(huán)-螺旋（basichelix-loop-helix，bHLH）bHLH雙體DNA大溝螺旋螺旋環(huán)4.堿性螺旋-環(huán)-螺旋結構也可調節(jié)DNA結合及蛋白質二聚體1275.片層也可識別DNA在前面所述的DNA結合域中，至少一個-螺旋被插入DNA雙螺旋的大溝中。但一些轉錄因子含有替代的結構，如-片層和環(huán)，它們特殊的氨基酸組成，可以識別DNA雙螺旋分子大溝表面的特殊序列。5.片層也可識別DNA在前面所述的DNA結合域中，至少128反向平行β片層DNA大溝α螺旋Zn2＋反向平行β片層DNA大溝α螺旋Zn2＋129（二）轉錄因子也有蛋白質-蛋白質相互作用區(qū)域——激活域（activationdomain）亮氨酸拉鏈和堿性螺旋－環(huán)－螺旋的結構特點使它們易于形成同（源）或異（源）二聚體。異（源）二聚體（heterodimer）的形成增加了結構和功能的多樣性。轉錄因子的激活結構域通過與其它蛋白質結構域之間的相互作用，對啟動子上通用轉錄因子與RNA聚合酶吸引、定位、以及修飾來提高轉錄起始效率。（二）轉錄因子也有蛋白質-蛋白質相互作用區(qū)域——激活域（ac130真核細胞中較為常見的結構域是3種：富含谷氨酰胺激活結構域（glutamine-richactivationdomains）富含脯氨酸激活結構域（proline-richactivationdomains）酸性氨基酸激活結構域(acidicactivationdomains)。真核細胞中較為常見的結構域是3種：富含谷氨酰胺激活結構域（g1314.對RNA聚合酶的影響：⑴

原核啟動序列/真核啟動子與RNA聚合酶活性RNA聚合酶與其的親和力，影響轉錄。⑵

調節(jié)蛋白與RNA聚合酶活性一些特異調節(jié)蛋白在適當環(huán)境信號刺激下表達，然后通過DNA-蛋白質、蛋白質-蛋白質相互作用影響RNA聚合酶活性。4.對RNA聚合酶的影響：⑴原核啟動序列/真核啟動子與R132（二）基因活化蛋白質促進RNA聚合酶與通用轉錄因子在轉錄起始位點的組裝①基因活化蛋白質與增強子或UASs的結合；②通用轉錄因子在啟動子處的組裝；③輔助激活子(coactivator)和/或中介子（medicator）在通用轉錄因子/RNA聚合酶II復合物與基因活化蛋白質之間的輔助和中介作用。RNA聚合酶II與啟動子的結合、啟動轉錄需要諸多蛋白質因子的協(xié)同作用。這通常包括：（二）基因活化蛋白質促進RNA聚合酶與通用轉錄因子在轉錄起始133基因活化蛋白質與增強子結合后，通過與全酶復合體中的中介子相互反應，使全酶復合體在空間上更接近啟動子并有效組裝。此外，多數(shù)全酶復合體中缺少一些通用轉錄因子，如TFIID與TFIIA，它們需要在啟動子處分別組裝，最后形成穩(wěn)定的轉錄起始復合物（transcriptioninitiationcomplex），啟動轉錄。基因活化蛋白質與增強子結合后，通過與全酶復合體中的中介子相互134藥學分子生物學轉錄課件135激活抑制Lehninger's.Principles.of.Biochemistry.4th激活抑制Lehninger's.Principles.of.136(三）真核基因阻遏蛋白以各種方式抑制轉錄阻遏蛋白（repressorprotein）一些既有DNA結合域，也有與其它蛋白相互作用的抑制結構域。也有一些基因阻遏蛋白沒有DNA結合域，而是通過蛋白質-蛋白質間相互作用，調節(jié)基因激活蛋白及其它轉錄因子的作用。(三）真核基因阻遏蛋白以各種方式抑制轉錄阻遏蛋白（repre137②基因阻遏蛋白與基因活化蛋白分別與DNA調節(jié)序列結合，但阻遏蛋白通過與活性蛋白的基因活化區(qū)域相互作用，使后者不能發(fā)揮活化作用；真核細胞阻遏蛋白有更多可能的作用機制：①結合沉默子或與基因活化蛋白競爭同一DNA調節(jié)序列；⑤吸引組蛋白脫乙酰化酶。④補給阻遏性染色質重塑復合體（repressivechromatinremodelingcomplexes）；③直接作用于通用轉錄因子；②基因阻遏蛋白與基因活化蛋白分別與DNA調節(jié)序列結合，但阻遏138第二部分

