RNA聚合酶如何找到DNA上的特異性的啟動子

時間 2021-05-06 00:11:39

1樓:匿名使用者

啟動子是一段位於結構基因5'端上游區的dna序列,能活化rna聚合酶,使之與模板dna準確地相結合並具有轉錄起始的特異性。因為基因的特異性轉錄取決於酶與啟動子能否有效地形成二元複合物,故rna聚合酶如何有效地找到啟動子並與之相結合是轉錄起始過程中首先要解決的問題。有實驗表明,對許多啟動子來說,rna聚合酶與之相結合的速率至少比布朗運動中的隨機碰撞高100倍。

現在已經知道,轉錄的起始是基因表達的關鍵階段,而這一階段的重要問題是rna聚合酶與啟動子的相互作用:啟動子的結構影響了它與rna聚合酶的親和力,從而影響了基因表達的水平。

為什麼rna聚合酶能夠僅在啟動子處結合呢?顯然啟動子處的核苷酸順序具有特異的形狀以便與rna聚合酶結合,就好像酶與其底物的結構相恰恰適合一樣。將100個以上啟動子的順序進行了比較,發現在rna合成開始位點的上游大約10bp和35bp處有兩個共同的順序,稱為-10和-35序列。

這兩個序列的共同順序如下,-35區「aatgtgtggaat」,-10區「ttgacatatatt」。大多數啟動子均有共同順序(consensus sequence),只有少數幾個核苷酸的差別。

rna聚合酶如何尋找啟動子(關鍵是dna很長呀,氫鍵在多遠處可以起作用) 不同啟動子所需聚合酶不一樣嗎

2樓:匿名使用者

rna聚合酶,目前原核生物裡發現3中,真核生物裡發現5種,不同基因,不同調節方式。dna是很長,但是比如長1萬個鹼基的dna,有tata盒子結構的能有幾次重複?1萬個鹼基裡也就2,3個,加上隔30多個鹼基就有乙個啟動子,加上dna鏈上的甲基化標記,rna聚合酶要在數萬個鹼基上找到啟動子不是什麼難事(記住正常細胞中的dna鏈絕對不是直線的,就像在消防用皮管上找個標記一樣,不算什麼複雜的事情)

原核生物rna聚合酶是如何識別結合啟動子的

3樓:

rna聚合酶是在σ因子協助下找到啟動子特意序列並與之結合,一端與-35區結合、另一端與-10區結合

rna聚合酶 啟動子的關係,如何識別?

4樓:蔡夢玲

啟動子就像電燈的開關,開啟開關才能開始執行,啟動子就是讓過程開始,rna聚合酶就是電燈裡的電,沒有它就無法繼續過程,就比如停電時開開關也沒用。

為什麼原核生物的rna聚合酶不能識別真核生物的啟動子?

5樓:

根本的原因在於兩者的

聚合酶識別鹼基的方式以及所能識別的鹼基序列的不同所決定的

原核啟動子是由兩段彼此分開且又高度保守的核苷酸序列組成,對mrna的合成極為重要。在轉錄起始點上游5~10 bp處,有一段由6~8個鹼基組成,富含a和t的區域,稱為pribnow 盒,又名tata 盒或-10區。**不同的啟動子,pribnow 盒的鹼基順序稍有變化。

在距轉錄起始位點上游35 bp處,有一段由10 bp組成的區域,稱為-35區。轉錄時大腸桿菌rna聚合酶識別並結合啟動子。-35區與rna聚合酶s亞基結合,-10區與rna聚合酶的核心酶結合,在轉錄起始位點附近dna被解旋形成單鏈,rna聚合酶使第一和第二核苷酸形成磷酸二酯鍵,以後在rna聚合酶作用下向前推進,形成新生的rna鏈。

真核生物有3類rna聚合酶,負責轉錄3類不同的啟動子。由rna聚合酶i負責轉錄的rrna基因,啟動子(i類)比較單一,由轉錄起始位點附近的兩部分序列構成。第一部分是核心啟動子(core promoter),由-45—+20位核苷酸組成,單獨存在時就足以起始轉錄。

另一部分由-170—-107位序列組成,稱為上游調控元件,能有效地增強轉錄效率。

由rna聚合酶ⅲ負責轉錄的是5srrna、trna和某些核內小分子rna(snrna),其啟動子(ⅲ類)組成較複雜,又可被分為三個亞類。兩類5s rrna和trna基因的啟動子是內部啟動子(internal promoter),位於轉錄起始位點的下游,都由兩部分組成。第三類啟動子由三個部分組成,位於轉錄起始位點上游.

