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真核生物聚合酶


(2) TFIIIC
(3) TFIIIB: TBP + BRF + B//
4、5s rRNA 基因转录的起始
boxA boxC
TF III A
(B’’, TBP, BRF)
TF III C
TF III B
Pol III
四、RNA 聚合酶 II 基因的转录
(一)RNA聚合酶 II 的启动子 1、组成:
1、转录起始
(1) TFIID: TBP(TATA盒结合蛋白) + TAFs(TBP协同 因子 )
TBP
-40 -30
TATA
-20 -10 +10 +20
TAFs
TBP的作用----定位因子 a、在TATA框处与DNA
结合
b、是所有三种RNA聚
合酶转录起始所需的
因子
TBP的作用机制: a 、两个结构域形成一个完全二元对称的马鞍型 结构,与DNA小沟有效结合
3、上游启动子(upstream promoter element,UPE) (1)位置: CAAT盒 :-70 ~ -80区( -70区) GC盒:-80 ~ -110区(-90区)
(2)功能: 控制转录起始的频率
(基本不参与起始位点的精确定位) (3)功能特点:正反方向排列均能发挥作用
(4)上游元件的多样性
Pol III TF III B (B’’, TBP, BRF)
2、上游因子(Upstream factor)
(1)识别并与启动子上游元件结合 (2)与上游元件结合可增加转录起始的效率
上游元件 UBF1 Startpoint
(五)启动子
RNA 聚合酶Ⅰ的启动子:位于转录起点上游
RNA 聚合酶Ⅱ的启动子:位于转录起点上游
对鹅膏蕈碱的反应
不敏感
hnRNA
高度敏感
tRNA,5srRNA,snRNA 不同物种敏感性不同
(三)真核生物RNA 聚合酶(RNA Pol II)
由8~14个亚基组成,分子质量为500KDa
250KDa
与模板结合;与转录起始、延伸有关 与DNA、底物和新生的RNA结合
130KDa
40KDa
1、试述TBP对真核基因转录的作用 2、RNA聚合酶II的启动子有哪些基本元 件,各 元件的作用是什么 3、试述RNA聚合酶II羧基末端结构域(CTD)的 结构特点及对基因转录的作用
是保证RNA pol 准确结合到起始位点的一个
关键因子 b、其他的三个亚基TAF:(TBP 相关因子) 为RNApol I转录所需的亚基称为TAFI (2)功能:是使RNA 聚合酶正确的定位在起始 位点。
RNA 聚合酶 I 基因转录起始
CTCCGAGTCGNNNNNNTGGGCCGCCGG
startpoint
3、tRNA基因转录的起始
boxA boxB
TF III C
TF III B
Pol III
(二)5S rRNA 基因的转录
1、 5S rRNA 基因:
特点:串连排列,形成基因簇
(是唯一单独被转录的rRNA亚基)
2、启动子: C框 ;A框
3、转录因子:
(1) TFIIIA :结合位点为C box 。
# 同一组件可被不同因子识别/结合 CAAT CP1(-globin), CP2(-fibrinogen), CP3 Octamer Oct-1, Oct-2(immunoglobulin in Lymphoid)
(二)RNA聚合酶Ⅱ 羧基末端结构域(CTD):
1、位置:RNA聚合酶Ⅱ最大亚基羧基末端
合物结合,N-端与TFⅡF协同作用募集RNA聚合酶II
TFIIB与TFIID结合,并为RNA聚合酶结合起一个桥梁
作用。
TF II B
(4)与RNA聚合酶与TFIIF相连的复合体结合
TF II F
Pol II
TF II F 结合Pol II并带向启动子; 两个亚基: RAP74(ATP依赖性解旋酶),可能参与DNA 双链的溶解 RAP30(与细菌因子有同源性),与RNA 聚合酶Ⅱ紧密 结合
B框(5’-GGTTCGANNCC-3’)
(2)A框和B框编码的序列: A框----D-loop; B框---- TψC-loop
2、tRNA基因转录因子
(1)TFⅢC:识别boxB
(2)TFⅢB:与A框上游50kb上游序列结合
a、组成: TBP、BRF、B” b、功能:是RNA聚合酶Ⅲ真正的起始因子
40KDa
负责酶的装配
附:真核基因在转录时RNA聚合酶需要多种
转录因子的协助
TBP
Pol I
TAFIs
(四)转录因子
1、通用因子(General factor) (1)是所有启动子起始RNA合成所必须 (2)与RNA 聚合酶在起始位点周围形成复合体, 并决定起始的位置。
