原核生物的转录及调控VIP免费

原核生物的转录及其调控RNAtranscriptionandregulationinprokaryotes•转录：在DNA指导的RNA聚合酶催化下，以DNA链的一条链为模板，按照碱基配对原则合成RNA链的过程。•不对称转录：在DNA双链分子中，转录通常只在DNA的一条链上进行，另一条链则不能转录，但可能对转录起调节作用，这种转录方式称不对称转录。•转录单位：就是从启动子到终止子的一段DNA序列。第一节转录概述一、基因的编码链和有意义链•模板链：用于转录RNA的链称为模板链，或负（－）链，又称无义链。•编码链：与模板链互补的DNA链称为编码链，或正（＋）链，又称有义链。二、转录的基本要点•底物：NTP；•模板：反义链；•方向：5’→3’；•酶：RNApol；•产物：RNA单链转录和复制：都是遗传信息的传递三、转录起始位点转录起点位点核苷酸为＋1。上游序列upstream：转录起点的前面的序列，用负数码（－）表示，起点前一个核苷酸为－1。下游序列downstream：转录起点的后面的序列，用正数码（＋）表示。没有编号为○的碱基。第二节原核生物转录的相关酶类一、E.coliRNA聚合酶•E.coli只有一种聚合酶；•E.coliRNApol全酶由5种亚基组成，即α2ββ’ωσ，480kD；•α2ββ’ω构成核心酶，核心酶与σ因子构成全酶。E.coliRNA聚合酶的基本性质RNApolymeraseinprok.σβααβ’CoreEnzymeHoloEnzymeforelongationforinitiation依靠静电作用力依靠空间结构非专一性与非特异DNA结合专一性与特异DNA结合半衰期；60’半衰期；数小时cover60bpσβααβ’RichardBurgessandAndrewTravers(1969)150kD160kD70kD40kDCartoonillustratingseparationofthesubunitsofE.coliRNApolymerasebySDS-PAGE1、核心酶：催化磷酸二酯键的形成•α亚基：2个，功能多样（核心酶的组建因子、促进双链的解开和重新聚合、启动子识别、促进RNApol与DNA模板链上游转录因子结合）•β亚基：1个，结合核苷酸底物，催化磷酸二酯键的形成；•β’亚基：碱性强，与模板链结合；二、RNA聚合酶各亚基的功能2、σ因子：•Reusable；•修饰RNApol的构型；•识别启动子，但无催化活性。不同原核生物具有基本相同的核心酶，但σ亚基有所差别，决定了原核生物基因的选择性表达。3、原核生物RNA聚合酶抑制剂：•利福平（Rifampin）：与细菌RNApolβ亚基结合，阻碍转录的起始作用；•利链菌素（streptolydigin）：与细菌RNApolβ亚基结合，抑制转录的延伸。•肝素：与细菌RNApolβ’亚基结合，阻碍其与模板DNA的结合。第三节原核生物转录的过程•RNA的转录包括promotion，elongation，termination三过程；•从promoter到terminator称为transcriptionalunit；•原核生物中的转录单位多为polycistron；•转录起始点记为+1，其上游记为负值，下游记为正值。+1-10+10upstreamstartpointdownstream一、转录的起始•关键：全酶能以很高的亲和性结合在启动子promoter；•启动子：RNA聚合酶识别、结合并起始转录的一段DNA序列。promoter由两个重要部分组成（一）原核启动子的结构●-70~-40：upelement（上游元件）CAP-cAMPbindingsite●-35~-10：corepromoter（核心启动子）RNApol.bindingsite基因表达调控的正控制位点CAP：CatabolitegeneActivatorProteincAMPAcceptorProtein（cAMP受体蛋白）（分解代谢基因激活蛋白）1、核心启动子：SextamaBox：（Rsite）TTGAC（SextamaBox）-35site。RNApol.looselybindingsitePribnowBox：TATAAT（pribnowBox）-10site。RNApol.firmlybindingsite（Bsite）Initiationsite：+1site。RNAtranscriptionalstartpoint（Isite）A/G-35(R)-10(B)+1(I)RNASextamaBox与PribnowBox间距17bp，有利于RNApol启动-35Boxor-10Boxmut.间距趋近于17bp，upmutation间距远离于17bp，downmutation17bp的间距比17bp的序列对转录更为重要-35Boxand-10Boxmut.→转录效率下降100倍→转录效率下降1000倍2、上游元件：CAP-cAMPbindingsite（Activatorregion，AR）当：ARI+CAP-cAMP●ARI：CAP-cAMP的强结合位点（-70~-50）●ARII：CAP-cAMP的弱结合位点（-50~-40）cooperativeeffect提高ARII的结合效率IR-70ARI-40ARIIIR-50RNApolARII+CA...