基因表達(dá)調(diào)控-轉(zhuǎn)錄

基因表達(dá)調(diào)控—基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控基因表達(dá)調(diào)控在在基因工程中的意義基因工程的本質(zhì)即是將外源基因與載體進(jìn)行體外拼接后轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞，使宿主高效穩(wěn)定地表達(dá)蛋白質(zhì)產(chǎn)物，因此基因表達(dá)調(diào)控的分子機(jī)制是基因工程原理的指導(dǎo)思想。結(jié)構(gòu)基因或者蛋白編碼基因的表達(dá)都是需要轉(zhuǎn)錄和翻譯2個(gè)環(huán)節(jié)，而每個(gè)環(huán)節(jié)都存在不同的基因表達(dá)調(diào)控的位點(diǎn)?；虮磉_(dá)的時(shí)空性其實(shí)也是通過對(duì)轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)環(huán)節(jié)的調(diào)控實(shí)現(xiàn)的。其中轉(zhuǎn)錄調(diào)控是更為關(guān)鍵和主要的調(diào)控位點(diǎn)?；虮磉_(dá)調(diào)控具有時(shí)空雙重性：時(shí)序調(diào)控是指基因表達(dá)的先后次序和相對(duì)強(qiáng)弱；空間調(diào)控是指基因表達(dá)的區(qū)域和環(huán)節(jié)?；虮磉_(dá)第一步—轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄是指以DNA的一條鏈（編碼鏈或反義鏈）為模板，在RNA聚合酶（以DNA為模板的RNA聚合酶）的作用下，合成RNA的過程；為更清楚地研究轉(zhuǎn)錄，我們?nèi)藶榈膶⑥D(zhuǎn)錄分為三個(gè)階段：轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄延伸轉(zhuǎn)錄終止Figure9.7Transcriptionhasthreestages,whichinvolvedifferenttypesofinteractionbetweenRNApolymeraseandDNA.TheenzymebindstothepromoterandmeltsDNA,remainsstationaryduringinitiation,movesalongthetemplatedurignelongation,anddissociatesattermination.

