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1、关于真核生物的转录第一张，PPT共五十三页，创作于2022年6月本节的主要内容：本节的主要内容：1 1、真核生物中与转录相关的顺式元件（真核生物中与转录相关的顺式元件（cis-factorscis-factors）2、真核生物中与基本转录相关的转录因子（、真核生物中与基本转录相关的转录因子（trans-factor）3、真核生物转录的起始；真核生物转录的起始；4、真核生物转录的延伸；、真核生物转录的延伸；5、真核生物转录的终止；、真核生物转录的终止；第二张，PPT共五十三页，创作于2022年6月一、一、真核生物与转录相关的顺式元件真核生物与转录相关的顺式元件（cis-factorscis-fa
2、ctors）第三张，PPT共五十三页，创作于2022年6月l基本水平转录的基本水平转录的基本水平转录的基本水平转录的 cis-factor cis-factor：promoter or basic factor promoter or basic factor Core promoter (Cap site,TATA box Core promoter (Cap site,TATA box 必需因子必需因子必需因子必需因子)UPE(Upstream Promoter Element)(CAAT box,GC box)UPE(Upstream Promoter Element)(CAAT box
3、,GC box)部分基因的基本水平的转录部分基因的基本水平的转录部分基因的基本水平的转录部分基因的基本水平的转录（一）、真核生物中的启动子元件：（一）、真核生物中的启动子元件：l特异诱导高效表达的特异诱导高效表达的特异诱导高效表达的特异诱导高效表达的cis-factor Enhancer Enhancer For luxury gene(inducible expression)For luxury gene(inducible expression)第四张，PPT共五十三页，创作于2022年6月 1、Promoter for basic transcription lCap site;ini
4、tiation point(+1)Capping m7GpppA/G-70-AUG-(in mRNA)Initiation region PyAPyPyAPy（y y：嘧啶）嘧啶）嘧啶）嘧啶）1-4Kb -110 -70 -30 +1 GC island CAAC/T box TATA box Cap Enhancer UPE core promoter Promoter(basic factor)第五张，PPT共五十三页，创作于2022年6月 Promoter for basic transcription lTATA box/Hogness box/Goldberg-Hogness box
5、(-30)Rich AT and rich GC flankedrich GC flanked rich GC-T A T A A (T)A A (T)-rich GC 82 97 93 85 63(37)83 50(37)1-4Kb -110 -70 -30 +1 GC island CAAC/T box TATA box Cap Enhancer UPE core promoter Promoter(basic factor)第六张，PPT共五十三页，创作于2022年6月 Promoter for basic transcription l lCAAT box(CAT box UPE)(-
6、70-80)(-70-80)andGC island(-80-110)(-80-110)GGGCGGG(T)-CAATCT-Range 30 bp 1-4Kb -110 -80 -70 -30 +1 GC island CAATCT box TATA box Cap Enhancer UPE core promoter Promoter(basic factor)第七张，PPT共五十三页，创作于2022年6月启动子中各位点的功能：启动子中各位点的功能：分析方法：分析方法：分析方法：分析方法：通通通通过过对对-珠珠珠珠蛋白蛋白蛋白蛋白启动子启动子启动子启动子区域区域区域区域的的的的诱变诱变诱变诱
7、变分分分分析析析析，确确确确认认认认了了了了三三个起始转录所需要的短序列个起始转录所需要的短序列区区区区(其中其中其中其中心心心心位位位位置置置置在在在在-35，-75-75，-90)90)。这些序列。这些序列与与与与TATATATA盒盒、CAATCAAT盒、盒、盒、盒、GCGCGCGC盒盒盒盒分别对应。分别对应。第八张，PPT共五十三页，创作于2022年6月启动子中各位点的功能：启动子中各位点的功能：l l l lPromoter functionsPromoter functions CAAT box(modulator)CAAT box(modulator)and(cause GC is
8、land)and(cause GC island)：控制转录起始控制转录起始控制转录起始控制转录起始频率频率频率频率和和和和强度强度强度强度；TATA box(selector)TATA box(selector)：控制转录控制转录控制转录控制转录精确起始精确起始精确起始精确起始；1 site(initiator)1 site(initiator)：determination initiation and capping of mRNAdetermination initiation and capping of mRNA 距离：距离：距离：距离：l、30bpfromTATAboxto+1si