轉錄后調控PosttranscriptionalControls第二部分

轉錄后調控Posttranscriptiona139一、真核細胞mRNA5端加帽和3端多聚腺苷酸化修飾除組蛋白外，所有真核細胞mRNA都有5端的“帽”和3端的poly(A)尾結構。5端的“帽”和3端的poly(A)尾均有其特有的作用。一、真核細胞mRNA5端加帽和3端多聚腺苷酸化修飾除組1405加帽的作用在于：①有助于保護mRNA免于被核糖核酸酶降解；④5帽結合蛋白復合體參與mRNA和核糖體的結合來起始翻譯。③促進mRNA從細胞核運輸?shù)郊毎麧{；②協(xié)助mRNA的剪接。在剪接第一個外顯子時，剪接體的形成需要帽結合蛋白的參與；5加帽的作用在于：①有助于保護mRNA免于被核糖核酸酶降141poly(A)尾可結合一種或多種特殊蛋白，避免mRNA被酶降解，并在翻譯過程中具有重要作用。許多原核mRNA也含有poly(A)尾，但是此尾的功能是促進mRNA降解，而不是保護mRNA免于被降解。poly(A)尾的作用：poly(A)尾可結合一種或多種特殊蛋白，避免mRNA被酶降142二、選擇性剪接可以使同一基因產生不同的蛋白質許多初始轉錄本可以通過一種以上的選擇性剪接（alternativeRNAsplicing）方式，去除不同的內含子而被加工形成不同的mRNAs，因而形成不同的多肽。二、選擇性剪接可以使同一基因產生不同的蛋白質許多初始轉錄本可143藥學分子生物學轉錄課件144人視黃醛還原酶mRNA的選擇性剪接mRNAPre-mRNA同種異型mRNA人視黃醛還原酶mRNA的選擇性剪接mRNAPre-mRNA同145初始轉錄本含有所有選擇性加工途徑所需要的分子信號。一種細胞偏好何種選擇性加工途徑取決于加工因子——RNA結合蛋白的特異性。負調節(jié)：抑制蛋白質可以通過與原始轉錄本的結合來防止剪接復合體切除內含子序列。選擇性剪接可以被正負調節(jié)分子調節(jié)：正調節(jié)：而不能正常剪接的剪接復合體可以在活化蛋白的幫助下發(fā)揮剪接功能。初始轉錄本含有所有選擇性加工途徑所需要的分子信號。負調節(jié)：抑146三、RNA編輯可以改變RNA分子信息的內涵某些mRNAs在翻譯前被編輯(editing)。結果：轉錄后編輯過程插入了4個U殘基，從而改變了轉錄本的翻譯讀碼框。機制：尚不清楚。研究人員已經發(fā)現(xiàn)線粒體轉錄一類特殊的RNA分子，其3端有一段poly(U),其5端序列與mRNAs被編輯的區(qū)域互補，被稱為引導RNA（guideRNA）。