10.7: 真核生物启动子区域

The Eukaryotic Promoter Region
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Molecular Biology
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The Eukaryotic Promoter Region
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02:40 min
November 23, 2020

Overview

真核启动子区域是位于基因上游的 DNA 片段。它包含一个 RNA 聚合酶结合位点、一个转录起始位点和几个顺式调节序列。近端启动子区域位于基因附近,具有顺式调节序列和核心启动子。核心启动子是 RNA 聚合酶的结合位点,通常位于转录起始位点 -35 至 +35 个核苷酸之间。远端启动子区域是式调节序列,距离一个基因有数千个碱基对。启动子区域的长度可能因基因而异。

核心启动子包含特征基序,一般转录因子可以在其中结合和募集 RNA 聚合酶。TATA 盒是位于转录起始位点上游 25-30 个碱基对的基序。由于其高 A-T 含量,它比其他启动子基序更灵活且热力学稳定性更低,允许转录机制的有效结合。它存在于特定条件下需要高水平表达的基因中,例如参与细胞分化的基因。TATA 盒的两侧通常有一组短核苷酸基序,称为 B 识别元件。转录因子 II B 是参与 TATA 盒转录机制组装的重要组分,与这些 B 元件结合。

起始元件由简并序列 YYANWYY* 组成,包含转录起始位点。起始元件的下游是另一个特征基序,称为下游启动子元件 (DPE),由简并序列 RGWYVT 组成。TATA 盒和 DPE 调节相似类型的基因,真核启动子可以具有 TATA 盒或 DPE。起始元件可以与 TATA 盒或 DPE 协同作用以调节转录。

CpG 岛是另一种类型的核心启动子基序,可调节其他类型基因的表达,例如需要少量恒定表达的看家基因。它们被称为 CpG 岛,因为它们包含的序列中胞嘧啶含量高,然后是鸟嘌呤。”p”代表将 C 连接到 G 的磷酸二酯键。CpG 岛也已知出现在远端启动子区域。

*A 或 G 的 R 代码;A 或 T 的 W 代码;C 或 T 的 Y 代码;V 代码代表 A 或 G 或 C;N 代码代表四个碱基中的任意一个。

Transcript

启动子是基因表达的主要调节因子,包含 RNA 聚合酶(负责转录的酶)和转录因子的结合位点,可促进或抑制 RNA 聚合酶的结合。

启动子区域主要位于它所调节的基因的上游。它具有独特的结构特征,例如弯曲的结构,当转录调节因子结合时能够弯曲,并且由于存在富含 AT 的区域而具有低热力学稳定性。

在真核生物中,这个转录控制区比原核生物更复杂。除了核心启动子外,真核基因还有许多其他转录因子可以结合的顺式调节序列。

原核 RNA 聚合酶需要一个 sigma 因子才能与启动子结合,而真核 RNA 聚合酶需要几个这样的调节因子。

此外,真核生物中与不同启动子结合的三种不同的 RNA 聚合酶需要不同的转录调节因子。

核心真核启动子包含几个特征基序,这些基序以各种组合协同工作,使 RNA 聚合酶能够结合。

TATA 盒在生物体中高度保守。TATA 盒子通常存在于显示高水平细胞特异性表达的基因中,例如参与细胞分化的蛋白质。

起始子和下游启动子元件由遵循特定核苷酸模式的简并序列组成,尽管它们的确切序列各不相同。

引发子元件是最常见的启动子基序。它可以帮助维持基础转录水平,也可以与 TATA 盒一起工作以改善转录因子的结合。

下游启动子元件位于转录起始位点的下游,最初在缺乏 TATA 盒的启动子中发现。DPE 通常与启动子元件一起作用以调节转录。

CpG 岛由 DNA 片段组成,其中胞嘧啶后跟鸟嘌呤。CpG 岛通常调节看家基因,这些基因以少量连续表达,不需要高水平的转录。

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