9、te30bpfromTATAboxto+1site（转录起始位点）转录起始位点）转录起始位点）转录起始位点）isisrequiredrequired2 2、TATAboxTATAbox与相邻的与相邻的UPEUPE区的距离：插入碱基，影响区的距离：插入碱基，影响区的距离：插入碱基，影响区的距离：插入碱基，影响转录效率。转录效率。转录效率。转录效率。第九张，PPT共五十三页，创作于2022年6月应答元件与转录调控因子的对应关系应答元件与转录调控因子的对应关系应答元件与转录调控因子的对应关系应答元件与转录调控因子的对应关系GRE:糖皮质激素应答元件糖皮质激素应答元件;TRE:佛波酯应答元件佛波酯应答
10、元件;SRE:血清应答元件；血清应答元件；第十张，PPT共五十三页，创作于2022年6月人金属硫蛋白编码基因上游的复合应答元件结构人金属硫蛋白编码基因上游的复合应答元件结构人金属硫蛋白编码基因上游的复合应答元件结构人金属硫蛋白编码基因上游的复合应答元件结构第十一张，PPT共五十三页，创作于2022年6月 2 2、EnhancerEnhance expression Basic expressionPosition not be fixed isolated region Bi-directional element Mono-directional element Enhancer Promo
11、terNo for special gene only for special gene（1）、）、Enhancer与与Promoter的比较的比较增强子：增强子：增强子：增强子：是指能使和它是指能使和它是指能使和它是指能使和它连锁连锁连锁连锁的基因的基因的基因的基因转录频率转录频率转录频率转录频率明显明显明显明显增加增加增加增加的的的的DNADNA序列。序列。序列。序列。第十二张，PPT共五十三页，创作于2022年6月（2）、发现：）、发现：SV40 早期基因转录单位早期基因转录单位S-200 S 72bp 72bp 72bp region deletion S transcription
12、go down into upstream of-globin gene Transcription up 200X Cell&tissue specialty of Enhancer effect Distance effect(over 2 kb)Orientation（方向方向方向方向）-无方向性无方向性 无基因专一性无基因专一性无基因专一性无基因专一性 ；大多为重复序列；受外部信号的调控；大多为重复序列；受外部信号的调控；大多为重复序列；受外部信号的调控；大多为重复序列；受外部信号的调控；特特特特点点点点第十三张，PPT共五十三页，创作于2022年6月 Enhancer 的结构的结构-
13、Enhancer 由由两个以上两个以上两个以上两个以上的的增强子成分增强子成分增强子成分增强子成分(Enhancer Element)组成组成-每个每个Enhancer Element 必需由两个必需由两个紧密相连紧密相连的的增强子元增强子元增强子元增强子元(Enhanson）组组成成-各个各个Enhanson(cis-factor)与与激活蛋白激活蛋白激活蛋白激活蛋白(trans-factor)结合结合 增强特异性转录增强特异性转录 促进转录的复合体促进转录的复合体 +UPE+core promoter基本转录复合体基本转录复合体第十四张，PPT共五十三页，创作于2022年6月Enhance
14、r.Specifical transc.Factor(tran-factor)Specifical transc.Factor(tran-factor)+Activation（激活）激活）domain Of Enhancer complex Activation（激活）激活）domain of Enhancer complex.Enhancer ElementEnhancer Element(20TFIIs 逐级组装逐级组装逐级组装逐级组装 TIC 转录启动转录启动 (Transcriptional Initiation Complex)(TBP)TBP)特点：特点：特点：特点：needed
15、for RNApol I,II,III；Very high conserved C-end domain of 180 aa；Binds with DNA in minor grooveminor groove（小沟）小沟）&circle itcircle it；TFIIDTFIID：A sort of protein complex(TBPTBP&8 TAFTAF)TBPTBP作用：作用：作用：作用：具有识别具有识别具有识别具有识别TATATATA盒的能力；盒的能力；盒的能力；盒的能力；DeterminationDeterminationTranscriptionalinitiationst
16、artingsiteinitiationstartingsite；第二十四张，PPT共五十三页，创作于2022年6月TATA +1 circle minor groove（环绕环绕DNA小沟）小沟）TFII A TBP of TFII D pre-TIC TFIIA：Binds to TFII D Enhances TFII D binding to TATA box Stabilizing the DNA-TFII D complex 第二十五张，PPT共五十三页，创作于2022年6月TFIIB：TFIIB binds to TBP of TFIID and RNA pol.II TFIIB
