课件来源:7.3.1 真核生物的转录过程(1)_哔哩哔哩_bilibili
大纲
三种RNA聚合酶
不同RNA聚合酶识别不同启动子
需要TFs的帮助
1. 与原核生物的差异
2. RNA聚合酶Ⅰ的启动子
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名词解释:
多拷贝基因(multigene)是指在基因组中存在多个相同或高度相似的基因序列。这些基因通常是通过基因复制事件产生的,可以是串联重复(在染色体上相邻排列)或散布在整个基因组中。多拷贝基因在生物学中具有多种功能和意义:
- 基因表达的调控:多拷贝基因可以增加特定蛋白的表达量,以满足细胞在特定条件下对这些蛋白的需求。
- 适应性进化:多拷贝基因为物种提供了更多的遗传变异,有助于物种适应环境变化。
- 基因冗余:多拷贝基因提供了一定程度的基因冗余,即使某些基因拷贝发生突变或丢失,其他拷贝仍然可以维持基本的生物学功能。
- 新功能的出现:多拷贝基因中的某些拷贝可能通过突变获得新的功能,参与新的生物学过程。
- 剂量效应:多拷贝基因可以影响基因的表达剂量,对细胞功能和个体表型产生影响。
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基因组的稳定性:多拷贝基因可能参与维持基因组的稳定性,例如通过同源重组修复DNA损伤。
多拷贝基因的研究有助于我们理解基因组的复杂性、基因表达的调控机制以及物种的进化过程。
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上游控制元件(Upstream Control Element,简称UCE)是真核生物启动子中的一个重要组成部分,它们位于启动子的核心元件(如TATA框)的上游区域。上游控制元件对启动子的转录活性具有调控作用,可以影响基因的表达水平。以下是上游控制元件的一些关键点:
- 位置:上游控制元件通常位于转录起始位点的上游区域,具体位置可能因基因和物种而异。
- 功能:它们通过与特定的转录因子(Transcription Factors,TF)结合,增强或抑制核心启动子的转录活性,从而调控基因的表达。
- 包含的元件:上游控制元件包括多种顺式作用元件,如CAAT框、GC框、八聚体框(Octamer motif)等,这些元件具有特定的核苷酸序列,能够被相应的转录因子识别并结合。
- 增强子:上游控制元件中的增强子可以位于基因的上游或下游,甚至在另一个染色体上,它们通过与增强子结合蛋白相互作用,远程调控基因的转录。
- 特异性:上游控制元件具有一定的种族特异性,即它们在不同物种中可能具有不同的序列和结合的转录因子,从而影响基因表达的组织特异性和发育阶段特异性。
- 影响因素:上游控制元件的活性可能受到多种因素的影响,包括转录因子的浓度、细胞类型、发育阶段和环境信号等。
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与RNA聚合酶的相互作用:在某些情况下,上游控制元件可以直接与RNA聚合酶或其辅助因子相互作用,影响聚合酶的定位和转录起始的效率。
上游控制元件在基因表达调控中起着至关重要的作用,它们使得基因表达能够对复杂的细胞内和细胞外信号做出精细的响应。
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核心启动子的特点是必须要有它才能转录,但是不代表转录的水平高低,只是一个基本的转录。
UCE可以控制表达的高低,有它表达就高,没有就比较低。但是有种族特异性,即使基因重组转入别的物种也不生效。
距离说明增加一两个碱基对启动子影响不大,但是删除就很影响了。
如何理解?
可以用"电器和电源开关"的比喻来形象说明核心启动子和 UCE的关系:
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核心启动子 = 电源开关
核心启动子就像一个电器的电源开关,它的作用是让设备启动。- 如果没有这个开关(核心启动子),设备就根本无法运转(没有转录发生)。
- 但是,有了开关只是确保设备能被打开,不一定意味着设备会工作得很好(转录的水平可能很低)。
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UCE = 调节旋钮
UCE 就像设备上的调节旋钮或档位调节器,它决定设备运行的效率或强度。- 如果有调节旋钮(UCE),设备可以运转得更高效(高转录水平)。
- 如果没有调节旋钮,设备也能运行(基本的转录水平),但效率较低(表达水平低)。
综合起来:
- 核心启动子 = 保证基本运作(开关必不可少)。
- UCE = 决定性能高低(有它更高效,没有也能基本运行)。
就像一盏灯:开关(核心启动子)决定灯能不能亮,而调光旋钮(UCE)决定灯的亮度高低。
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