TBP
Pol I
TAFIs
位于-180 ~ -107,可增加转录起始的效率。
CTCCGAGTCGNNNNNNTGGGCCGCCGG
startpoint
上游控制元件(UCE)
-170 -110
核心启动子(core element)
-40 +20
人类RNA Pol I的启动子
(三)RNA Pol I的辅助因子(UBF1 & SL1)
b、TBP 与DNA 结合,使DNA 弯曲了约80°,
TATA 盒向大沟弯曲,拓宽了小沟。
(2) TFIIA
含有至少3个亚基 与TFIID结合,稳定TFIID-DNA复合体;可能通过解除
TAFs的抑制而激活TBP
TF II A
(3) TFIIB
覆盖靠近起始点的启动位置,C端与TFIID和DNA的复
RNA聚合酶II自身不能起始转录,需要依靠
转录因子的协助。
(三)RNApol II 的转录因子
TF II D TBP(TATA盒结合蛋白) + TAFs(TBP协同因子 )
—— 结合在DNA小沟(其他DNA结合蛋白为大沟),识
别和结合核心启动子(TATA盒和Inr) TF II A —— 含数个亚基,可能通过解除TAFs的抑制而激活TBP TF II B —— 覆盖靠近起始点的启动位置,C端与TFIID和DNA 的复合物结合,N-端与TFⅡF协同作用募集RNA聚 合酶II。
2、结构特点:
(1)具有7个氨基酸(Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser -Pro-Ser)
的重复序列(酵母:重复26次;哺乳类:52次)
(2)多个磷酸化位点:Ser、Thr
3、作用:
CTD磷酸化对调控基因转录有重要作用: (1)CTD去磷酸化,RNA聚合酶II易与DNA 结合,这种构象适于转录的起始; (2)CTD磷酸化可使RNA聚合酶II与DNA的 结合变得松弛,形成适于延伸的构象
SV40 early 胸苷激酶 Thymidine kinase
Histone H2B
-140 -120 -100 -80 -60 -40 -20
Octamer
CAAT
游元件的多样性
真核RNA 聚合酶II 启动子包含着TATA
盒、CAAT 盒、GC 盒以及其他序列元件
Pol II 离开启动子区,
进入延伸阶段
RNA聚合酶Ⅱ起始复合物的组装 启动子TATA盒+ TFⅡD + TFⅡA + TFⅡB +(RNA聚合酶+ TFⅡF)复合物 +TFⅡE 、TFⅡJ +TFⅡH(解旋酶、蛋白激酶)
DNA解旋、RNA聚合酶Ⅱ的 CTD磷酸化
polⅡ从转录因子中释放出来 从起始点向下游移动
上游控制元件(UCE)
-170 -110
核心启动子(core element)
-40
+1
+20
UBF1
TBP SL1
UBF1
TAFIs
TBP
Pol I
TAFIs
三、RNA 聚合酶III 基因的转录
(一)tRNA基因的转录 1、启动子----基因内启动子
(1)启动子的两个保守序列:
A框(5’-TGGCNNAGTGG-3’);
TF II F ——结合Pol II并带向启动子;RAP74(ATP依赖性解 旋酶),RAP30(与细菌因子有同源性) TF II E —— 扩大DNA覆盖区至+30 TF II H 和TF II J —— H有激酶活性, 使Pol II 的CTD 磷酸化 ,PolⅡ 离开启动子区
(四)RNA PolⅡ基因转录的过程
RNA 聚合酶III的启动子:位于转录起点下游
基因内启动子
二、RNA 聚合酶 I 基因的转录
(一)rRNA基因(Ribosomal RNA Genes )
多拷贝基因
(二)RNA聚合酶Ⅰ启动子
1、核心启动子(core promoter)或核心元件: 位于-45 ~ +20,负责转录的起始。
2、上游控制元件(upstream control element ):
(5)TF II E 扩大DNA覆盖区至+30
TF II E
(6)TF II H 和TF II J加入复合物
(7)TF II H 有多种酶活性,包括ATP酶、解旋酶、和可使Pol II 的 CTD 磷酸化的激酶活性。
Pol II 的CTD 磷酸化 ,
TF II 在PolⅡ离开启动 子前释放,形成适于 延伸的构象
(3)多聚A尾的添加 a、RNA聚合酶Ⅱ并不在AAUAAA 序列或poly (A)添加位点终止,而往往继续转录,因此
大部 分已知基因的初级转录产物拥有poly(A)
添加位点下游0.5~2kb核苷酸序列
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