不同生物的复制体系

不同生物的复制体系功能E.coliλSV40/人酵母起始蛋白DnaAOT抗原ORC解旋酶DnaBDnaBT抗原MCM装配因子DnaCPT抗原？Cdc6引发酶DnaGDnaGPolα-引发酶Polα-引发酶聚合酶PolⅢ的α亚基PolδPolδ,Polε校正PolⅢ的ε亚基PolδPolδ,Polε滑动钳PolⅢ的亚基PCNAPCNA滑动钳装配器复合体RF-CRF-C单链结合蛋白SSBRF-ARF-A1）半保留复制方式2）半不连续复制3）DNA螺旋酶,SSBP4）RNA引物1）复制起点（单、多）2）复制子（大小、多少）3）复制叉移动的速度4）冈崎片段的大小5）端粒和端粒酶6）DNA聚合酶相同点：不同点：原核生物和真核生物DNA复制的比较复制子的大小:酵母平均40kb脯乳动物平均100kb原核生物1000kb冈崎片段原核生物1000-2000nt真核生物100-200nt复制速度原核生物50,000bp/min(750/sec)真核生物3,000bp/min(50/sec)DNA聚合酶真核生物五种，α、β、γ、δ和ε原核生物三种，polⅠ、Ⅱ、Ⅲ引物酶作用特点真核细胞DNA引物酶和polα紧密偶联，原核细胞引发酶和解旋酶偶联，形成复制体的一部分。RNA合成的基本特征：5’→3’方向；底物三磷酸核苷酸（NTP）不对称转录，以单链DNA为模板。不需要引物，合成是连续的。对一个基因组来说，转录只发生在一部分基因，且每个基因的转录都受到相对独立的控制。大肠杆菌RNA聚合酶的组成βασωαβ’图12-5E.coliRNA聚合酶的亚基组成真核生物的RNA聚合酶种类分布转录产物相对活性对α-鹅膏蕈碱的敏感性分类RNApolⅠ核仁28S,18S,5.8SrRNAs50-70％不敏感RNApolⅡ核质hnRNA，SnRNA20-40％敏感RNApolⅢ核质tRNA，5SrRNA，SnRNA10％种特异性典型原核生物启动子的结构-35-10转录起点TTGACA16-19bpTATAAT5-9bp原核生物启动子的结构特点真核生物RNApol启动子－170－160－150－140－130－120－110………..－60－50－40－30－20－10＋1＋10＋20上游控制区核心启动子基因内启动子起始位点boxAboxC基因内启动子boxAboxB基因外启动子OCTPSETATA图12-23真核RNAPolⅢ的基因内启动子和基因外启动子I型：II型III型原核生物转录初始的tRNA和rRNA都不是最初的转录产物因为：(1)5’端都是单磷酸，而原始的转录产物5’三磷酸；(2)分子比初始转录物小；(3)tRNA含有特殊的碱基，这些碱基只有通过一些化学修饰才可以得到。真核mRNA的加工和成熟5’加帽3’加尾特殊碱基的修饰内含子的切除第五章转录转录（transcription）：以DNA为模板合成RNA的过程。转录所需的酶叫做依赖DNA的RNA聚合酶。转录产生初级转录物为RNA前体（RNAprecursor），必须经过加工过程变为成熟的RNA。模板链,无意义链：在DNA的两条多苷酸链中只有其中一条链作为模板。编码链，有意义链:DNA双链中另一条不做为模板的链；不对称转录：RNA的转录合成是以DNA的一条链为模板而进行的。第一节转录酶第二节启动子第三节终止子第四节转录的机制第五节转录产物的后加工第六节RNA的剪接第一节转录酶1原核生物的RNA聚合酶2真核生物的RNA聚合酶RNA合成的基本特征：5’→3’方向；底物三磷酸核苷酸（NTP）不对称转录，以单链DNA为模板。不需要引物，合成是连续的。对一个基因组来说，转录只发生在一部分基因，且每个基因的转录都受到相对独立的控制。1原核生物的RNA聚合酶（RNApolynerase）1.1RNApol与DNApol作用的相同点：DNA模板，Mg2＋，4种三磷酸核苷。不同点：（1）RNApol没有任何校对功能；（2）能起始新的RNA链。