多數ii類啟動子有乙個被稱為tata盒的共有序列,通常處於-30區,相對於轉錄起始位點的位置比較固定。tata盒存在於所有真核生物中,tata盒是乙個保守的七鹼基對,其序列為:t82a99t93a83a63a50.

由上可見,rna聚合酶與dna鹼基序列中存在著特異性強,對應性嚴格的對應的特點,哪怕是在真核細胞中,三類啟動子與其對應的聚合酶之間也是嚴格的識別關係。因此,原核生物聚合酶不能識別真核生物的啟動子。

6樓:匿名使用者

我覺得首先是酶的特異性問題,另外真核生物的dna序列跟原核生物dna序列不一樣。原核生物的密碼子是連續的,但是真核生物的密碼子不是連續的,兩者在翻譯上有很大的不同的。兩者的rna聚合酶不能混用。

啟動子如何活化rna聚合酶

7樓:

啟動子是一段位於結構基因5'端上游區的dna序列,能活化rna聚合酶,使之與模板dna準確地相結合並具有轉錄起始的特異性。因為基因的特異性轉錄取決於酶與啟動子能否有效地形成二元複合物,故rna聚合酶如何有效地找到啟動子並與之相結合是轉錄起始過程中首先要解決的問題。有實驗表明,對許多啟動子來說,rna聚合酶與之相結合的速率至少比布朗運動中的隨機碰撞高100倍。

現在已經知道,轉錄的起始是基因表達的關鍵階段,而這一階段的重要問題是rna聚合酶與啟動子的相互作用:啟動子的結構影響了它與rna聚合酶的親和力,從而影響了基因表達的水平。

為什麼rna聚合酶能夠僅在啟動子處結合呢?顯然啟動子處的核苷酸順序具有特異的形狀以便與rna聚合酶結合,就好像酶與其底物的結構相恰恰適合一樣。將100個以上啟動子的順序進行了比較,發現在rna合成開始位點的上游大約10bp和35bp處有兩個共同的順序,稱為-10和-35序列。

這兩個序列的共同順序如下,-35區「aatgtgtggaat」,-10區「ttgacatatatt」。大多數啟動子均有共同順序(consensus sequence),只有少數幾個核苷酸的差別。

如何鑑定某一dn**段是否為啟動子

什麼叫啟動子?

8樓:景田不是百歲山

啟動子是rna 聚合酶識別、結合和開始轉錄的一段dna 序列,它含有rna 聚合酶特異性結合和轉錄起始所需的保守序列,多數字於結構基因轉錄起始點的上游,啟動子本身不被轉錄。但有一些啟動子(如trna啟動子)位於轉錄起始點的下游,這些dna序列可以被轉錄。啟動子的特性最初是通過能增加或降低基因轉錄速率的突變而鑑定的。

啟動子一般位於轉錄起始位點的上游。

9樓:匿名使用者

啟動子是基因(gene)的乙個組成部分,控制基因表達**錄)的起始時間和表達的程度。啟動子(promoters)就像「開關」,決定基因的活動。既然基因是成序列的核苷酸(nucleotides),那麼啟動子也應由dna組成。

啟動子本身並不控制基因活動,而是通過與稱為轉錄(transcription)因子的這種蛋白質(proteins)結合而控制基因活動的。轉錄因子就像一面「旗子」,指揮著酶(enzymes)(rna聚合酶polymerases) 的活動。這種酶製造著基因的rna複製本。

基因的啟動子部分發生改變(突變),則導致基因表達的調節障礙。這種變化常見於惡性腫瘤。

許多原核生物都含有這兩個重要的啟動子區:

啟動子是位於結構基因5,端上游的一段dna序列,能夠指導全酶(holoenzyme)同模板正確結合,活化rna聚合酶,啟動基因轉錄。全酶是指酶蛋白及其輔酶構成的有功能的複合物。rna,聚合酶的核心酶雖可合成rna,但不能找到模板dna上的轉錄起始位點,只有帶σ因子的全酶才能專一地同啟動子結合。

rna聚合酶沿著模板前進,直到終止子,轉錄產生一條rna鏈。通常把基因轉錄起點前面即5』端的序列稱為上游(upstream),起點後面即3』端的序列稱為下游(downstream)。並把起點的位置記為十1,下游的核苷酸依次記為+2,+3,……,上游方向依次記為—1,—2,—3,……。