17、 as a linkinglinking factorfactor allowing recruitment（招募）招募）of RNApol II to TIC；TFIIF：Including two subunits of RAP30RAP30,RAP70RAP70 Binding and recruiting（招募）（招募）RNApol II to assemble TIC 参参参参与与与与DNADNA双双双双链链链链的的的的溶溶溶溶解；解；解；解；TFII F RNApol IITFII B Basic TIC 第二十六张，PPT共五十三页，创作于2022年6月TFIIH;Helicas
18、e activity(ATPase)&kinase activity Phosphorylation of CTD of RNApol IIO DNA repair TFIIE;Associate with TFIIH kinase complete TIC EH第二十七张，PPT共五十三页，创作于2022年6月真核真核真核真核RNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶对对对对DNADNA模板的识模板的识模板的识模板的识别别别别TFIIE，H第二十八张，PPT共五十三页，创作于2022年6月mRNA Promoter clearance Transcription startingFE H B D
19、A大多数大多数大多数大多数TFTF因子在因子在因子在因子在RNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶离离离离开开开开启动子启动子前前前前就就就就释释释释放放放放。但但但但TFF在在在在延延延延伸伸中中中中也也也也发发挥挥挥挥作用作用作用作用。第二十九张，PPT共五十三页，创作于2022年6月转录因子转录因子转录因子转录因子分子量（分子量（分子量（分子量（kD)kD)功能功能功能功能TBPTBP3030与与与与TATATATA盒结合盒结合盒结合盒结合TFTF-B-B3333介导介导介导介导RNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶与与与与TFIIDTFIIDTFIIDTFIID的结合的结合的结合的结合TFT
20、F-F-F30,7430,74解旋酶解旋酶解旋酶解旋酶TFTF-E-E34,3734,37促进促进促进促进TFIIHTFIIH的激酶活性的激酶活性的激酶活性的激酶活性TFTF-H-H62,8962,89解旋酶、激酶、解旋酶、激酶、解旋酶、激酶、解旋酶、激酶、DNADNADNADNA的修复的修复的修复的修复TFTF-A-A12,19,3512,19,35稳定稳定稳定稳定TFTF-D-D的结合的结合的结合的结合TFTF-I-I120120促进促进促进促进TFTF-D-D的结合的结合的结合的结合总结：各转录因子的作用总结：各转录因子的作用第三十张，PPT共五十三页，创作于2022年6月RNApol
21、I;Located in nucleolus For pre-rRNA(18s 5.8s 28s )80-85%of total RNATwo control domains included in cis-factorTrans-factor including Including 4 subunits 1 of TBP(TATA biding protein)3 of TAF(TBP associate factor)UBF(UPE Binding Factor)SL(Selectivity factor)UPE(upstream promoter element)Core promote
22、r第三十一张，PPT共五十三页，创作于2022年6月UBF+UPEUBF+PartofcorepromoterTwoUBFinteractioncausingDNAtoformaloop3 TAF1 TBPSL UPE core promoter UBF UBF v RNApol I起始复合物的组装过程：起始复合物的组装过程：第三十二张，PPT共五十三页，创作于2022年6月 Pre-rRNA Allows RNApol binding complex to initiate RNApol SLSL作作作作为一个为一个为一个为一个独独独独立立立立的的的的复复复复合合合合蛋白蛋白蛋白蛋白，它不，
23、它不，它不，它不与与与与启动子特启动子特启动子特启动子特异性异性异性异性地地地地结结结结合，合，合，合，但可以但可以但可以但可以与与与与启动子特启动子特启动子特启动子特异结异结异结异结合的其它合的其它合的其它合的其它成成成成分相分相分相分相结结结结合。合。合。合。SLSLSLSL的的的的主主主主要要要要功能功能功能功能是是是是使使使使RNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶I I I I正正正正确确确确的的的的定定定定位在起始位点。位在起始位点。位在起始位点。位在起始位点。SL的作用：的作用：第三十三张，PPT共五十三页，创作于2022年6月RNApol III：Located in nucleo