1.2组成大肠杆菌RNA聚合酶由多亚基组成，α2ββ’ωσ称为全酶,480KDa亚基与全酶结合疏松，很容易与全酶分离。βασωαβ’图12-5E.coliRNA聚合酶的亚基组成1.3各亚基的功能β亚基：由rpoB编码，结合底物（NTP及新生RNA链），进行聚合作用。β′亚基：由rpoC编码，可能与模板结合。α亚基：由rpoA编码，可能参与全酶的组装及全酶识别启动子，还参与RNA聚合酶与一些调控因子间的作用。ω亚基：约10KD,作为核心酶，具体功能不清楚。σ亚基/因子：使全酶识别启动子并与之结合，也看作一种辅助因子。1.4σ亚基/因子σ因子在RNA聚合酶识别启动子的过程中起关键作用，σ因子可重复使用。不同的因子可识别不同的启动子因子更替的现象在细菌受到外界环境的急剧影响时，会改变所表达的基因，产生因子更替的现象。如环境温度升高时，大肠杆菌会开启rpoH基因的表达，其产物32能识别热激基因的启动子，而正常状态下表达的基因会关闭或表达水平下降。芽孢菌生活周期过程中生活方式的改变也是通过因子的更替完成的。第一节转录酶1原核生物的RNA聚合酶2真核生物的RNA聚合酶2真核生物的RNA聚合酶种类分布转录产物相对活性对α-鹅膏蕈碱的敏感性分类RNApolⅠ核仁28S,18S,5.8SrRNAs50-70％不敏感RNApolⅡ核质hnRNA，SnRNA20-40％敏感RNApolⅢ核质tRNA，5SrRNA，SnRNA10％种特异性某些常用的转录抑制剂抑制剂靶酶抑制作用利福霉素细菌的全酶与β亚基结合，阻止起始链霉溶菌素细菌的核心酶与β亚基结合，阻止延长放线菌素D真核RNA聚合酶Ⅰ与DNA结合，并阻止延长α-鹅膏蕈碱真核RNA聚合酶Ⅱ与RNA聚合酶Ⅱ结合2.1真核RNA聚合酶的结构特点：1）大分子蛋白质，500KDa或更多；2)分子量500KDa,含两个大亚基和7~12个小亚基。RNApolⅡ：3)大亚基中有羧端功能区(carboxyterminaldomainCTD)CTD中含一保守氨基酸序列的多个重复Tyr－Ser－Pro－Thr－Ser－Pro－SerC端重复七肽不同生物中重复数目不一样（酶活性）CTD：参与转录起始真核RNApol独有。CTD参与转录→ⅡB→ⅡA→使RNApol易于离开启动子进入延伸过程（10倍）2.2线粒体和叶绿体的RNApolRNApol较小，更类似于细菌的RNApol。RNApol转录控制也很简单，只转录少数几个基因。第一节转录酶第二节启动子第三节终止子第四节转录的机制第五节转录产物的后加工第六节RNA的剪接1原核生物的启动子2真核生物的启动子第二节启动子1原核生物的启动子启动子（promoter）：DNA分子与RNA聚合酶特异结合的部位，也就是转录开始的部位。不同启动子对RNA聚合酶的亲和力各不同，根据其合成蛋白质的多少区别为强弱启动子。强启动子与RNA聚合酶亲和性高，合成的mRNA多，翻译的蛋白质也多。DNA上开始转录的第一个碱基定为+1，沿转录方向顺流而下的核苷酸序列均用正值表示；逆流而上的核苷酸序列均用负值表示。upstreamstartpointdownstream－10＋1＋10典型原核生物启动子的结构-35-10转录起点TTGACA16-19bpTATAAT5-9bp1.1原核生物启动子的结构特点1）转录起始点多数情况下（90%）为嘌呤，常见序列为CAT，A为起始点1.1原核生物启动子的结构特点2）-10区又称为Pribnow盒结构特点：保守序列：TATAAT（T80A95T45A60A50T96）A.T较丰富，易于解链。功能：(1)RNApol结合位点；(2)形成开放启动复合体；(3)使RNApol定向转录。3）-35区又称为Sextamabox结构特点：其保守序列TTGACA（T82T84G78A65C54A45）与-10序列，相隔16-19bp。功能：(1)为RNApol的识别位点。σ亚基识别-35序列，为转录选择模板链。