轉(zhuǎn)錄起始RNA聚合酶結(jié)合于啟動(dòng)子（Promoter)序列啟動(dòng)子（Promoter)是一段提供RNA聚合酶定位與結(jié)合的靶序列。一般來說，啟動(dòng)子位于基因上游，一般不超過200bp。一旦RNA聚合酶定位并結(jié)合于啟動(dòng)子，即可啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄過程，因此啟動(dòng)子是基因表達(dá)調(diào)控的重要順式元件。啟動(dòng)子具有以下幾方面的特性：序列特異性：在組成啟動(dòng)子的DNA序列中，一般由20bp是相對(duì)保守的，其中更換或增減一個(gè)核苷酸就可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄速度發(fā)生變化；方向特異性：為一種極性順式調(diào)控元件，即正反兩種方向只有一種有功能；位置特異性：?jiǎn)?dòng)子一般只能在受調(diào)控基因的上游或基因內(nèi)部前端。甚至在基因上游，啟動(dòng)子和轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)之間的距離也是相對(duì)固定的；種屬特異性：原核生物的不同物種、真核生物不同組織、細(xì)胞都可能存在不同的啟動(dòng)子。啟動(dòng)子確定的方法：footprinting原核生物轉(zhuǎn)錄起始原核生物啟動(dòng)子：主要以典型大腸桿菌啟動(dòng)子進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，典型細(xì)菌的啟動(dòng)子主要由以下四部分組成：轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)（Inr)：多數(shù)細(xì)菌的Inr為C（A/G）90T，其中中間一個(gè)核苷酸為轉(zhuǎn)錄的起始位點(diǎn)；Pribnow盒（-10區(qū)）：距離Inr上游6bp處，存在一個(gè)6核苷酸的保守序列。因?yàn)槠渲虚g的堿基的位置在Inr上游的10bp，因此也稱為-10區(qū)。保守序列：T80A95T45A60A50T96；Pribnow盒中間堿基的位置在-9至-18范圍內(nèi)變動(dòng)；Pribnow盒的作用是RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn)，RNA聚合酶結(jié)合后，使該AT豐富區(qū)消耗較少的能量就解開螺旋，此時(shí)RNA聚合酶與啟動(dòng)子的復(fù)合物便由關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)向開放狀態(tài)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。Sextman盒:細(xì)菌啟動(dòng)子在距離Inr上游約35bp處,還有另一個(gè)6bp的保守序列,即-35區(qū)。保守序列：T82T84G78A65G54A45，其中前3個(gè)堿基TTG高度保守。Sextman盒是RNA聚合酶的識(shí)別位點(diǎn)，RNA聚合酶的一個(gè)亞基首先定位于該序列，然后其它亞基與-10區(qū)結(jié)合；間隔區(qū)：90%的大腸桿菌啟動(dòng)子在Pribnow盒和Sextman盒之間有一個(gè)16-19bp的間隔區(qū)，而間隔區(qū)〈15bp或〉20bp的啟動(dòng)子只占少數(shù)。盡管此間隔區(qū)的序列并不重要，但其長(zhǎng)度非常重要，因?yàn)樗ＷC2個(gè)盒位于雙螺旋的同一側(cè)，才能促進(jìn)它們與RNA聚合酶的各亞基相互作用。原核生物轉(zhuǎn)錄起始原核生物轉(zhuǎn)錄起始人們對(duì)啟動(dòng)子區(qū)的序列進(jìn)行大量突變的結(jié)果表明：對(duì)于大腸桿菌或者其親緣關(guān)系密切的其它原核細(xì)菌而言，最佳的啟動(dòng)子構(gòu)成為Pribnowbox位于Inr上游-7bp,Sextman位于Pribnowbox上游17bp處Inr7bpPribnowbox17bpSextmanbox原核生物轉(zhuǎn)錄起始原核細(xì)菌的RNA聚合酶（RNApolymerase)：以DNA為模板的RNA聚合酶。原核細(xì)菌種僅由一種聚合酶完成全部RNA的轉(zhuǎn)錄；大腸桿菌RNA聚合酶的結(jié)構(gòu)：RNA聚合酶全酶由5個(gè)亞基構(gòu)成，分別為

2

，

，總分子量為480KDa。事實(shí)上，RNA聚合酶在轉(zhuǎn)錄前和轉(zhuǎn)錄過程中均以核心酶（2

，）和

因子兩種分離形式存在于細(xì)胞內(nèi)，并且實(shí)驗(yàn)證明RNA聚合酶識(shí)別序列的特異性取決于

因子。RNA聚合酶中各亞基的功能：識(shí)別啟動(dòng)子RNA合成；抑制劑：利福霉素，利迪鏈霉素’負(fù)責(zé)與DNA結(jié)合增強(qiáng)聚合酶與啟動(dòng)子的專一性結(jié)合原核生物轉(zhuǎn)錄起始EubacterialRNApolymeraseshavefourtypesofsubunit;a,b,andbhaveratherconstantsizesindifferentbacterialspecies,butsvariesmorewidely.原核生物轉(zhuǎn)錄起始在轉(zhuǎn)錄以前，核心酶與DNA之間就有親和力，這種親和力來自蛋白堿性側(cè)鏈基團(tuán)和DNA磷酸根骨架之間的靜電引力，無序列特異性，為二者之間的松弛結(jié)合。當(dāng)亞基與松弛結(jié)合在DNA任何位點(diǎn)的核心酶結(jié)合后，核心酶構(gòu)象發(fā)生了改變：全酶與非特異DNA序列的親和力下降幾萬倍，致使全酶從非特異的DNA鏈上脫落下來，而后亞基與-35相互作用，使聚合酶識(shí)別特定的啟動(dòng)子序列，形成封閉的啟動(dòng)子復(fù)合物。RNA聚合酶結(jié)合到覆蓋-35區(qū)到-10區(qū)上下游在內(nèi)的約60bp。然后在－１０區(qū)內(nèi)的堿基對(duì)打開，產(chǎn)生開放復(fù)合物（因?yàn)椋保皡^(qū)為ＡＴ富集序列，ＡＴ之間只有２個(gè)氫鍵，因此消耗較低的能量即可打開雙螺旋）。形成開放的啟動(dòng)子復(fù)合物后，轉(zhuǎn)錄就開始了，這時(shí)亞基又從全酶與ＤＮＡ和ＲＮＡ的復(fù)合物中解離下來，全酶變成核心酶后繼續(xù)延伸轉(zhuǎn)錄。（MarrMTetal,1997,Science,276:1258-1260)