引導RNA可能作為編輯過程的模板，并將其3端的U轉移給被編輯的mRNAs。三、RNA編輯可以改變RNA分子信息的內涵某些mRNAs在翻147四、mRNA穩(wěn)定性的改變也可調控基因表達意義：降解途徑保證mRNA不在細胞中累積并避免合成過多的蛋白質。不同真核基因的mRNA的降解速率大不相同。暫時需要的基因產物：半衰期可能僅為幾分鐘、甚至幾秒鐘。經常需要的基因產物：其mRNA可在多代細胞中穩(wěn)定存在。四、mRNA穩(wěn)定性的改變也可調控基因表達意義：降解途徑保證148真核細胞mRNA降解有兩種途徑，是由每種mRNA分子的序列所決定。poly(A)的逐漸短縮：最常見的途徑mRNA分子一旦進入細胞漿中，核酸外切酶會使poly(A)末端逐步短縮，當剩下約30個A時，5端發(fā)生脫帽，mRNA分子被迅速降解。一些mRNA分子的3UTR的特殊序列有助于特殊蛋白質的結合，增加或降低poly(A)短縮的速度。真核細胞mRNA降解有兩種途徑，是由每種mRNA分子的序列所149可將poly(A)直接從mRNA分子上切除。這種切除也有賴于mRNA分子的3UTR特殊序列可以被內切酶識別。另一個途徑始于特殊內切酶的作用轉鐵蛋白受體(transferrinreceptor,TfR)mRNA分子3UTR柄環(huán)（stem-loop）結構——鐵反應元件(iron-responseelement，IRE)。例如：可將poly(A)直接從mRNA分子上切除。這種切除也有賴于150IRE-BP對轉鐵蛋白受體mRNA穩(wěn)定性的調節(jié)低鐵狀態(tài)轉鐵蛋白受體mRNA5’編碼區(qū)活化的IRE-BP3’poly(A)n翻譯TfR蛋白IRE高鐵狀態(tài)轉鐵蛋白受體mRNA5’編碼區(qū)鐵失活的IRE-BP3’poly(A)nmRNA降解IREIRE-BP對轉鐵蛋白受體mRNA穩(wěn)定性的調節(jié)低鐵狀態(tài)轉鐵151小結：轉錄體系：模板（DNA）、原料（4種NTP）、RNA聚合酶、其它轉錄因子不對稱轉錄：基因DNA雙鏈中只有其中之一作為模板（模板鏈）模板鏈：參與轉錄，指導生成RNA的單鏈編碼鏈：與模板鏈互補，與新生成的RNA僅有T與U的區(qū)別小結：轉錄體系：模板（DNA）、原料（4種NTP）、RNA聚152小結：RNA聚合酶（RNA-pol）：識別起始部位、解鏈、聚合、識別終止部位原核生物的RNA聚合酶：

