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真核生物和原核生物的启动子

(2014-07-15 11:13:57)
标签:

股票

分类: Bioinformatics

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(解旋区,Pribnowbox-35(识别区,TTGACA-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CATA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,增强聚合酶的结合和转录的起始序列(-70~-40);  

http://dean.pku.edu.cn/jiaoxue/zhubmb/chapter7/p2.htm1.jpg

 

Ⅱ.真核基因启动子

真核生物有3RNA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

核仁

合成rRNA前体

不敏感

50%~70%

RNA聚合酶

核质

合成mRNA前体及大多数snRNA

低浓度敏感

20%~40%

RNA聚合酶

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%

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。  

http://dean.pku.edu.cn/jiaoxue/zhubmb/chapter7/p2.htm6.jpg

 

 RNA聚合酶负责转录的是5SrRNAtRNA和某些核内小分子RNAsnRNA),其启动子(类)组成较复杂,又可被分为三个亚类。两类5S rRNAtRNA基因的启动子是内部启动子(internal promoter),位于转录起始位点的下游,都由两部分组成。第三类启动子由三个部分组成,位于转录起始位点上游。  

http://dean.pku.edu.cn/jiaoxue/zhubmb/chapter7/p2.htm7.jpg

 

 RNA聚合酶II负责转录的II类基因包括所有蛋白质编码基因和部分snRNA基因,后者的启动子结构与III类基因启动子中的第三种类型相似,编码蛋白质的II类基因启动子在结构上有共同的保守序列(转录起始位点、TATA框、CAAT框、增强子)。
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Py2CAPy5Inr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:

http://dean.pku.edu.cn/jiaoxue/zhubmb/chapter7/p2.htm8.gif

 

  也有一些II类启动子不含有TATA盒,这样的启动子称为无TATA盒启动子。

http://dean.pku.edu.cn/jiaoxue/zhubmb/chapter7/p2.htm9.jpg 

CAAT框:其共有序列为GGC/TCAATCT,一般位于-75-70-78 bp)附近。虽然此序列名为CAAT框,但其中头两个G的重要性并不亚于CAAT部分。CAAT框为上游控制元件,为转录所需。
增强子(enhancer):又称远上游序列(far upstream sequence)。一般都在-1OO以上。增强子的作用主要是,对依赖于TATA框的转录和不依赖TATA框的转录都有增强效应,但对前者增强效应高;距离效应和极性效应。

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)。

 

 http://dean.pku.edu.cn/jiaoxue/zhubmb/chapter7/p2.htm10.jpg

 

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

 

http://dean.pku.edu.cn/jiaoxue/zhubmb/chapter7/p2.htm

http://fhqdddddd.blog.163.com/blog/static/1869915420100173392350/

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