RNApolymerasepassesthroughseveralstepspriortoelongation.Aclosedbinarycomplexisconvertedtoanopenformandthenintoaternarycomplex.原核生物轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控組成性調(diào)控（constitutivecontrol):依賴于多種類型的啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)控制所屬基因的時(shí)空表達(dá),這種作用基本上依賴于因子對(duì)啟動(dòng)子多樣性結(jié)構(gòu)的識(shí)別與選擇;調(diào)節(jié)型調(diào)控(regulatorycontrol):依賴啟動(dòng)子上游的操縱子結(jié)構(gòu)與其相對(duì)應(yīng)的調(diào)控因子的相互作用。原核生物轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)決定轉(zhuǎn)錄起始的基礎(chǔ)水平大腸桿菌以及其它的原核生物啟動(dòng)子的共有序列是可變的，在-35box和－10box都允許在一定范圍內(nèi)變化。這些變異體與Inr附近及轉(zhuǎn)錄單位前50個(gè)核苷酸左右的特征不十分明確的序列共同影響啟動(dòng)子效率,即每秒內(nèi)啟動(dòng)的有效起始數(shù)目。有效起始可以使RNA聚合酶移出啟動(dòng)子并開始合成全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄物。啟動(dòng)子序列影響有效起始過程的具體方式不清楚。但目前認(rèn)為：-35box的精確序列影響與亞基的識(shí)別，從而影響RNA聚合酶結(jié)合速度；從封閉的啟動(dòng)子復(fù)合物到開放的啟動(dòng)子復(fù)合物的轉(zhuǎn)化依賴-10box的序列；起始失敗的頻率由+1以及臨近下游的核苷酸決定。當(dāng)然以上結(jié)論都還只是一個(gè)合理的“假說”，因?yàn)榈拇_發(fā)現(xiàn)不同的啟動(dòng)子之間的起始效率可以差1000倍，即強(qiáng)啟動(dòng)子（strongpromoter)指導(dǎo)有效起始比弱啟動(dòng)子強(qiáng)1000倍．我們稱之為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄速度（basalrateoftranscription)不同.原核生物轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控大腸桿菌或其它原核生物具有結(jié)構(gòu)不同的啟動(dòng)子，這也就需要RNA聚合酶依賴一系列不同的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子來識(shí)別這些不同的啟動(dòng)子，起始轉(zhuǎn)錄。但是通過改變核心酶的結(jié)構(gòu)來迎合啟動(dòng)子多樣性是不現(xiàn)實(shí)的。因?yàn)檫@種改變同時(shí)會(huì)抑制RNA聚合酶識(shí)別其它啟動(dòng)子，導(dǎo)致該酶的廣泛適應(yīng)性下降；而且RNA聚合酶對(duì)DNA序列識(shí)別特異性主要取決于亞基。因此亞基多樣性的存在是對(duì)應(yīng)于啟動(dòng)子的多樣性的，至少是RNA聚合酶應(yīng)付啟動(dòng)子多樣性的一種方法。因此亞基對(duì)基因表達(dá)調(diào)控的作用就可以表現(xiàn)在：當(dāng)一種亞基取代另一種亞基，即可以關(guān)閉一組基因，同時(shí)打開另一組基因，因此也有理由認(rèn)為亞基是原核生物基因表達(dá)的開關(guān)。而且對(duì)亞基結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn)：亞基由2個(gè)主要組分構(gòu)成：核心酶結(jié)合區(qū)；-35/-10box結(jié)合區(qū)。其中核心酶結(jié)合區(qū)在不同亞基中有很高的同源性，而后者在序列上存在較大的差異。原核生物轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控E.colisigmafactorsrecognizepromoterswithdifferentconsensussequences.(Numbersinthenameofafactorindicateitsmass.)

