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哺乳動(dòng)物轉錄調控機制與原理


目前,哺乳動(dòng)物轉錄調控的機制主要有以下五種:

1 特異性因子:改變RNA聚合酶對于特定啟動(dòng)子或一套啟動(dòng)子識別的特異性,使得RNA聚合酶更多或更少地結合到這些啟動(dòng)子上(如原核轉錄中用到的Σ因子)。

2 阻遏因子:結合到DNA鏈上的靠近或覆蓋啟動(dòng)子區域的那些非編碼序列上,阻礙RNA聚合酶順利進(jìn)入此鏈,故阻礙了基因的表達。

3 通用轉錄因子:這些轉錄因子將RNA聚合酶安放至編碼蛋白序列的起始位置,繼而釋放聚合酶以轉錄mRNA。

4 激活因子:增強RNA聚合酶與特定啟動(dòng)子的相互作用,促進(jìn)基因的表達。激活因子通過(guò)增強RNA聚合酶對啟動(dòng)子的吸引而達到此作用,這一機制是通過(guò)與RNA聚合酶亞基的相互作用或間接通過(guò)改變DNA結構而實(shí)現的。

5 增強子:位于DNA螺旋結構上的一些位點(diǎn),它們通過(guò)與激活因子相結合以將DNA彎曲使特定啟動(dòng)子朝向起始復合物。

RNA聚合酶II是三大RNA聚合酶之一,存在于基因轉錄裝置的核心位置,編碼蛋白質(zhì)基因的轉錄受到RNA聚合酶的調控。RNA聚合酶解開(kāi)DNA雙鏈,沿著(zhù)一條鏈移動(dòng)。在移動(dòng)過(guò)程中,它們一邊解讀”DNA鏈上的核苷,一邊合成一條相應的RNA鏈。由Pol II合成的RNA就是mRNA,它們將合成蛋白質(zhì)的指令傳給核糖體。

過(guò)往的研究證實(shí),在許多哺乳動(dòng)物的多個(gè)基因進(jìn)行轉錄時(shí),RNAPII往往會(huì )在啟動(dòng)子附近的某些特定區域發(fā)生停頓。這種停頓往往是發(fā)生在RNAPII復合體形成和轉錄起始之后。而這個(gè)轉錄早期延伸的時(shí)期也是許多基因調控手段發(fā)生效用的時(shí)期,在基因調控方面有著(zhù)重要意義。

轉錄延長(cháng)促進(jìn)因子b(P-TEFb)是一個(gè)幫助RNAPII轉錄復合物從停頓位點(diǎn)釋放的具有激酶活性的重要輔助因子。通常情況下,P-TEFb被束縛于7SK snRNP復合體以中一種非活化狀態(tài)存在,當其解離出來(lái)時(shí)才能激活轉錄?,F在已經(jīng)證實(shí)了7SK snRNP復合體的組成元件SRSF2(SR剪接因子)積聚在了基因的啟動(dòng)子上,在轉錄停頓釋放中發(fā)揮了直接的作用。通過(guò)SRSF2結合轉錄起始位點(diǎn)附近的新生RNA,SRSF2以一種RNA依賴(lài)性的方式,介導了P-TEFb7SK snRNP復合體中釋放出來(lái),并激活了轉錄。這些新研究發(fā)現揭示了SR蛋白一個(gè)意外的功能,在基因激活過(guò)程中對啟動(dòng)子近端的新生RNA起作用,這與HIV Tat/TAR激活細胞基因的機制相類(lèi)似。

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