第五章转录选读.ppt

细菌通过弱化作用弥补阻遏作用的不足，因为阻遏作用只能使转录不起始，对于已经起始的转录，只能通过弱化作用使之中途停下来。阻遏作用的信号是细胞内色氨酸的多少；弱化作用的信号则是细胞内载有色氨酸的tRNA的多少。它通过前导肽的翻译来控制转录的进行，在细菌细胞内这两种作用相辅相成，体现着生物体内周密的调控作用。 在E.coli，不同类型的启动子需要不同类型的σ因子 热休克基因（heat shock genes） σ32替换σ70 通过?亚基替换的调控-σ因子的替代可以控制转录起始 枯草杆菌（B.subtilis）中σ因子用于转录起始的调节 大部分σ因子转换的例子都发生在芽孢形成（sporulation）中。 当一种新的σ因子被激活，原来的σ因子被取代，通过σ因子转移的方式打开或关闭基因的表达。 枯草杆菌（B.subtilis）中σ因子的替换 芽孢形成过程中， σ因子的更迭次序为σ55、 σ28、 σ32、 σ37和 σ29。 含σ55的RNA聚合酶只能识别营养阶段有关的基因启动子。 含σ28的RNA聚合酶能够探测营养耗尽和起始芽孢形成反应的基因。 σ32和σ37负责识别早期芽孢形成基因的启动子。 含σ29的RNA聚合酶则负责中、晚期芽孢形成基因的转录。 修饰核心酶、替换σ亚基 T4噬菌体的时序调节依赖本身携带的蛋白对宿主的核心酶加以修饰,改变其和σ亚基的结合能力,乘机将本身编码的蛋白取代原来的σ亚基,从而改变RNA聚合酶的识别能力。 内部蛋白 ADP-核糖转移酶（ADPRT） 蛋白Mot 超修饰（hupermodified） α β’ β α σ α α α α β β ’ β β’ ADPRT ADPRT T4的ADPRT修饰 E.coli的RNA聚合酶 (仿D.Freifeilder:《Molecular Biology》1983,Fig.15.16) 分子生物学常用参考书目 1． Molecular Biology (5th Edition by R Weaver) 2 ．现代分子生物学（朱玉贤等） 3. 分子生物学（杨荣武，南京大学出版社） 4. 药学分子生物学第三版， 在低分辨率的电镜下观察到，细菌RNA pol具有类似手掌形的结构，其旁侧有一个直径约为2.5nm的通道，适于进出16bp的B-DNA，故称为DNA结合通道(DNA-binding channel)。在高分辨率电镜下观察RNA聚合酶形似螃蟹的大钳，β钳子和β 钳子之间的宽度约为2.7 nm，能够容纳一个双螺旋DNA，还含有Mg2+。核心酶单独存在时，β钳子和β 钳子闭合，核心酶与σ因子结合时即张开，DNA随之进入沟内，识别启动子时，β钳子和β 钳子又闭合，并形成闭合型复合物，此时DNA双链被局部解旋，形成转录泡，随即在模板链上开始合成RNA链。当RNA链延伸至8～9个核苷酸时，σ因子从全酶上解离，此时核心酶牢固钳住DNA，转录得以持续进行直至终点。图7-3a为栖热水生菌(Thermus aquaticus, Taq)RNA pol晶体结构的带状图解，b为其空间结构的示意图。 足迹法实验证明，若以DNA编码链对应于RNA的第1个核苷酸为+1，其下游(downstream)即转录区依次记为正数，上游依次记为负数(没有0)，则RNA pol结合区即启动子从–70延伸到+30。对比分析多种原核生物的启动子，发现几乎在所有的启动子起始点的上游都有一个6bp的一致序列。这个六联体的中心位于起始点上游10个碱基处，大多位于位置–18到–8之间，根据它的位置，六联体被命名为–10序列，或以发现者的名字命名为Pribnow框(Pribnow box)。它的一致序列(consensus sequence)是TATAAT。若用下标表示碱基在不同基因的启动子中出现的概率，–10序列可表示为T80A95T45A60A50T86，如果此位置对于任何碱基都没有明显的优先性则标为N。另一个保守六联体在起始点上游–35处，称–35序列。保守序列为TTGACA，可表示为T82T84G78A65C54A45。对上述共有序列进行化学修饰和定位诱变证明，–35序列与聚合酶对启动子的特异性识别有关，–10区富含A-T对，有利于DNA局部解链。 7.2.4.1 不依赖于ρ因子的转录终止 不依赖于ρ因子的终止子(Rho-independent terminator)通常有一个富含AT的区域和一个或多个富含GC的区域，具有回文对称序列，该序列转录生成的RNA能形成茎环二级结构，可终止RNA聚合酶的转录作用。茎环结构的下游有一串U序列，而RNA上的多聚U(rU)和DNA模板上的多