原核生物轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)節(jié)型調(diào)控：操縱子模型（與原核基因組結(jié)構(gòu)有關(guān)的一種調(diào)控）原核生物在基因組結(jié)構(gòu)方面與真核生物的不同之處其中之一：原核生物基因組中功能相關(guān)基因成簇排列，并共享用一套啟動(dòng)子等調(diào)控元件；而真核生物的每個(gè)基因均有自己的調(diào)控系統(tǒng)，并且基因在DNA上的排列是離散的，無功能上的明顯相關(guān)性。原核生物這種生物功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因成簇排列所組成的轉(zhuǎn)錄單位稱為操縱子（Operon)。操縱子功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)產(chǎn)物協(xié)同完成一個(gè)生理過程，這些結(jié)構(gòu)基因在一套調(diào)控系統(tǒng)作用下統(tǒng)一開放、關(guān)閉，維持精細(xì)的基因產(chǎn)物分子比，這對(duì)于原核生物而言是最經(jīng)濟(jì)有效的基因表達(dá)調(diào)控模式了。原核生物轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控原核生物轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控操縱子的組成：結(jié)構(gòu)基因（G）：3-8個(gè)生物功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因以相同的極性密集排列；啟動(dòng)子（P）：一般來說，一個(gè)操縱子只含有一個(gè)啟動(dòng)子，少數(shù)則具有幾個(gè)啟動(dòng)子;終止子（T）：每個(gè)操縱子具有一個(gè)或者多個(gè)能使轉(zhuǎn)錄不同程度終止；在多重終止子的情況下，它們或位于整個(gè)操縱子的末端，或分散于一些結(jié)構(gòu)基因的下游，使結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物根據(jù)需要靈活變化；操縱子（O）：由一個(gè)或者多個(gè)順式調(diào)控元件組成，其功能是與基因表達(dá)的反式作用因子結(jié)合，這種蛋白質(zhì)-DNA二元復(fù)合物通過與啟動(dòng)子-RNA聚合酶復(fù)合物的相互作用，對(duì)操縱子的開放或關(guān)閉進(jìn)行調(diào)控。操縱子結(jié)構(gòu)操縱子操縱子的控制網(wǎng)絡(luò)模式：正控制系統(tǒng)：指當(dāng)調(diào)節(jié)蛋白因子與操縱子結(jié)合后，其結(jié)果如果是操縱子開啟，則為正控制系統(tǒng)；負(fù)控制系統(tǒng)：指當(dāng)調(diào)節(jié)蛋白因子與操縱子結(jié)合后，其結(jié)果如果是操縱子關(guān)閉，則為負(fù)調(diào)控系統(tǒng)；激活蛋白：正控制系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)蛋白因子阻遏蛋白：負(fù)控制系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)蛋白因子誘導(dǎo)狀態(tài)：加入小分子物質(zhì)（誘導(dǎo)物）使操縱子中的結(jié)構(gòu)基因表達(dá)增加。包括誘導(dǎo)正控制系統(tǒng)和誘導(dǎo)負(fù)控制系統(tǒng)。阻遏狀態(tài)：加入小分子物質(zhì)（共阻遏物）使操縱子中結(jié)構(gòu)基因表達(dá)減少。包括阻遏正控制系統(tǒng)和阻遏負(fù)控制系統(tǒng)。操縱子的控制網(wǎng)絡(luò)模式乳糖操縱子是最早發(fā)現(xiàn)的，也是最經(jīng)典的操縱子模型。乳糖操縱子中的結(jié)構(gòu)基因主要是編碼細(xì)菌中與糖代謝有關(guān)的酶。乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)：包括啟動(dòng)子、操縱子、終止子以及編碼調(diào)節(jié)蛋白因子（阻遏蛋白lacI)的調(diào)節(jié)基因和３個(gè)參與糖代謝有關(guān)的酶的結(jié)構(gòu)基因乳糖操縱子全長(zhǎng)6+kb，左端為編碼調(diào)控蛋白因子的基因lacI及自身獨(dú)立的啟動(dòng)子和終止子；lacI下游是Plac,啟動(dòng)子和操縱子部分重疊,操縱子下游延伸到第一個(gè)結(jié)構(gòu)基因lacZ區(qū)之中有26bp;lacZ之后為另2個(gè)結(jié)構(gòu)基因lacY、lacA。lacZ編碼

