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启动子介绍共5页word资料

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了解启动子

目录

1. 基因的构成 (2)

2. 启动子(promoter) (3)

3. 终止子(termianator) (4)

1. 基因的构成

基因是由成千上万个核苷酸对组成。组成基因的核苷酸序列可以分为不同区段。在基因表达的过程中,不同区段所起的作用不同。在遗传学上通常将能编码蛋白质的基因称为结构基因。任何一个基因都包括非编码区和编码区。能够转录为相应信使RNA-mRNA,进而指导蛋白质合成(也就是能编码蛋白质)的区段叫做编码区,编码区中可分为内含子和外显子。不能转录为信使RNA、不能编码蛋白质的区段叫做非编码区。非编码区位于编码区前后,同属于一个基因,控制基因的表达和强弱。

非编码区虽然不能编码蛋白质,但对遗传信息的表达是不可缺少的,因为在它上面由调控遗传信息表达的核苷酸序列,该序列中最重要的是位于编码区上游的RNA聚合酶结合位点。启动子、终止子属于非编码区。因为回文序列的特殊排列,大多都位于非编码区。

原核基因的编码区全部编码蛋白质,真核生物的基因是间断的、不连续的、断裂的基因。一个断裂基因能够含有若干段编码序列,可以编码蛋白质的序列称为外显子。在两个外显子之间被一段不编码的间隔序列隔开,这些间隔序列称为内含子。非编码区在每个断裂基因的第一个和最后一个外显子的外侧,有人称其为侧翼序列。在侧翼序列上有一系列调控序列。通常把基因转录起点前面即5’端的序列称为上游(upstream),起点后面即3’端的序列称为下游(downstream)。并把起点的位置记为+1,下游的核苷酸依次记为+2,+3,……,上游方向依次记为-1,-2,-3,……。

2. 启动子(promoter)

位于编码区上游的非编码区中,含有丰富的转录因子结合位点(transcription factor binding sites, TFBS)。主要包含核心启动

子区域(TSS附近-60bp到+40bp)和调控区域。核心启动子区域产生基

础水平的转录,对于精确转录是必须的最小单元;调控区域能够对不同

的环境条件作出应答,对基因的表达水平做出相应的调节。

启动子的范围非常大,可以包含转录起始位点上游2000bp(主要在transcript start site 上游1kb的范围内),有些特定基因的转录区内部也存在着转录因子的结合位点,因此也属于启动子范围。

①帽子位点:转录的起始位点。

② TATA框(TATA box):又称Hogness框,类似于原核生物的Pribnow框。在5′端转录起始点上游约20~30个核苷酸的地方,有TATA框(TATA box)。TATA框是一个短的核苷酸序列,其碱基顺序为TATAATAAT。TATA框是RNA 聚合酶的重要的接触点,能够使酶准确地识别转录的起始点并开始转录。当TATA框中的碱基顺序有所改变时,mRNA的转录就会从不正常的位置开始。

③CAAT框(CAAT box):在5′端转录起始点上游约70~80个核苷酸的地方,有CAAT框(CAAT box)。CAAT框是启动子中另一个短的核苷酸序列,其碱基顺序为GGCTCAATCT。CAAT框是RNA聚合酶的另一个结合点,它的作用还不很肯定,但一般认为它控制着转录的起始频率,而不影响转录的

起始点。当这段顺序被改变后,mRNA的形成量会明显减少。

④ GC框(GC box):有两个拷贝,位于CAAT框的两侧,由GGCGGG组成,转录因子Sp1能识别GC框并且与之结合,其N端有激活转录的作用。所以,GC框是一个转录调节区,有激活转录的功能。

⑤增强子(enhancer):又称远上游序列(far upstream sequence)。一般都在-100bp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。增强子是通过启动子来增加转录的。有效的增强子可以位于基因的5’端,也可位于基因的3’端,有的还可位于基因的内含子中。增强子的效应很明显,一般能使基因转录频率增加10~200倍,有的甚至可以高达上千倍。增强子通常有组织特异性。

3. 终止子(termianator)

在3′端终止密码的下游有一个核苷酸顺序为AATAAA,这一顺序可能对mRNA的加尾(mRNA尾部添加多聚A)有重要作用。这个顺序的下游是一个反向重复顺序。这个顺序经转录后可形成一个发卡结构。发卡结构阻碍了RNA 聚合酶的移动。发卡结构末尾的一串U与转录模板DNA中的一串A之间,因形成的氢键结合力较弱,使mRNA与DNA杂交部分的结合不稳定,mRNA 就会从模板上脱落下来,同时,RNA聚合酶也从DNA上解离下来,转录终止。AATAAA顺序和它下游的反向重复顺序合称为终止子(见下),是转录终止的信号。

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