转录知识导图

现代分子生物学，转录思维导图，包含一个方向：RNA合成方向：5'→3'；一个结构启动子；一种物质转录起始复合物；基本过程；一个酶RNA聚合酶等。

转录

• 四个概念
  • 转录：生物体以DNA为模板，以NTP（A、U、G、C）为合成原料，根据碱基互补配对原则通过RNA聚合酶合成RNA的过程。
  • 转录单元：一段从启动子开始至终止子结束的序列。
  • 有意链（编码链）：在转录时，不作模板的一条DNA单链。（在转录时，除Tuy碱基序列与转录产物mRNA相同的一条DNA链。）
  • 反义链（模板链）:在转录时，作模板的一条DNA单链。（在转录时，与转录产物互补的一条DNA链。）
• 一个常识--转录的不对称性
  • 在DNA双链分子上,仅一股链可转录
  • 模板链并非永远在同一条单链上
  • 转录时RNA聚合酶与DNA的两条单链结合紧密程度不同
• 一个酶--RNA聚合酶
  • 1.以DNA为模板,转录的方式是不对称的 2.RNA链的延长方向是5→3的连续合成 3.需要Mg2+或Mn2+离子 4.缺乏外切酶活性,所以没有校正功能 5.不需要引物
  • 原核生物RNA聚合酶 （全酶=核心酶+σ因子）
    • 全酶
      • 1.用于转录的起始 2.依靠空间结构与DNA模板结合(与核心酶结合后引起的构象变化) 3.专一性地与DNA序列(启动子)结合
    • σ因子
      • 1.σ因子可重复使用 2.修饰RNApol构型 3.使Holo Enzyme识别启动子的Sextama Box(-35区),并通过σ与模板链结合
    • 核心酶
      • 1.作用于转录的延伸过程(终止) 2.依靠静电引力与DNA模板结合(蛋白质中碱性基团与DNA的磷酸根之间) 3.非专一性的结合
      • α因子（前后2个）
        • 1.促进RNApol与DNA模板链结合 2.前端α因子：使模板DNA双链解链为单链 3.尾端α因子:使解链的单链DNA重新聚合双联
      • β因子
        • 1.起聚合作用 2.排斥与模板链不互补的碱基 3.与Rho(ρ)因子竞争RNA3'-end 4.完成NMP之间的磷酸二脂键的连接 （具RNA聚合酶活性，负责起始转录和RNA链延长）
      • β'因子
        • 参与RNA非模板链(编码链)的结合(充当SSB)
      • ω因子
        • 促进和稳定核心酶的装配
  • 真核生物RNA聚合酶
    • RNA聚合酶Ⅰ:核仁;rRNA;对α-鹅膏蕈碱不敏感 RNA聚合酶Ⅱ:核质;hnRNA、snRNA;对α-鹅膏蕈碱敏感 RNA聚合酶Ⅲ:核质;tRNA;对α-鹅膏蕈碱存在物种特异性
• 基本过程
  • 模板识别
  • 转录起始
    • 标志：RNA链上第一个核苷酸键的产生。
  • 通过启动子
    • 标志：σ亚基脱离全酶：或转录起始后直到形成9个核苷酸短链 定位：RNA聚合酶一直处于启动子区，不稳定
  • 转录的延伸和终止
    • 延伸：标志：RNA聚合酶离开启动子：速度快
    • 终止：时间：RNA链延伸到转录终止位点时
• 一种物质--转录起始复合物
  • 原核生物
    • 封闭复合物→开放复合物→三元复合物→RNA合成开始
  • 真核生物
    • 转录起始前复合物（PIC）；拼版理论
• 一个结构--启动子
  • 定义：指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。
  • 原核生物启动子
    • -35区：TTGACA；是RNA-pol的识别位点
    • -10区：TATAAT；是RNA-pol的结合位点
    • -10区和-35区的最佳距离：16~19bp
    • (1)结构典型,都含有识别(R),结合(B)和起始(I)三个位点; (2)序列保守,如-35序列,-10序列结构都十分保守; (3)位置和距离都比较恒定 (4)直接和多聚酶相结合; (5)常和操纵子相邻; (6)都在其控制基因的5端; (7)决定转录的启动和方向。
  • 真核生物启动子
    • 核心启动子:转录起始位点(+1区)及起始位点上游TATA区(-25区) 作用：选择正确的转录起始位点，保证精准起始
    • 上游启动子元件：CAAT盒(-80区)和GC盒(-100区) 作用：控制转录起始频率，基本不参与起始位点的确定
    • (1)有多种元件:TATA框,GC框,CATT框 (2)结构不恒定。有的有多种框盒如组蛋白H2B;有的只有TATA框和GC框,如SV40早期转录蛋白; (3)它们的位置、序列、距离和方向都不完全相同; (4)有的有远距离的调控元件存在,如增强子; (5)这些元件常常起到控制转录效率和选择起始位点的作用; (6)不直接和RNA pol结合。转录时先和其它转录激活因子相结合,再和聚合酶结合。
  • 增强子：远端调控区；能强化转录起始的序列。
    • 特点：1）具有远距离效应；2)无方向性；3）顺式调节；4)无物种和基因的特异性；5）具有组织的特异性：6）有相位性；7）有的增强子可以对外部信号产生反应。
• 一个方向
  • RNA合成方向：5'→3'
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