基因的轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后調(diào)控

1、基因的轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后基因的轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工及逆轉(zhuǎn)錄加工及逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄(tranion)是以DNA單鏈為模板，NTP為原料，在DNA依賴的RNA聚合酶催化下合成RNA鏈的過程。與DNA的復(fù)制相比，有很多相同或相似之處，亦有其特點，它們之間的異同可簡要示于表131轉(zhuǎn)錄的模板是單鏈DNA，與復(fù)制的模板有較多的不同特點，引出了下列相關(guān)概念。轉(zhuǎn)錄過程只以基因組DNA中編碼RNA（mRNA、tRNA、rRNA及小RNA）的區(qū)段為模板。把DNA分子中能轉(zhuǎn)

2、錄出RNA的區(qū)段，稱為結(jié)構(gòu)基因（structuregene）。結(jié)構(gòu)基因的雙鏈中，僅有一股鏈作為模板轉(zhuǎn)錄成RNA，稱為模板鏈(templatestr)，也稱作Watson（W）鏈(Watsonstr)、負(fù)（）鏈(minusstr)或反意義鏈(antisensestr)。與模板鏈相對應(yīng)的互補鏈，其編碼區(qū)的堿基序列與mRNA的密碼序列相同（僅T、U互換），稱為編碼鏈(codingstr)，也稱作Crick（C）鏈（Crickstr）、正（）鏈

3、(plusstr)，或有意義鏈(sensestr)。不同基因的模板鏈與編碼鏈，在DNA分子上并不是固定在某一股鏈，這種現(xiàn)象稱為不對稱轉(zhuǎn)錄(asymmetrictranion)。模板鏈在相同雙鏈的不同單股時，由于轉(zhuǎn)錄方向都從5’→3’，表觀上轉(zhuǎn)錄方向相反，如圖131。與DNA復(fù)制類似，轉(zhuǎn)錄過程在原核生物和真核生物中所需的酶和相關(guān)因子有所不同，轉(zhuǎn)錄過程及轉(zhuǎn)錄后的加工修飾亦有差異。下面的討論中將分別敘述。?參與轉(zhuǎn)錄的酶參與轉(zhuǎn)錄的酶轉(zhuǎn)錄酶（tr

4、anase）是依賴DNA的RNA聚合酶（DNAdependentRNApolymerase，DDRP），亦稱為DNA指導(dǎo)的RNA聚合酶（DNAdirectedRNApolymerase），簡稱為RNA聚合酶（RNApol）。它以DNA為模板催化RNA第二節(jié)轉(zhuǎn)錄過程第二節(jié)轉(zhuǎn)錄過程轉(zhuǎn)錄是生物合成RNA的過程，與復(fù)制相似，有起始、核苷酸鏈延長和鏈合成終止三個階段。一、轉(zhuǎn)錄的起始一、轉(zhuǎn)錄的起始轉(zhuǎn)錄的起始，就是形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的過程。這一階段反

5、應(yīng)所需的輔助因子，在原核生物與真核生物之間有較大的差異。㈠原核生物轉(zhuǎn)錄的起始原核生物轉(zhuǎn)錄的起始轉(zhuǎn)錄的起始由RNA聚合酶與DNA模板的啟動子(promoter)結(jié)合。經(jīng)過對百種以上原核生物不同基因的啟動子進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)啟動子具有下列的共同點：在10bp處有一段共有序列（consensussequence），富含AT，即–TATAAT，系Pribnow等首先發(fā)現(xiàn)，因而稱為Pribnow盒（box），再往上游35bp的中心處又有一組保守的共有

6、序列，即TTGACT。啟動子鄰近的結(jié)構(gòu)示如圖133。結(jié)合過程可分為二個步驟，首先由σ因子辨認(rèn)啟動子的–35區(qū)，全酶與該區(qū)結(jié)合，形成疏松的復(fù)合物，此時DNA雙鏈未解開，因而稱為封閉型轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物，繼而RNA聚合酶移向–10區(qū)及轉(zhuǎn)錄起始點，在–20區(qū)處DNA發(fā)生局部解鏈，形成12～17bp的單鏈區(qū)，RNA聚合酶與DNA結(jié)合更緊密，形成開放型轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物。以單鏈的模板鏈為模板，RNA聚合酶上的起始位點和延伸位點被相應(yīng)的NTP占據(jù)，聚合酶的

7、β亞基催化第一個磷酸二酯鍵的生成，σ亞基從全酶解離，形成DNARNA聚合酶（核心酶）結(jié)合在一起的起始延伸復(fù)合物。㈡真核生物轉(zhuǎn)錄的起始真核生物轉(zhuǎn)錄的起始真核生物有三種RNA聚合酶，分別催化不同RNA的合成，每種酶都需要一些蛋白質(zhì)輔助因子，稱為轉(zhuǎn)錄因子(tranionfactTF)。為方便討論，轉(zhuǎn)錄因子的命名冠以聚合酶的名稱。如RNA聚合酶Ⅱ所需的轉(zhuǎn)錄因子稱為轉(zhuǎn)錄因子Ⅱ（tranionfactⅡTFⅡ）。1.1.RNARNA聚合酶聚合酶I催

8、化的轉(zhuǎn)錄起始催化的轉(zhuǎn)錄起始RNA聚合酶I催化前rRNA（40SRNA）的合成。前rRNA基因轉(zhuǎn)錄起始點上游有兩個順式作用元件（cisactingelement），一個是跨越起始點的核心元件（ceelement），另一個在–100bp處有上游調(diào)控元件（upstreamcontrolelementUCE）。RNA聚合酶I催化的轉(zhuǎn)錄需要2種轉(zhuǎn)錄因子，分別稱為上游結(jié)合因子（upstreambindingfactUBF）和選擇性因子1（ivefa