优选第三章转录及转录调控
转录单位
转录单位：一个转录区段可视为一个转录单位，包括 若干个结构基因及其上游的调控序列。
启动子
转录单位

终止子
+1
转录起点
编码区(开放阅读框)
转录终点
9/7/2020
不对称转录（asymmetric transcription） * 在DNA分子双链上某一区段，一股 链可转录，另一股链不转录； * 模板链并非永远在同一单链上。
1. 亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变构， 与模板结合松弛，沿着DNA模板前移；
2. 在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链 不断延长。 (NMP) n + NTP (NMP) n+1 + PPi
3. 转录空泡的形成：
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转录空泡(transcription bubble)：
转录起始需解决两个问题： 1. RNA聚合酶必须准确地结合在转录模板的起
始区域。
2. DNA双链解开，使其中的一条链作为转录的 模板。
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转录起始过程：
1. 辨认起始位点： 亚基辨认启动子的-35区，RNA聚合酶全
酶(2)与模板疏松结合。 酶滑行到-10区，通过亚基与模板牢固
结合。 形成闭合转录复合物(二元复合物)
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4、作用部位间隔区
-35序列和-10序列之间的间隔区碱基序列对转录起始并 不重要。
➢ -35序列和-10序列之间的间隔区长度对转录很重要。
➢ 实验结果表明： -35序列和-10序列之间的间隔区长度 为17bp时转录效率最高。
大多数启动子为16~18bp
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一、原核生物转录的起始
特点：不同的启动子，其位置略有不同 不同的启动子，每个碱基出现的频率不 同。
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—35序列
3、—35序列：位于转录起始位点上游35bp处， 故称—35序列，有一个6个碱基组成的保守序 列TTGACA.
➢ 不同启动子的—35序列的每个碱基出现的频率 不同。
➢ —35序列是RNA聚合酶初始结合的部位 ➢ —35序列的核苷酸结构决定了启动子的强度
结构基因
转录方向
编码链 模板链
转录方向
模板链 编码链
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高度的忠实性(high fidelity)
转录的忠实性是指一个特定基因的转录具有 固定的起点和固定的终点，而且被转录产生的剪 基序列，严格遵守碱基互补原则。
然而，转录出错率高于复制出错率 原因：RNA聚合酶没有校读功能
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-10序列及起始位点处发生局部解链，形成 开放转录复合物
在β亚基的催化下，形成RNA的第一个磷酸 二酯键，由DNA模板、RNA聚合酶、新生RNA 链组成转录起始复合物（三元复合物）。
σ因子从全酶上解离，核心酶与DNA的亲和 力下降，三元复合物在DNA链上移动，继续 合成RNA.
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二、转录延长
原核生物启动子保守序列
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转录起始点
1、 转录开始的位置
超过90%的转录起始点为嘌呤核苷酸，在转录 起始点有一保守序列：MCATMM，A是转录 始点。 M：A或C或G
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—10序列
2、 —10序列，位于转录起始位点上游— 10bp左右，有一个6个碱基组成的保守 序列TATAAT，是RNA聚合酶结合的部 位，又称为TATA盒或Pribnow盒。
核心酶 core
enzyme
全酶 holoenzyme
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亚基
ω
分子量
36512 150618 155613 11000 70263
功能
决定哪些基因被转录 催化功能
结合DNA模板 功能尚不清楚 辨认起始点
σ亚基结合位点：-35序列 β‘亚基结合位点：-10序列
（二） ρ因子
1969年Roberts研究发现的控制转录终止的蛋白质。
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转录起始过程：
2. DNA局部解链 RNA聚合酶挤入DNA双链中，解链长度约
12~17个核苷酸， 拓扑异构酶参与。 形成开放转录复合物(二元复合物)
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转录起始过程：
3. 在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应， 形成转录起始复合物。
5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + ppi
高度的进行性(highly progressive)
正常的转录一旦发生，就不会中途停止，转录终止 前RNA聚合酶不从模板链解离下来
一旦RNA聚合酶从模板链解离，则解离下来的 酶不可能与解离点重新结合
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第二节 原核生物转录
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一、原核生物转录相关结构和酶
（一）原核生物的RNA聚合酶
因子：又称释放因 子，六聚体蛋白， 可以水解NTP，
其解旋酶促使新生 RNA链从三元转录复 合物中解离出来， 从而终止转录。
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（三）启动子结构
启动子是基因表达不可缺少的重要调控序列。没 有启动子，基因就不能转录。原核生物启动子是由两 段彼此分开且又高度保守的核苷酸序列组成，对 mRNA的合成极为重要。
DNA解开的两条单链与RNA聚合酶及其转录产物RNA构成的转 录复合物。
RNA-pol：40-60 bp； 解链：小于20 bp； RNA/DNA：8-9 bp。
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RNA聚合酶保护区 结构基因
5
3
3
5
5
3
-50 -40 -30 -20 -10 1 10
3
5
-35 区
-10 区
开始转录
TTGACA AA C T G T
T A T A A T Pu A T A T T A Py
RNA-pol辨认位点 (Pribnow box) (recognition site)
转录起始复合物(三元复合物): RNA聚合酶-DNA 模板-四磷酸二核苷酸
RNApol (2) - DNA - 5'pppGpN- OH 3
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● 原核生物转录起始复合物
σ因子与核心酶形成全酶，σ因子发现起始 位点，全酶与-35序列结合，酶分子向-10序 列转移并牢固结合。形成闭合转录复合物
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相关概念
模板链(template strand)有意义链或Watson链： DNA双链中，能按碱基配对规律指引转录，生成RNA的 一股单链。
编码链(coding strand)反义链或Crick链： DNA双链 中碱基序列与RNA一致的一股链。