.,第五章真核生物轉錄起始,.,第一節真核細胞核,.,真核細胞核,.,染色質(chromatin),真核生物細胞中細胞核內DNA和蛋白質高度包裝的緊密復合體結構。染色質的低水平包裝：核小體和30nm螺旋管纖維是分裂間期細胞核染色質形式。（松散）中期染色體是最高水平的壓縮。,.,常染色質(euchromatin)與異染色質(heterchromatin),常染色質，是指間期核內染色質纖維折疊壓縮程度地處于伸展狀態，用堿性染料染色時著色淺的那些染色質。是基因轉錄的必要條件，也就是說不是常染色質的所有基因都轉錄。異染色質，是指在間期細胞核中，仍然高度折疊的、用堿性染料染色著色深的一部分染色質。它們不轉錄而且復制較晚。,.,組成性異染色質和兼性異染色質,組成性異染色質（constitutiveheterchromatatin),是指所有細胞中永久存在的異染色質。其DNA不含基因，包括著絲粒、端粒等特定區域的DNA。兼性異染色質（facultativeheterchromatatin),是指在某些細胞類型的一定階段出現的高度聚縮，喪失基因轉錄活性的DNA。一般胚胎細胞含量較少，而告獨特化的細胞含量較多。這種兼性染色質，實際上是基因組活性調控的一種形式。,.,核基質,核基質(nuclearmatrix),細胞核內除核膜、染色質、核仁和核孔外的骨架結構。,.,核基質與染色質核基質連接區域,常染色質中附著于基質上的DNA區域，富含AT，稱為基質相關區域(matrix-associatedregion,MAR)或骨架附著區(scaffoldattachmentregion,SAR)連接在核基質上的DNA環，稱為結構域。,.,結構域、功能域和DNA酶I敏感區域,功能域，也稱為活性染色質，具有轉錄活性的染色質，即表達基因周圍的DNA區域。活性染色質對DNA酶I消化作用更敏感。這些敏感位點常位于基因5端啟動子區域。,.,第二節染色質結構,.,染色質結構調控基因組表達的方式,染色質結構的區間性1）絕緣子2）基因座控制區（LCR）染色質結構改變1）核小體重建2）組蛋白修飾：乙酰化、甲基化、磷酸化3）DNA甲基化4）異染色質擴展,.,絕緣子（insulator）,功能域中或功能域間，阻斷基因激活或失活效應的元件當其位于增強子和啟動子之間的時候，能阻斷增強子對啟動子的激活作用,.,絕緣子與異染色質擴展,異染色質擴展，異染色質在特殊的序列生成核心，隨后沿染色質纖維傳播阻斷啟動子當絕緣子位于一條活性基因和異染色質之間時，能夠提供一個屏障來保護基因免受異染色質擴展所造成的失活效應,.,絕緣子維持功能域獨立性,.,基因座控制區(locuscontrolregion,LCR)與調控結構域,染色體DNA中一種順式作用元件，具有穩定染色質疏松結構的作用實際上一種增強子一個調控結構域，可能由一個絕緣子、一個LCR、一個核基質附著點（MAR）和單個或多個轉錄單位組成。,.,核小體重建能量依賴,.,組蛋白修飾,乙酰化乙酰化活化基因組；去乙酰沉默基因組甲基化沉默基因組磷酸化泛素化,.,.,DNA甲基化,DNA甲基化和組蛋白甲基化是非活性染色質的特征這兩類甲基化常相互關聯大多數DNA甲基化的位點是CpG島,.,第三節DNA結合蛋白,.,染色質化學組成,染色質DNA：攜帶遺傳信息染色質蛋白質1）組蛋白：與DNA非特異性結合2）非組蛋白：與DNA特異性結合，DNA結合蛋白a)種類多樣b)功能多樣c)對DNA具有識別特異性,.,DNA結合蛋白,.,DNA結合蛋白的結構特征以轉錄因子為例,轉錄因子的三個結構組成部分1）DNA結合結構域（分類依據）2）連接域3）轉錄活化結構域,.,DNA結合結構域常見類型,螺旋-轉角-螺旋花樣(helix-turn-helixmotif,HTH,圖A)鋅指花樣(zincfingermotif,圖B,C)亮氨酸拉鏈花樣(Leucinezippermotif，圖D)螺