基因组学课件7.2转录水平的调控.ppt

7.2.2 转 录 水 平 的 调 控 真核生物基因表达调控的主要环节 主要涉及3个组成成分的相互作用： RNA聚合酶－催化转录的酶 顺式作用元件cis-acting element－与结构基因串联的特定DNA序列 反式作用因子trans-acting factor－可调节转录的一类蛋白质 基因概念：结构基因、转录起始、终止和调节有关的DNA序列。 原核生物中，相关的一组基因连在一起构成操纵子，由单个启动子来调节整个操纵子的转录 真核生物，每个基因有其自身的启动子序列，独立的调节。 真核生物RNA聚合酶 转录因子transcription factors 基本转录起始过程 顺式作用元件 反式作用因子 真核生物基因转录调控的复杂性 研究基因表达调控中DNA－结合蛋白相互作用的实验方法 真核生物RNA聚合酶 RNA聚合酶Ⅰ RNA聚合酶Ⅱ RNA聚合酶 Ⅲ 复合体结构的多亚基酶，每种RNA聚合酶由12或12个以上亚基组成，5个亚基公共 纯化的RNA聚合酶离体不能结合到专一的DNA序列，不能有效、正确地转录 加入细胞粗提液时，RNA聚合酶正确启动特定基因的转录 转录活化复合体： RNA聚合酶、转录因子（蛋白质）、转录起始点上游专一DNA序列 蛋白质与蛋白质 蛋白质与DNA的相互作用 转录因子transcription factors, TF 真核生物细胞中普遍存在一类蛋白质，以反式作用影响转录的因子 RNA聚合酶是一种反式作用于转录的蛋白因子。真核细胞中RNA聚合酶不能单独发挥转录作用，而需要与其他转录因子共同协作。 TFⅠ、TFⅡ、TFⅢ：分别与RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相应的转录因子，对TFⅡ研究最多。 转录因子 分子量（kD) 功能 TBP 30 与TATA盒结合 TFⅡ-B 33 介导RNA聚合酶Ⅱ的结合 TFⅡ-F 30, 74 募集RNA聚合酶Ⅱ，解旋酶 TFⅡ-E 34, 37 ATP酶 TFⅡ-H 62, 89 解旋酶 TFⅡ-A 12, 19, 35 稳定TFⅡ-D的结合 TFⅡ-I 120 促进TFⅡ-D的结合 TFⅡ-D：决定RNA聚合酶Ⅱ的转录起始位点，还参与其他上游DNA元件对基本转录速率的调节 多蛋白复合体，包括两类成分，与TATA盒结合的蛋白TBP (TATA box binding protein)和 TBP相关因子--TAF(TBP associated factors) TBP：唯一能识别TATA盒并与其结合的转录因子，三种RNA聚合酶转录时都需要 TAF：其他均为TBP相关因子，与TBP紧密结合，至少包括8种 基本转录起始过程 转录因子TFⅡ-D结合到TATA盒 TFⅡ-A 和TFⅡ-B顺序结合到转录起始复合体。TFⅡ-A能稳定TFⅡ-D与TATA盒的结合，提高转录效率，但不是转录复合体所比需。 TFⅡ-B的C端与TBP-DNA复合体结合，其N端能与RNA聚合酶Ⅱ亲和结合，参与TFⅡ-F 对RNA聚合酶Ⅱ的募集 两个亚基组成的TFⅡ-F加入装配，TFⅡ-F与RNA聚合酶形成复合体，还具有依赖于ATP供给能量的DNA解旋酶活性，能解开前方的DNA双螺旋，在转录链延伸中起作用 三个转录因子TFⅡ-E、 TFⅡ-H 、 TFⅡ-J紧接着结合到复合体，形成完整的转录复合体。 TFⅡ-E：两个亚基组成的四聚体，不直接与DNA结合，可能与TFⅡ-B联系，能提高ATP酶的活性 TFⅡ-H：多亚基蛋白复合体，具有依赖于ATP的DNA解旋酶活性，在转录链延伸中发挥作用；具有以RNA聚合酶Ⅱ为底物的蛋白激酶活性，使RNA聚合酶Ⅱ按羧基端结构域磷酸化。 RNA聚合酶磷酸化使其离开原来位点，向转录起始点下游方向移动，转录启动，延伸生成长链RNA 生物体不同的组织，不同的发育阶段，不同的外界环境条件，均会使转录过程适应生长发育过程的需要。 单靠基本转录起始过程不可能应付复杂多变的植物生命活动。 更加复杂的转录调节过程：建立在基本转录起始过程之上，仍然涉及到蛋白质－DNA以及蛋白质－蛋白质相互作用 顺式作用元件和反式作用因子 顺 式 作 用 元 件 基因：包括作为转录模板的结构基因和与之串联的基因调控序列。 调控序列：不起编码作用，对基因转录起始和转录速率等起作用的DNA序列。 顺式作用元件：基因调控序列由长短不等的DNA序列片段组成，离转