核心酶：α2β

β’

σ亞基真核生物的RNA聚合酶：I……45SrRNA（18SrRNA,5.8SrRNA,28SrRNA）II……h(huán)nRNA（mRNA前體）III……各種小RNA（snRNA，tRNA）全酶小結：RNA聚合酶（RNA-pol）：識別起始部位、解鏈、聚153小結(原核生物轉錄過程的)：起始：σ因子負責辨認轉錄起始位點啟動子：RNA聚合酶識別、結合、起始轉錄的DNA序列（如，TATAbox）延長：核心酶核心酶（α2ββ’）終止：依賴ρ因子非依賴ρ因子終止子：DNA序列上回文結構小結(原核生物轉錄過程的)：起始：154小結（真核生物轉錄過程）轉錄的起始順式作用元件(cis-actingelement):TATAbox…反式作用因子(trans-actingfactors)：如TFIID…轉錄起始前復合物（PIC）拼版理論轉錄的延伸過程與原核生物類似，但沒有轉錄與翻譯同步的現(xiàn)象核小體的移位和解聚現(xiàn)象轉錄的終止：轉錄終止的修飾點小結（真核生物轉錄過程）轉錄的起始155名詞解釋不對稱轉錄編碼鏈外顯子操縱子啟動子斷裂基因Rho因子核酶名詞解釋不對稱轉錄156問答題復制與轉錄過程的異同點試述DNA聚合酶和RNA聚合酶的區(qū)別原核生物轉錄起始復合物的組成試述非依賴Rho終止轉錄的方式。簡述真核生物mRNA轉錄后加工修飾。問答題復制與轉錄過程的異同點157謝謝！謝謝！158藥學分子生物學轉錄課件159中心法則生物體遺傳信息傳遞的方式reversetranscription中心法則（thecentraldogma）生物功能的實現(xiàn)（遺傳信息的表達）：轉錄、翻譯世代之間傳遞：DNA的復制中心法則生物體遺傳信息傳遞的方式reversetransc160DNA成熟的mRNA轉錄（transcription）生物體以DNA為模板合成RNA的過程轉錄是遺傳信息表達的第一步RNA轉錄DNA成熟的mRNA轉錄（transcription）生物體161藥學分子生物學轉錄課件162復制VS轉錄復制VS轉錄163轉錄與復制的共同點核苷酸聚合反應，生成磷酸二脂鍵以DNA為模板酶促反應遵從堿基配對規(guī)律方向：從5’→3’轉錄與復制的共同點164轉錄與復制的區(qū)別復制轉錄模板兩股鏈均復制模板鏈轉錄（不對稱轉錄）原料dNTPNTP引物需要RNA做引物不需要酶DNA聚合酶RNA聚合酶配對A-T,C-GA-U,T-A,G-C產物子代雙鏈DNA（半保留復制）mRNA,tRNA，rRNA,smallRNA轉錄與復制的區(qū)別復制轉錄模板兩股鏈均復制模板鏈轉錄（不對稱轉165參與轉錄的物質原料：核苷酸（NTP：ATP,UTP,GTP,CTP）模板：DNA酶：RNA聚合酶（RNApolymerase,RNA-pol）轉錄因子（transcriptionfactor,TF）凡是轉錄過程必需的蛋白質，只要它不是RNA聚合酶的組成成分，就可以將其定義為轉錄因子參與轉錄的物質原料：核苷酸（NTP：ATP,UTP,GT166轉錄的模板結構基因（structuralgene）:DNA分子上轉錄出RNA的區(qū)段轉錄的模板結構基因（structuralgene）:DN167轉錄的模板結構基因（structuralgene）:DNA分子上轉錄出RNA的區(qū)段模板鏈(templatestrand)，也稱作有意義鏈或Watson鏈DNA雙鏈中，按堿基配對規(guī)律，能指引轉錄生成RNA的一股單鏈轉錄的模板結構基因（structuralgene）:DN168轉錄的模板結構基因（structuralgene）:DNA分子上轉錄出RNA的區(qū)段模板鏈(templatestrand)，也稱作有意義鏈或Watson鏈編碼鏈(codingstrand)，也稱為反義鏈或Crick鏈。

與模板鏈互補的鏈，特征是與轉錄的RNA序列類似（僅有T與U的區(qū)別）轉錄的模板結構基因（structuralgene）:DN169模板鏈、編碼鏈與RNA的關系5′···GCAGUACAUGUC···3′mRNAN······Ala·Val·His·Val······C肽轉錄翻譯5′···GCAGTACATGTC···3′3′···cgtgatgtacag···5′編碼鏈模板鏈DNA參與轉錄模板鏈、編碼鏈與RNA的關系5′···GCAGUACAUGU170不對稱轉錄(asymmetrictranscription)在DNA分子雙鏈上某一區(qū)段，一股鏈用作模板指引轉錄，另一股鏈不轉錄；5335模板鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈轉錄方向轉錄方向結構基因模板鏈并非永遠在同一條單鏈上。不對稱轉錄(asymmetrictranscription171基本內容：第一節(jié)：原核生物的轉錄第二節(jié)：真核生物的轉錄及轉錄后修飾第三節(jié)：轉錄調控（原核、真核）基本內容：第一節(jié)：原核生物的轉錄第二節(jié)：真核生物的轉錄及轉錄172第一節(jié)

原核生物的轉錄第一節(jié)

原核生物的轉錄173原核的RNA聚合酶基因產物功能rpoA2α聚合酶啟動子識別結合激