旋-環-螺旋花樣(heliex-loop-helixmotif,圖E)HMG框花樣(HMGboxmotif，圖F),.,第四節轉錄起始中DNA與蛋白質相互作用,.,DNA-蛋白質相互作用是轉錄調控的方式,DNA:順式調控元件(cis-regulatingelement),是指對基因表達有調控活性的DNA序列，其活性只影響與其自身同處于一個DNA分子上的基因蛋白質：反式作用因子(trans-actingfactor)是通過識別和結合順式調控元件的核心序列而調控靶基因轉錄效率的一組蛋白質,.,順式調控元件,啟動子(promoter)增強子(enhancer)負調控元件沉寂子(silencer)絕緣子其它順式調控元件：1）應答元件(responsiveelements)真核細胞中對某些特定的環境作出應答的基因，常具有相同的順式元件應答元件應答元件能被在一些特定情況下表達的調控因子識別(又稱為可誘導的順式調控元件反式作用因子)。2）轉座元件,.,啟動子(promoter),與基因轉錄啟動有關的一組DNA序列，一般位于轉錄起始點上游100-200bp以內，其功能是決定轉錄的起始點和調控轉錄頻率原核啟動子：1）-35框：5-TTGACA-32）-10框5-TATAAT-3,.,真核啟動子,真核啟動子區域包括核心啟動子和啟動子上游近側序列：1、核心啟動子(corepromoter)是決定轉錄起始位置的關鍵序列，也是普通轉錄因子TFD的結合位點，TATA盒(TATAbox)位于轉錄起始點上游-25-30bp起始子(initiator，Inr)Inr是與轉錄起始位點重疊的短的較保守序列注：不是所有基因都含有TATA盒或Inr序列有的只有其中之一，有的兩者都無這些核心啟動子的序列和它們之間的間隔多變2、上游啟動子元件(UpstreamPromoterelement，UPE)位于較上游(-30一-110bp)，能較強影響轉錄起始的頻率，如CAAT盒和GC盒其中GC盒是轉錄因子SPl的結合位點。,.,增強子(enhancer),能顯著提高基因轉錄效率的一類順式調控元件（其核心序列常為8-12bp)增強子的作用特點：1）能(通過啟動子)提高同一條鏈上的靶基因轉錄速率；2）增強子對同源基因或異源基因同樣有效；3）增強子的位置可在基因5-上游、基因內或3下游序列中；4）自身沒有5-或3-方向性；5）增強子可遠離轉錄起始點(最多30Kb)；6）增強子一般具有組織或細胞特異性,.,RNA聚合酶,RNA聚合酶I,轉錄28S,5.8S和18S核糖體RNA(rRNA)RNA聚合酶，負責真核生物蛋白編碼基因和大部分小核RNA（snRNA)的轉錄，有7-10個亞基，最大亞基的羧基末端結構域(CTD)具有7個氨基酸(Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Set)的重復序列，其中有多個磷酸化位點CTD磷酸化對調控基因轉錄有重要作用RNA聚合酶III,轉錄tRNA,5SrRNA,U6-snRNA,小核仁RNA(snoRNA),小細胞質RNA(seRNA),.,基礎轉錄因子(basaltranscriptionfactor),真核基因轉錄除RNA聚合酶外，還需要許多蛋白因子轉錄因子參加，其中一些轉錄因子是RNA聚合酶轉錄起始必需的，并且可以維持基礎水平的轉錄，因此稱為基礎轉錄因子或普通轉錄因子(generaltranscriptionfactor)RNA聚合酶II的普通轉錄因子(TFII)包括TFIID,TFB,TFIIF，TFIIE，TFIIH，TFIIA等TFIID是最先結合到DNA上的轉錄因子，由TATA結合蛋白（TATA-bindingprotein,TBP)和12個TBP相關因子（TAF,TBP-associatedfactor)組成,.,轉錄起始事件,RNA聚合酶結合核心啟動子封閉的啟動子復合物轉換為開放