真核生物和原核生物的启动子

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启动子是一段特定的直接与RNA聚合酶及其转录因子相结合、决定基因转录起始与否的DNA序列。不同的启动子对RNA聚合酶的亲和力不同,所结合的反式作用因子(trans-acting factors)也不同,因此,基因转录活性也很不相同。
Ⅰ.典型的原核启动子有四大要素
转录起始位点,-10区(解旋区,Pribnowbox),-35区(识别区,TTGACA区)和-10区与-35区之间的间隔。
原核基因转录起始位点通常是嘌呤,其序列为CAT(A为起始位点)。
-10区是一个6碱基保守序列(常以-10为中心)。T80A95t45A60A50T96,有助于DNA的解链。
-35区是另一个6碱基保守序列(常以-35为中心)。T82T84G78A65C54a45
研究表明,当-10区和-35区中心位置相距16-18bp时,该启动子的功能较强;相距较近或较远时,起始转录的功能都相应减弱。
CAP序列,
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Ⅱ.真核基因启动子
真核生物有3类RNA聚合酶,负责转录3类不同的启动子。
酶的种类[1] |
存在 |
功能 |
对抑制物(α-鹅膏蕈碱)的敏感性 |
相对活性 |
RNA聚合酶Ⅰ |
核仁 |
合成rRNA前体 |
不敏感 |
50%~70% |
RNA聚合酶Ⅱ |
核质 |
合成mRNA前体及大多数snRNA |
低浓度敏感 |
20%~40% |
RNA聚合酶Ⅲ |
核质 |
合成5S rRNA前体、tRNA前体及其他的核和胞质小RNA前体 |
高浓度敏感 |
~10% |
由RNA聚合酶I负责转录的rRNA基因,启动子(I类)比较单一,由转录起始位点附近的两部分序列构成。第一部分是核心启动子(core
promoter),由-45—+20位核苷酸组成,单独存在时就足以起始转录。另一部分由-170—-107位序列组成,称为上游调控元件,能有效地增强转录效率。
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转录起始位点没有广泛的序列同源性,但第一个碱基为腺嘌呤(A),而两侧是嘧啶碱基。这个区域被称为起始子(initiator,
Inr),序列可表示为Py2CAPy5。Inr元件位于-3—+5。仅由Inr元件组成的启动子是具有可被RNA聚合酶II识别的最简单启动子形式。
TATA框:多数II类启动子有一个被称为TATA盒的共有序列,通常处于-30区,相对于转录起始位点的位置比较固定。TATA盒存在于所有真核生物中,TATA盒是一个保守的七碱基对,其序列为:
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CAAT框:其共有序列为GGC/TCAATCT,一般位于-
增强子(enhancer):又称远上游序列(
其中起始位点和TATA框合称为核心启动子,CAAT框和增强子合称为上游启动子元件(UPE)。
目前和启动子功能变异有关的疾病有:哮喘、 β地中海贫血、鲁宾斯坦泰比综合症
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