-半乳糖苷酶：以半乳糖苷類化合物（乳糖、IPTG）為底物，催化生成單糖；

lacY編碼具有半乳糖苷滲透酶活性的膜蛋白，功能是將胞外的半乳糖苷轉(zhuǎn)運(yùn)至胞內(nèi)；

lacA編碼半乳糖苷乙?；D(zhuǎn)移酶，可以將乙酰輔酶A中的乙?；D(zhuǎn)移到半乳糖苷或者其它類似物上，但具體生理功能不清楚。

乳糖操縱子Operoncomposition

Thethreestructuralgenes，Plac控制

Z,-galactosidase,

Y,galactosidepermease(atransportprotein),

A,thiogalactosidetransacetylase(anenzyme,unknownfunction)

Aregulatorrygene:lacI,codingarepressor.乳糖操縱子乳糖操縱子屬于負(fù)控制系統(tǒng)，也就是說調(diào)控蛋白lacI的存在并結(jié)合，使操縱子處于關(guān)閉狀態(tài)。lacI關(guān)閉操縱子的機(jī)制是阻止RNA聚合酶啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，而不是抑制RNA聚合酶與啟動(dòng)子的結(jié)合。當(dāng)細(xì)菌生長(zhǎng)環(huán)境中出現(xiàn)半乳糖苷類化合物時(shí)（誘導(dǎo)物），它與lacI阻遏蛋白特異性結(jié)合，阻止了lacI阻遏蛋白對(duì)操縱子的負(fù)控制作用。即在無誘導(dǎo)物時(shí)，由于阻遏蛋白lacI呈活化狀態(tài)結(jié)合于操縱子上，因此操縱子不能轉(zhuǎn)錄；當(dāng)誘導(dǎo)物出現(xiàn)時(shí)，誘導(dǎo)物依賴于高親和性與操縱子競(jìng)爭(zhēng)阻遏蛋白，使阻遏蛋白由活化狀態(tài)變?yōu)槭Щ顮顟B(tài)，并離開操縱子區(qū)，使操縱子開放。但是從以上過程我們可以看到，阻遏蛋白合成與誘導(dǎo)物的存在是沒有關(guān)系的，因此阻遏蛋白是在和操縱子結(jié)合的狀態(tài)下才與誘導(dǎo)物遭遇的。換句話說，乳糖操縱子是在關(guān)閉狀態(tài)下為誘導(dǎo)物誘導(dǎo)開放的，而不是誘導(dǎo)物阻止了阻遏蛋白與操縱子的結(jié)合。那么操縱子在無誘導(dǎo)物存在的情況下，是為阻遏蛋白所關(guān)閉的，但是這種關(guān)閉狀態(tài)并非完全關(guān)閉，只是以一種基礎(chǔ)水平表達(dá)這三種糖代謝有關(guān)的酶類。Repressormaintainsthelacoperonintheinactiveconditionbybindingtotheoperator;additionofinducerreleasestherepressor,andtherebyallowsRNApolymerasetoinitiatetranscription.乳糖操縱子阻遏蛋白與操縱子的相互作用：