24、plasmnucleoplasm 16 or more subunits For 5s pre-rRNA；4s pre-tRNA；U6 snRNA(small nuclear RNA)；Cytosolic RNA；-cis-factor including启动子位于启动子位于启动子位于启动子位于tRNA基因编码区内：基因编码区内：基因编码区内：基因编码区内：two highly conserved regions lie downstream fromdownstream from+1 -A box;TGGCNNAGTGG(D-loop of tRNA)-B box;GGTTCGANNCC (
25、TC-loop of tRNA)(for pre-tRNA)for pre-tRNA)：第三十四张，PPT共五十三页，创作于2022年6月Tans-factor TFIIIC：binding to A,B box TFIII C+1 A box B box tDNA TFIIIC是是装装装装配配因子，帮助因子，帮助TFB B结结结结合在合在合在合在正正正正确确的位的位置。置。v tRNA转录起始复合物的形成过程：转录起始复合物的形成过程：第三十五张，PPT共五十三页，创作于2022年6月TFIIIB：特点：特点：Binding Binding 50bp 50bp upstream from A
26、 box upstream from A box；其结合位点其结合位点其结合位点其结合位点没有序列特异性没有序列特异性没有序列特异性没有序列特异性，而是由，而是由，而是由，而是由TFIIICTFIIIC 的结合位点决定的；的结合位点决定的；的结合位点决定的；的结合位点决定的；Including 3 subunits:Including 3 subunits:TFTFB B的的的的功能功能是是是是作作作作为为为为“定定定定位因子位因子位因子位因子”，负责，负责RNA聚合酶聚合酶IIIIII的的的的正正确定确定位。位。位。位。第三十六张，PPT共五十三页，创作于2022年6月TFIIIB allo
27、ws RNApol III to bindand initiate transcription tRNA RNApol III+1v tRNA转录起始复合物的形成过程：转录起始复合物的形成过程：第三十七张，PPT共五十三页，创作于2022年6月-cis-factor including：启动子位于基因编码区内；启动子位于基因编码区内；启动子位于基因编码区内；启动子位于基因编码区内；A box;+50 to+65 bpC box;located 81-99bp downstream from+1-Trans-factor TFIII A：specific C box binding protei
28、n&allows 指导指导 TFIIIC结合到启动子结合到启动子A区上区上 TFIII C：与与A区结合，指导区结合，指导TFIIIB结合到启动子上游；结合到启动子上游；TFIII B TFIII B：指导指导指导指导RNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶III III 结合到结合到结合到结合到5 5S S启动子上；启动子上；启动子上；启动子上；RNApol III for 5s pre-rRNA v 5s pre-rRNA转录起始复合物的形成特点：转录起始复合物的形成特点：第三十八张，PPT共五十三页，创作于2022年6月 RNApol IIITFIIIC TFIIIA +1 A box C
29、box TFIIIB 5S rRNA 5s pre-rRNA transcriptionv 5s pre-rRNA转录起始复合物的形成：转录起始复合物的形成：第三十九张，PPT共五十三页，创作于2022年6月三、反式作用因子（转录因子）的结构特征：三、反式作用因子（转录因子）的结构特征：l l l l 转录因子转录因子多为变构蛋白，具有多为变构蛋白，具有多为变构蛋白，具有多为变构蛋白，具有2 2或或或或3 3个独立的功能结构域个独立的功能结构域个独立的功能结构域个独立的功能结构域：DNADNA结合域、转录激活域、连接区。结合域、转录激活域、连接区。结合域、转录激活域、连接区。结合域、转录激活域
30、、连接区。DNA-binding domainactivation domain一个一个一个一个转录因子转录因子转录因子转录因子中，中，中，中，行使行使行使行使DNADNADNADNA结合以及转结合以及转结合以及转结合以及转录激活功能可能是两录激活功能可能是两录激活功能可能是两录激活功能可能是两个独立的结构域。个独立的结构域。个独立的结构域。个独立的结构域。第四十张，PPT共五十三页，创作于2022年6月lCys/Cys,Cys/His (Zinc finger)lHelixloopHelix (HLH or bHLH)lLeu zipper (bZIP)1、DNA结合结构域种类及结构特点：结
31、合结构域种类及结构特点：第四十一张，PPT共五十三页，创作于2022年6月锌指（锌指（zinc fingerzinc finger）结构：结构：是指每个是指每个重复重复的的“指指”状结构约含状结构约含2323个氨基酸个氨基酸残基，锌以残基，锌以4 4个配价键与个配价键与4 4个个半半胱氨酸胱氨酸、或、或2 2个个半胱氨酸半胱氨酸和和2 2个个组氨酸组氨酸相结合。整个蛋相结合。整个蛋白质分子可有白质分子可有2-92-9个这样的锌指重复单位。每一个单位个这样的锌指重复单位。每一个单位可以其指部伸入可以其指部伸入DNADNA双螺旋的双螺旋的深沟深沟，接触，接触5 5个核苷酸个核苷酸。A）、）、Zin