RNAPol核心酶和模板结合，进行聚合；(2)很大程度上决定了启动子的强度。－35序列与－10序列与转录效率的关系标准启动子－35TTGACA－10TATAAT不同的启动子a.与标准启动子序列同源性越高→启动强度越大b.与标准启动子同源性越低→启动强度越小c.与标准启动子差异很大时→由另一种σ因子启动4）-10和-35之间距离：间距非常重要，16-19bp的间距转录效率最高，碱基序列并不重要间距上的突变种类：间距趋向于17bp→上升突变间距远离17bp→下降突变原因：该距离大致是双螺旋绕两圈的长度。这两个结合区是在DNA分子的同一侧面，此酶结合在双螺旋的一面。原核生物亦有少数启动子缺乏这两个序列之一。RNA聚合酶往往不能单独识别这种启动子，需要有辅助蛋白质的帮助。5）启动子附近其他DNA序列：起始位点上游50到150bp之间的序列是启动子的完全活性所必需的。上游序列可以吸引拓扑异构酶，后者可导致结合的局部产生有利于转录起始的超螺旋状态。远离部位序列富有AT，能增进转录起始的频率。大肠杆菌RNA聚合酶全酶所识别的启动子区T82T84G78A65C54A45T80A95T45A60T96保守序列1原核生物的启动子2真核生物的启动子第二节启动子2真核生物的启动子三种RNApol→三种转录方式三种启动子→三类基因，Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类2.1RNApolⅡ的启动子2.2RNApolI的启动子2.3RNApolIII的启动子2.1RNApolⅡ的启动子•通用型启动子（无组织特异性）•结构最复杂•位于转录起始点的上游•有多个短序列元件组成（1）帽子位点（capsite）：转录起始位点与Prok.的相似，多为A（2）TATA框（Hogness框或Goldberg-Hogness框）结构特点：位于－30处一致序列为T82A97T93A85A63（T37）A83A50（T37）功能：定位转录起始点（类似原核的Pribnow框）,也称为选择子（selector）TATA是绝大多数真核基因的正确表达所必需的（3）CAAT框（CAATbox）结构特点：位于－75bp处一致序列为GGC/TCAATCT功能：前两个G的作用十分重要(转录效率)增强启动子的效率、频率，不影响启动子的特异性（距转录起始点的距离，正反方向）☻以上三个保守序列在绝大多数启动子中都存在（4）GC框（GCbox）•位于－90附近，较常见的成分•核心序列为GGGCGG•可有多个拷贝，也可以正反两方向排列（5）其他元件•八聚核苷酸元件（octamerelementOCT元件）一致序列为ATTTGCAT•KB元件一致序列为GGGACTTTCC•ATF元件一致序列为GTGACGT•以及还有一些位于起始点下游的相关元件(6)起始子（initiator，Inr）：位于起始点-3～+5Py2CAPy5构成，可能提供RNApolⅡ识别。当有的基因缺少TATA框时，可能由Inr来替代它的作用，无论TATA是否存在，Inr对于启动子的强度和起始位点的选择都是十分重要的。小结---与原核生物启动子的比较：（1）多种元件：TATA框，GC框，CAAT框，OCT等；（2）不同元件的组合情况：位置、序列、距离和方向都不完全相同；（3）需转录因子参与转录的全过程：转录因子先和启动子结合，再与RNA聚合酶一起形成转录起始复合物，开始转录的过程。真核启动子含有不同的组件SV40早期启动子胸苷激酶组蛋白H2B-140-120-100-80-60-40-20+1OctCAATGCTATA2.1RNApolⅡ的启动子2.2RNApolI的启动子2.3RNApolIII的启动子2真核生物的启动子－170－160－150－140－130－120－110………..－60－50－40－30－20－10＋1＋10＋20上游控制区核心启动子2.2RNAp