真核生物的转录起始(3)

课件来源:
7.3.3 真核生物的转录过程(3)_哔哩哔哩_bilibili
7.3.4 真核生物的转录过程(4)_哔哩哔哩_bilibili

大纲

RNA聚合酶Ⅱ的启动子
RNA聚合酶Ⅱ的转录因子

RNA聚合酶Ⅱ

功能:负责转录mRNA,在cell中mRNA数量不多但种类巨大。因此,polyⅡ要识别的序列最为复杂。



Q:这些元件会同时出现吗?
A:

元件特点

  1. TATA box,中文叫TATA框,非常保守且靠近启动子端,可视为真核生物中的“负10序列”,容易发生局部的解螺旋,而且在其解开后,能够帮助转录起始定位。



  2. 上游启动子元件,是一类与启动子活性相关的元件总称。


    Q:什么是方向/位置依赖性?
    A:在 RNA 转录中,启动元件(promoter elements) 是启动 RNA 聚合酶结合和转录起始的关键 DNA 序列。这些元件具有明确的方向性位置依赖性,对转录过程至关重要。以下是对其方向性和位置依赖性的解释:


** 启动元件的方向性**

  • 方向性含义:启动元件具有特定的方向性,其序列只能在一个方向上被识别和利用。这是因为启动元件中的关键序列(如 -10 区和 -35 区)在空间结构上是特定的,仅支持 RNA 聚合酶沿 5' → 3' 方向的转录。

  • 影响方向性的因素

    1. 序列特异性:启动元件的碱基排列决定了 RNA 聚合酶的结合方向。例如,大肠杆菌中的 -10 区(TATAAT)和 -35 区(TTGACA)的相对位置和方向对于 RNA 聚合酶的识别至关重要。
    2. RNA 聚合酶结构:RNA 聚合酶本身的活性中心只能沿模板链的 3' → 5' 方向移动,以合成 5' → 3' 的 RNA。
  • 实验现象:如果反向插入启动元件或改变其方向,RNA 聚合酶无法正确结合或只能产生反向转录的 RNA(通常无功能)。


启动元件的位置依赖性

  • 位置依赖性含义:启动元件的核心序列通常位于转录起始位点(+1)上游的特定位点,其相对位置对 RNA 聚合酶的精确结合和转录起始至关重要。

  • 关键位点

    1. 原核生物
      • 核心启动元件通常位于转录起始位点上游的 -10 区(Pribnow box)-35 区
      • -10 和 -35 区之间的间隔通常为 16-18 bp,过长或过短会显著降低转录效率。
    2. 真核生物
      • TATA box 通常位于转录起始位点(+1)上游约 25-30 bp 处,帮助 TATA 结合蛋白(TBP)和转录因子形成转录起始复合物。
      • 一些增强子或抑制子元件可以位于启动子区域较远的位置,但仍通过 DNA 的三维结构调节转录。
  • 位置改变的影响

    • 如果启动元件距离转录起始位点过远,RNA 聚合酶可能无法正确识别。
    • 对于原核生物,改变 -10 和 -35 区之间的间隔长度会干扰 RNA 聚合酶与 DNA 的结合,影响转录起始。

总结

  • 方向性:启动元件的方向性由其特定的序列和 RNA 聚合酶的识别机制决定,反转启动元件会导致转录失败或异常。
  • 位置依赖性:启动元件必须位于特定位置以便 RNA 聚合酶正确识别和结合,位置的细微变化可能显著影响转录效率。

这种方向和位置的依赖性确保了转录的精确性,使 RNA 聚合酶能够准确地合成 RNA,维持基因表达的正常进行。

RNA聚合酶Ⅱ的转录因子


何解?
基础TFs=基因转录表达所必需的TF,没有就无法完成转录。
特异性TFs=基因转录表达中能使其高效(或降低)表达的TF。



总结:
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