2020与转录起始和终止有关的DNA结构.ppt

与转录起始和终止有关的 DNA 结构 第二节 为什么说是与 转录 起始和终止有关的 DNA 结 构？ 问题？ 启动子 / 启动子结构 Pribnow box/Sextama box/CAP 位点 终止子 / 终止子结构 / ρ 因子 帽子位点 /TATA box /CAAT box / 增强子 基本概念 RNA 合成过程 起始 双链 DNA 局部解开 磷酸二酯 键形成 终止阶段 解链区到达 基因终点 延长阶段 5 ? 3 ? ? ? RNA 启动子（ promoter) 终止子 (terminator) 5 ? ? RNA 聚合酶 ? ? 3 ? 5 ? ? 3 ? 5 ? 离开 启动子 / 转录因子 转录单位起点 / 转录区 / 上游（ - ） / 下游（ + ） 没有编号为 0 的位点 ？转录相关的酶如何与启动子识别 一、原核生物启动子和终止子 RNA 聚合酶识别 DNA 上的特殊序列，以合适的构 象相互结合，打开 DNA 链以介入需要转录的碱基 部位，然后开始合成 RNA 。 参与：启动子的碱基序列、 RNA 聚合酶的 σ 亚基以 及一些辅助蛋白。 过程： ① RNA 聚合酶结合到识别位点上 ②移动到起始位点上 ③建立一个开链式启动子复合物 （一）启动子的结构 （一）启动子的结构 启动子序列 CAP-cAMP 结合位点 RNA 酶介入位点 位点 Ⅰ 位点 Ⅱ 识别位点 Sextama box /-35 序列 结合位点 Pribnow box/-10 序列 两位点之间 17bp 时转录效率最高 以－ 10 核苷酸序列为中心，由 6bp 组成共有保守序 列 TATAAT 。每个碱基出现的频率为 T 80 A 95 T 45 A 60 A 50 T 96 （右下角的数字为出现频率） 功能：是 RNA 聚合酶牢固结合位点，简称结合位点。 使封闭的 RNA 聚合酶全酶和启动子二元复合物转变 成开放的二元复合物（解链，形成转录泡）。 － 10 序列由 A-T 碱基对组成，在 DNA 双螺旋解链 时所需要的能量显然低于 G-C 。 1.Pribnow 框 结合位点 -10 位点 转录起始至延长阶段也是 σ 因子与 RNA 聚合酶的结合与解离 的循环。起始反应的终止在 σ 因子的释放。 在起始阶段，全酶与 DNA 形成稳定复合物，对连接部位一 级结构的专一性很强 在延伸阶段，为了能沿模板移动，则必须放松对 DNA 的结合， 因此，转录起始后立即从全酶中释放出 σ 因子 σ 因子的结合保证了原核生物 RNA 聚合酶只能与启动子区而 不是其他区域形成稳定的二元复合物。 σ 因子的存在，引导β和β ‘ 的构象有利于与 DNA 的结合 σ 因子不存在，β和β ‘ 的与 DNA 的结合不专一 关于 σ 因子 在－ 35 序列附近，由 6bp 组成共有保守序列 TTGACA ，每个碱基出现的频率是 T 82 T 84 G 78 A 65 C 54 A 45 。 功能：是 RNA 聚合酶依靠其 σ 因子对转录起始位点 的识别，又称识别位点。 RNA 聚合酶分子大，覆盖约 70bp 的 DNA 序列，转 录起始聚合酶先结合－ 35 序列，再结合－ 10 序列。 2.Sextama 框 识别位点－ 35 位点 RNA 聚合酶优先识别强启动子，两个序列决定了 启动子的强度，因此，细胞可以由此来调节单位时 间内所转录的 mRNA 分子数，从而控制蛋白质的合 成速度。 Sextama 框的碱基序列在很大程度上决定了启 动子的强弱 Pribnow 框的碱基序列通过影响开链式启动子复 合物的形成速度而控制转录 转录效率主要受两者之间的距离影响，而与两者之 间的碱基序列相关不多。两者的距离为 17bp 时转 录效率强。 － 10 位点和－ 35 位点一起又称作核心启动元件 5 ? 5 ? RNA 聚合酶覆盖区 结构基因 3 ? 3 ? 1 - 30 -50 10 - 10 - 40 - 20 5 ? 3 ? 3 ? 5 ? -35 区 T T G A C A A A C T G T -10 区 T A T A A T Pu A T A T T A Py Sextama box RNA-pol 识别位点 Pribnow box RNA-pol 结合位 点 -35 3.CAP 位点 CAP ：分解代谢物激活蛋白 CRP ：环腺苷酸（ cAMP ）受体蛋白 目前已知激活因子，是一种二聚体蛋白质。该蛋白 与 cAMP 结合后（形成 CAP- cAMP 复合物 ），刺 激 RNA 聚合酶与起始部位结合，从而起始操纵子 转录过程。 cAMP 的结合能提高 CAP 对双链 DNA 的亲和力。 CAP 与启动子结合是激活转录的必要条件。 终止子：提供终止信号的的序列