启动子介绍

了解启动子

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,……。
启动子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。
帽子位点:转录的起始位点。
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。
CAAT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。
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。
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。

本文发布于:2024-09-21 20:36:29,感谢您对本站的认可!

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标签:转录   基因   编码   序列   蛋白质   顺序   核苷酸   起始
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