rna聚合酶同啟動子結合的區域稱為啟動子區。將各種原核基因同rna聚合酶全酶結合後,用dnase i水解dna,最後得到與ran聚合酶結合而未被水解的dn**段,這些片段有乙個由5個核苷酸(tataa)組成的共同序列,以其發現者的名字命名為pribnow框(pribnowbox),這個框的**位於起點上游10bp處,所以又稱—10序列(—10 sequence),後來在—35 bp處又找到另乙個共同序列(ttgaca)。hogness等在真核基因中又發現了類似pribnow框的共同序列,即位於—25~—30 bp處的tataaaag,也稱tata框(tatabox)。

tata框上游的保守序列稱為上游啟動子元件(upstream promoter element,upe)或上游啟用序列(uptreamactivatingsequence,uas)。另外在—70~—78 bp處還有一段共同序列ccaat,稱為caat框(caat box)

原核生物中—10區同—35區之間核苷酸數目的變動會影響基因轉錄活性的高低,強啟動子一般為17±1 bp,當間距小於15 bp或大於20 bp時都會降低啟動子的活性。

在真核基因中,有少數基因沒有tata框。沒有tata框的真核基因啟動子序列中,有的富集gc,即有gc框;有的則沒有gc框。gc框位於—80~—110bp處的gccacaccc或gggcggg序列。

tata框的主要作用是使轉錄精確地起始;caat框和gc框則主要是控制 轉錄起始的頻率,特別是caat框對轉錄起始頻率的作用更大。如在tata框同相鄰的upe之間插入核苷酸,也會影響轉錄使之減弱。

為什麼rna聚合酶能夠僅在啟動子處結合呢?顯然啟動子處的核苷酸順序具有特異的形狀以便與rna聚合酶結合,就好像酶與其底物的結構相恰恰適合一樣。將100個以上啟動子的順序進行了比較,發現在rna合成開始位點的上游大約10bp和35bp處有兩個共同的順序,稱為-10和-35序列。

這兩個序列的共同順序如下,-35區「aatgtgtggaat」,-10區「ttgacatatatt」。大多數啟動子均有共同順序(consensus sequence),只有少數幾個核苷酸的差別。

-10序列又稱為pribnow盒(原核生物)。在真核生物中相應的序列位於-35bp處,稱為tata盒,又稱為goldberg-hognessbox,是rna聚合酶ⅱ的結合部位。-10和-35這兩個部位都很重要:

[1]rna聚合酶能和-35和-10序列中的鹼基和dna主鏈中的磷酸基相接觸;[2]離開共同順序較遠的啟動子的活性亦較弱;[3]最重要的是,破壞啟動子功能的突變中有75%都是改變了共同順序中的鹼基,其餘25%亦為離共同順序較近的。-35和-10序列相距約20bp,即大致是雙螺旋繞兩圈的長度。因為這兩個結合區是在dna分子的同一側面,可見此酶是結合在雙螺旋的一面。

可以想像,它能"感覺到每個結合區的溝底中鹼基所產生的特異形狀。"

原核生物亦有少數啟動子缺乏這兩個序列(-35和-10)之一。在這種情況下,rna聚合酶往往不能單獨識別這種啟動子,而需要有輔助蛋白質的幫助。可能是這些蛋白質因子與鄰近序列的反應可以彌補啟動子的這個缺陷。

在真核生物中,在轉錄起始位點上游70-80bp處有caat順序,也稱為caat盒。這一順序也是比較保守的共同順序:gcctcaatct。

rna聚合酶ⅱ可以識別一順序。近年來在對家兔β珠蛋白基因caat順序的研究中發現,用人工方法誘導caat順序發生突變使家兔β珠蛋白基因的轉錄水平降低。

啟動子中的-10和-35序列是rna聚合酶所結合和作用必需的順序。但是附近其他dna順序也能影響啟動子的功能。例如,在核醣體rna合成的起始位點的上游50到150核苷酸之間的順序就是對啟動子的完全活性所必需的。

如果這一段dna順序缺失並由其他外來dna所取代(例如轉殖在質粒dna中的rrna基因),則轉錄起始的頻率將降低10倍。同樣,在其他情況下,遠隔部位的富有at的dna順序被認為能增進轉錄起始的頻率。有時候上游順序可以是某些能直接啟用rna聚合酶的"啟用蛋白"的結合部位。

但是,上游順序往往有另外的功能。例如上游順序可以吸引拓撲異構酶,後者可導致結合的區域性產生有利於轉錄起始的超螺旋狀態。上游順序所引起的dna結構的微細變化可能在雙螺旋上被傳導到相當遠的距離,因此上游順序的變化可以影響到-10和-35區的dna結構細節。

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