32、c finger第四十二张，PPT共五十三页，创作于2022年6月23 aa/copy one finger9 direct repeats,23aa/copy2Cys/2His or 2Cys/2Cys types2Cys(2C)Zn 2His(2H)to form finger of 1-helix&1-sheetPeptide chainA）、）、Zinc finger第四十三张，PPT共五十三页，创作于2022年6月第四十四张，PPT共五十三页，创作于2022年6月B）、）、亮氨酸拉链结构亮氨酸拉链结构（Lec zipper）v 定义定义定义定义：是指蛋白质分子的肽链上每隔是指蛋白质分
33、子的肽链上每隔是指蛋白质分子的肽链上每隔是指蛋白质分子的肽链上每隔6 6个氨基酸个氨基酸就有一个就有一个就有一个就有一个亮氨酸残基亮氨酸残基亮氨酸残基亮氨酸残基，结果就导致，结果就导致，结果就导致，结果就导致亮氨酸残基亮氨酸残基都在都在都在都在 螺旋的同一个方螺旋的同一个方螺旋的同一个方螺旋的同一个方向出现。两个相同的向出现。两个相同的向出现。两个相同的向出现。两个相同的 螺旋螺旋的的的的两排亮氨酸两排亮氨酸残基就能以残基就能以残基就能以残基就能以疏水键疏水键疏水键疏水键结合结合成成成成二聚体二聚体二聚体二聚体，这二聚体的，这二聚体的，这二聚体的，这二聚体的另一端另一端另一端另一端的肽段富含的
34、肽段富含的肽段富含的肽段富含碱性氨基酸残基碱性氨基酸残基碱性氨基酸残基碱性氨基酸残基，借其借其借其借其正电荷正电荷正电荷正电荷与与与与DNADNADNADNA双螺旋链双螺旋链双螺旋链双螺旋链上带上带负电荷负电荷负电荷负电荷的的的的磷酸基团磷酸基团结合。结合。结合。结合。vv 若不形成若不形成若不形成若不形成二聚体二聚体二聚体二聚体则对则对DNADNA的亲和结合力明显降低。的亲和结合力明显降低。的亲和结合力明显降低。的亲和结合力明显降低。第四十五张，PPT共五十三页，创作于2022年6月Monomeric&dimeric structure of Lec zipperMonomeric&dime
35、ric structure of Lec zipperLec zipperdimerization第四十六张，PPT共五十三页，创作于2022年6月第四十七张，PPT共五十三页，创作于2022年6月螺旋螺旋螺旋螺旋-环环环环-螺旋（螺旋（螺旋（螺旋（helix-loop-helixhelix-loop-helixhelix-loop-helixhelix-loop-helix，HLHHLHHLHHLH）：）：）：）：这类结构至这类结构至少有少有两个两个两个两个螺旋螺旋，其间由短肽段形成，其间由短肽段形成环连接环连接。两个这样。两个这样。两个这样。两个这样的结构形成的结构形成的结构形成的结构形成
36、二聚体二聚体，距离正好相当于，距离正好相当于DNADNADNADNA一个螺距一个螺距一个螺距一个螺距（3.43.43.43.4nmnm）,两个两个螺旋刚好分别嵌入螺旋刚好分别嵌入螺旋刚好分别嵌入螺旋刚好分别嵌入DNADNA的大沟的大沟。C）、）、螺旋螺旋-转角转角-螺旋：螺旋：定义定义：第四十八张，PPT共五十三页，创作于2022年6月螺旋环螺旋（螺旋环螺旋（helix-loop-helix）第四十九张，PPT共五十三页，创作于2022年6月2、Transcription activation domain (most TF have one or more than one of these
37、 domain)Group 1 acidic domainacidic domainYeast GAL4 typifies（代表）代表）this group,49 aa domain with 11 acidic aa Group 2 Gln-rich domainGln-rich domain Sp1（可与可与GC盒结合的激活因子）盒结合的激活因子）have two this domain,one of these,39 Gln in a span of 143 aaGroup 3 ProlineProline（脯氨酸）脯氨酸）脯氨酸）脯氨酸）-rich domainrich domain
38、CTF has a domain of 84 aa,19 of which are Pro第五十张，PPT共五十三页，创作于2022年6月After100NtlpromoterclearanceelongationcomplexlRNApol II+TFII FTFII F（helicase）Transcription55kdTFIIJstimulationelongation1、从起始复合体到延伸复合体：、从起始复合体到延伸复合体：五、五、TranscriptionElongation第五十一张，PPT共五十三页，创作于2022年6月六、真核生物转录的终止六、真核生物转录的终止lRNApol
39、IIleavefromterminatorlRNAreleasedfromTriplex(RNA,DNA,RNApolII)DifficulttoidentifytheprimarytranscriptInEukaryotesbecausepre-mRNAprocessing1 1、终止时发生的事件：、终止时发生的事件：、终止时发生的事件：、终止时发生的事件：2 2 2 2、真核生物转录终止机理目前还不是很清楚。、真核生物转录终止机理目前还不是很清楚。、真核生物转录终止机理目前还不是很清楚。、真核生物转录终止机理目前还不是很清楚。第五十二张，PPT共五十三页，创作于2022年6月感感谢谢大大家家观观看看第五十三张，PPT共五十三页，创作于2022年6月