Olac的DNA序列的結(jié)構(gòu)特征：26bp區(qū)域橫跨Inr-5到+21，以+11為對(duì)稱軸，兩邊各有6bp的典型對(duì)稱序列（TGTGTG和AATTGT），其中靠近對(duì)稱軸的兩對(duì)對(duì)稱序列在與lacI蛋白的結(jié)合中其重要作用，這種對(duì)稱結(jié)構(gòu)與lacI的四聚體對(duì)稱性是對(duì)應(yīng)的。結(jié)合定點(diǎn)突變實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，+5-+17的13bp區(qū)域?qū)ν蛔兏舾?，而該區(qū)域并不對(duì)稱，現(xiàn)證明對(duì)稱序列只是識(shí)別為點(diǎn)，而真正的結(jié)合為點(diǎn)是偏向?qū)ΨQ軸左側(cè)的不完全對(duì)稱區(qū)域。阻遏蛋白lacI具有與小分子誘導(dǎo)物和操縱子序列結(jié)合的雙重能力，必然存在2種不同類型的結(jié)合結(jié)構(gòu)域：lacI經(jīng)過胰蛋白酶處理發(fā)現(xiàn)，N端1-51位氨基酸有與操縱子結(jié)合的能力，只是結(jié)合程度有所減弱；而C端60-360位氨基酸具有形成四聚體的能力以及與誘導(dǎo)物結(jié)合的活性。色氨酸操縱子色氨酸操縱子的結(jié)構(gòu)：5個(gè)參與色氨酸生物合成的結(jié)構(gòu)基因：trpE,trpD,trpC,trpB,trpA啟動(dòng)子P下游為操縱子序列Otrp在Otrp與第一個(gè)結(jié)構(gòu)基因trpE之間有一段162bp的前導(dǎo)序列trpA下游300bp區(qū)域內(nèi)有兩種性質(zhì)不同的終止子（+，+，）與Otrp作用的阻遏蛋白的編碼基因位于啟動(dòng)子之前較遠(yuǎn)的區(qū)域中在細(xì)菌體內(nèi)不缺乏色氨酸的條件下，色氨酸作為共阻遏物激活阻遏蛋白TrpR，使TrpR以活化形式結(jié)合于Otrp，從而關(guān)閉操縱子；當(dāng)細(xì)胞內(nèi)色氨酸濃度降至臨界點(diǎn)時(shí)，TrpR釋放Trp轉(zhuǎn)變成失活狀態(tài)，并從Otrp移到其他低親和力區(qū)，操縱子開放。色氨酸供應(yīng)短缺時(shí)，基因活化，色氨酸過剩時(shí)，與阻遏因子結(jié)合，抑制基因轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄延伸由于細(xì)菌只有一種RNA聚合酶，因此這種RNA聚合酶完成所有RNA的轉(zhuǎn)錄；轉(zhuǎn)錄起始結(jié)束后，

