真核生物的轉(zhuǎn)錄起始(1)

課件來源:7.3.1 真核生物的轉(zhuǎn)錄過程(1)_嗶哩嗶哩_bilibili

大綱

三種RNA聚合酶
不同RNA聚合酶識別不同啟動子
需要TFs的幫助

1. 與原核生物的差異


2. RNA聚合酶Ⅰ的啟動子

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名詞解釋:

多拷貝基因(multigene)是指在基因組中存在多個相同或高度相似的基因序列多望。這些基因通常是通過基因復(fù)制事件產(chǎn)生的苞氮,可以是串聯(lián)重復(fù)(在染色體上相鄰排列)或散布在整個基因組中。多拷貝基因在生物學(xué)中具有多種功能和意義:

  1. 基因表達的調(diào)控:多拷貝基因可以增加特定蛋白的表達量缓溅,以滿足細(xì)胞在特定條件下對這些蛋白的需求。
  2. 適應(yīng)性進化:多拷貝基因為物種提供了更多的遺傳變異,有助于物種適應(yīng)環(huán)境變化。
  3. 基因冗余:多拷貝基因提供了一定程度的基因冗余葫慎,即使某些基因拷貝發(fā)生突變或丟失,其他拷貝仍然可以維持基本的生物學(xué)功能薇宠。
  4. 新功能的出現(xiàn):多拷貝基因中的某些拷貝可能通過突變獲得新的功能偷办,參與新的生物學(xué)過程。
  5. 劑量效應(yīng):多拷貝基因可以影響基因的表達劑量澄港,對細(xì)胞功能和個體表型產(chǎn)生影響椒涯。
  6. 基因組的穩(wěn)定性:多拷貝基因可能參與維持基因組的穩(wěn)定性,例如通過同源重組修復(fù)DNA損傷回梧。
    多拷貝基因的研究有助于我們理解基因組的復(fù)雜性废岂、基因表達的調(diào)控機制以及物種的進化過程。

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上游控制元件(Upstream Control Element狱意,簡稱UCE)是真核生物啟動子中的一個重要組成部分湖苞,它們位于啟動子的核心元件(如TATA框)的上游區(qū)域。上游控制元件對啟動子的轉(zhuǎn)錄活性具有調(diào)控作用详囤,可以影響基因的表達水平财骨。以下是上游控制元件的一些關(guān)鍵點:

  1. 位置:上游控制元件通常位于轉(zhuǎn)錄起始位點的上游區(qū)域,具體位置可能因基因和物種而異。
  2. 功能:它們通過與特定的轉(zhuǎn)錄因子(Transcription Factors隆箩,TF)結(jié)合滑肉,增強或抑制核心啟動子的轉(zhuǎn)錄活性,從而調(diào)控基因的表達摘仅。
  3. 包含的元件:上游控制元件包括多種順式作用元件,如CAAT框问畅、GC框娃属、八聚體框(Octamer motif)等,這些元件具有特定的核苷酸序列护姆,能夠被相應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子識別并結(jié)合矾端。
  4. 增強子:上游控制元件中的增強子可以位于基因的上游或下游,甚至在另一個染色體上卵皂,它們通過與增強子結(jié)合蛋白相互作用秩铆,遠程調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄。
  5. 特異性:上游控制元件具有一定的種族特異性灯变,即它們在不同物種中可能具有不同的序列和結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子殴玛,從而影響基因表達的組織特異性和發(fā)育階段特異性。
  6. 影響因素:上游控制元件的活性可能受到多種因素的影響添祸,包括轉(zhuǎn)錄因子的濃度滚粟、細(xì)胞類型、發(fā)育階段和環(huán)境信號等刃泌。
  7. 與RNA聚合酶的相互作用:在某些情況下凡壤,上游控制元件可以直接與RNA聚合酶或其輔助因子相互作用,影響聚合酶的定位和轉(zhuǎn)錄起始的效率耙替。
    上游控制元件在基因表達調(diào)控中起著至關(guān)重要的作用亚侠,它們使得基因表達能夠?qū)?fù)雜的細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外信號做出精細(xì)的響應(yīng)。
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核心啟動子的特點是必須要有它才能轉(zhuǎn)錄俗扇,但是不代表轉(zhuǎn)錄的水平高低硝烂,只是一個基本的轉(zhuǎn)錄。
UCE可以控制表達的高低狐援,有它表達就高钢坦,沒有就比較低。但是有種族特異性啥酱,即使基因重組轉(zhuǎn)入別的物種也不生效爹凹。
距離說明增加一兩個堿基對啟動子影響不大,但是刪除就很影響了镶殷。


如何理解禾酱?
可以用"電器和電源開關(guān)"的比喻來形象說明核心啟動子和 UCE的關(guān)系:

  1. 核心啟動子 = 電源開關(guān)
    核心啟動子就像一個電器的電源開關(guān),它的作用是讓設(shè)備啟動
    • 如果沒有這個開關(guān)(核心啟動子)颤陶,設(shè)備就根本無法運轉(zhuǎn)(沒有轉(zhuǎn)錄發(fā)生)颗管。
    • 但是,有了開關(guān)只是確保設(shè)備能被打開滓走,不一定意味著設(shè)備會工作得很好(轉(zhuǎn)錄的水平可能很低)垦江。
  2. UCE = 調(diào)節(jié)旋鈕
    UCE 就像設(shè)備上的調(diào)節(jié)旋鈕或檔位調(diào)節(jié)器,它決定設(shè)備運行的效率或強度搅方。
    • 如果有調(diào)節(jié)旋鈕(UCE)比吭,設(shè)備可以運轉(zhuǎn)得更高效(高轉(zhuǎn)錄水平)。
    • 如果沒有調(diào)節(jié)旋鈕姨涡,設(shè)備也能運行(基本的轉(zhuǎn)錄水平)衩藤,但效率較低(表達水平低)。
      綜合起來:
  • 核心啟動子 = 保證基本運作(開關(guān)必不可少)涛漂。
  • UCE = 決定性能高低(有它更高效赏表,沒有也能基本運行)。
    就像一盞燈:開關(guān)(核心啟動子)決定燈能不能亮匈仗,而調(diào)光旋鈕(UCE)決定燈的亮度高低瓢剿。

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