亞基釋放出來，因此完成轉(zhuǎn)錄延伸的是核心酶；其催化的化學(xué)反應(yīng)是將核糖核苷酸去除、-磷酸基團(tuán)加到轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的3，末端，形成3-5磷酸二酯鍵。在轉(zhuǎn)錄延伸階段，細(xì)菌RNA聚合酶沿模板移動(dòng)，形成一個(gè)非堿基配對(duì)的長(zhǎng)約15-20bp的轉(zhuǎn)錄泡(transcriptionbubble)。在這個(gè)轉(zhuǎn)錄泡中，延伸的轉(zhuǎn)錄物通過長(zhǎng)約8核苷酸的RNA-DNA堿基對(duì)結(jié)合到模板鏈，進(jìn)行鏈的延伸。而RNA聚合酶覆蓋的DNA片段長(zhǎng)約30bp，延伸復(fù)合物的穩(wěn)定主要依靠酶的、，亞單位。這兩個(gè)亞單位與轉(zhuǎn)錄泡之前的一段短雙鏈DNA接觸，DNA-RNA雜交體位于此復(fù)合體內(nèi)，轉(zhuǎn)錄物RNA即由此復(fù)合體產(chǎn)生。(NudlerEetal,1996,Science,273:211-217;NudlerEetal,1998,Science,281:424-428)轉(zhuǎn)錄延伸轉(zhuǎn)錄終止轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)以后，RNA聚合酶沿DNA模板鏈移動(dòng)，持續(xù)合成RNA鏈，直至遇到終止信號(hào)，RNA聚合酶停止聚合反應(yīng)，并從DNA模板上釋放出來，而此時(shí)DNA-RNA之間的氫鍵也被破壞，使轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物釋放出來。人們通過比較原核生物轉(zhuǎn)錄出來的RNA，發(fā)現(xiàn)終止信號(hào)存在于轉(zhuǎn)錄出來的序列中，這種為轉(zhuǎn)錄提供終止信號(hào)的RNA序列稱為終止子結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的DNA編碼序列稱為終止子。大腸桿菌終止子分為：本征終止子（intrinsicterminator)：除RNA聚合酶核心酶以外，不需要其它的蛋白輔助因子便可借助特殊RNA結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)終止；

因子依賴型終止子：終止作用依賴于專一蛋白輔助因子（

因子）轉(zhuǎn)錄終止本征終止子結(jié)構(gòu)特征：發(fā)夾結(jié)構(gòu)：形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)的為RNA區(qū)域內(nèi)的一段回文序列，長(zhǎng)7-20bp，2個(gè)反向重復(fù)序列及中間不配對(duì)的序列形成發(fā)夾的莖環(huán)結(jié)構(gòu)。莖的長(zhǎng)度可變，通常G、C豐富。RNA結(jié)構(gòu)中的發(fā)夾結(jié)構(gòu)均可以導(dǎo)致RAN聚合酶延緩或者暫時(shí)停止，不同的終止子結(jié)構(gòu)造成的延緩時(shí)間長(zhǎng)短差異很大。一般來講，莖中的GC含量越高，延緩時(shí)間越長(zhǎng)。但是發(fā)夾結(jié)構(gòu)本身并不足以終止轉(zhuǎn)錄反應(yīng)，只是為終止提供了一個(gè)有利條件；6個(gè)U組成的尾部結(jié)構(gòu)：緊鄰發(fā)夾結(jié)構(gòu)有U構(gòu)成的尾部結(jié)構(gòu)才是真正的終止信號(hào)。處于暫停狀態(tài)的RNA聚合酶一旦遇到終止信號(hào)，便可以從DNA模板上解離下來，因?yàn)镈NA-RNA雜交雙鏈中，U-A配對(duì)的氫鍵少，因此打破這種雙鏈結(jié)構(gòu)耗能也少。轉(zhuǎn)錄終止Intrinsicterminatorsincludepalindromicregionsthatformhairpinsvaryinginlengthfrom7-20bp.Thestem-loopstructureincludesaG-C-richregionandisfollowedbyarunofUresidues.

轉(zhuǎn)錄終止

因子依賴型終止子結(jié)構(gòu)的概況：有的模板進(jìn)行體外轉(zhuǎn)錄，并不發(fā)生有效的終止反應(yīng)。RNA聚合酶只是在終止子結(jié)構(gòu)處暫停，但并不能最后終止轉(zhuǎn)錄。這時(shí)如果加入專一性輔助因子

，就會(huì)終止反應(yīng)，所產(chǎn)生的RNA3，末端序列也為統(tǒng)一的。突變實(shí)驗(yàn)表明，終止子上游序列突變會(huì)使RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄過頭。因此

因子識(shí)別終止位點(diǎn)上游50-90bp區(qū)域。其機(jī)構(gòu)特征為：