�。ㄒ�)識(shí)別
轉(zhuǎn)錄是從DNA分子的特定部位開始的，這個(gè)部位也是RNA聚合酶全酶結(jié)合的部信這就是啟動(dòng)子。為什么RNA聚合酶能夠僅在啟動(dòng)子處結(jié)合呢？顯然啟動(dòng)子處的核苷酸序列具有特殊性，為了方便，人們將在DNA上開始轉(zhuǎn)錄的第一個(gè)堿基定為+1，沿轉(zhuǎn)錄方向順流而下的核苷酸序列均用正值表示；逆流而上的核苷酸序列均用負(fù)值表示。
對(duì)原核行物的100多個(gè)啟動(dòng)子的序列進(jìn)行了比較后發(fā)現(xiàn)；在RNA轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游大約-10bp和-35bp處有兩個(gè)保守的序列，在-10bp附近，有一組5’-TATAATpu的序列，這是Pribnow首先發(fā)現(xiàn)的稱為Pribnow框，RNA聚合酶就結(jié)合在互部位上。-35bp附近，有一組5’-TTGACG-的序列；已被證實(shí)與轉(zhuǎn)錄起始的辨認(rèn)有關(guān)，是RNA聚合酶中的δ亞基識(shí)別并結(jié)合的位置。-35序列的重要性還在于在很大程度上決定了啟動(dòng)子的強(qiáng)度。
由于RNA聚合酶分子很大，大約能覆蓋70bp的DNA序列，因此酶分子上的一個(gè)適合部位就能占據(jù)從-35到-10序列區(qū)域（圖17-4)。
圖17-4 Structure of the prokaryotic promoter region.
真核生物的啟動(dòng)子有其特殊性，真核生物有三種RNA聚合酶，每一咱都有自己的啟動(dòng)子類型。以RNA聚合酶Ⅱ的啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)為例，人們比較了上百個(gè)真核生物RNA聚合酶Ⅱ的啟動(dòng)子核苷酸序列伯發(fā)現(xiàn)；在-25區(qū)有TATA框，又稱為Hogness框或Goldberg-Hogness框。其一致序列為T28A97A93A85A63T37A83A50T37，基本上都由A，T堿基所組成，離體轉(zhuǎn)錄實(shí)驗(yàn)表明，TATA框決定了轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)的選擇，天然缺少TATA框的基本可以從一個(gè)以上的位點(diǎn)開始轉(zhuǎn)錄。在-75區(qū)有CAAT框，其一致的序列為GGTCAATCT。有實(shí)驗(yàn)表明CAAT框與轉(zhuǎn)錄起始頻率有關(guān)，例如缺失GG，兔子的β珠蛋白基因轉(zhuǎn)錄效率只有原來的12%（圖17-5)。
圖17-5 Eukaryotic gene promoter sequences
除啟動(dòng)子外，真核生物轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游處還有一個(gè)稱為增強(qiáng)子的序列，它能極大地增強(qiáng)啟動(dòng)子的活性，它的位置往往不固定，可存在于啟動(dòng)子上游或下游，對(duì)啟動(dòng)子來說它們正向排列和反向排列均有效，對(duì)異源的基因也起到增強(qiáng)作用，但許多實(shí)驗(yàn)證實(shí)它仍可能具有組織特異性，例如免疫球蛋白基因的增強(qiáng)子只有在B淋巴細(xì)胞內(nèi)活性最高，胰島素基因和胰凝乳蛋白酶基因的增喲子也都有很高的組織的特異性。醫(yī)學(xué)全在線www.med126.com
�。ǘ�)轉(zhuǎn)錄起始和延伸
在原核生物中，當(dāng)RNA聚合酶的δ亞基發(fā)現(xiàn)其識(shí)別位點(diǎn)時(shí)，全酶就與啟動(dòng)子的-35區(qū)序列結(jié)合形成一個(gè)封閉的啟動(dòng)子復(fù)合物。由于全酶分子較大，其另一端可在到-10區(qū)的序列，在某種作用下，整個(gè)酶分子向-10序列轉(zhuǎn)移并與之牢固結(jié)合，在此處發(fā)生局部DNA12-17r 的解鏈形成全酶和啟動(dòng)子的開放性復(fù)合物。在開放性啟動(dòng)子復(fù)合物中起始位點(diǎn)和延長位點(diǎn)被相應(yīng)的核苷酸前體充滿，在RNA聚合酶β亞基催化下形成RNA的第一個(gè)磷酸二酸鍵。RNA合成的第一個(gè)核苷酸總有GTP或ATP，以GTP常見，此時(shí)δ因子從全酶解離下來，靠核心酶在DNA鏈上向下游滑動(dòng)，而脫落的δ因子與另一個(gè)核心酶結(jié)合成全酶反復(fù)利用。
圖17－6 轉(zhuǎn)當(dāng)起始復(fù)合物的模式
真核生物轉(zhuǎn)錄起始十分復(fù)雜，往往需要多種蛋白因子的協(xié)助，已經(jīng)知道，在所有的細(xì)胞中有一類叫做轉(zhuǎn)錄因子的蛋白質(zhì)分子，它們與RNA聚合酶Ⅱ形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物，共同參與轉(zhuǎn)錄起始的過程。
真核生物基因中，有專門為蛋白質(zhì)編碼的基因，這些基因由RNA聚合酶Ⅱ負(fù)責(zé)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄起始關(guān)鍵性作用。根據(jù)這些轉(zhuǎn)錄因子的作用特點(diǎn)可大致分為二類；第一類為普遍轉(zhuǎn)錄因子它們與RNA聚合酶Ⅱ共同組成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物，轉(zhuǎn)錄才能在正確的位置上開始。普遍轉(zhuǎn)錄因子是由多種蛋白質(zhì)分子組成的，其中包括特異結(jié)合在TATA盒上的蛋白質(zhì)，叫做TATA盒結(jié)合蛋白，還有至成一組復(fù)合物叫做轉(zhuǎn)錄因子ⅡD。TFⅡD再與RNA聚合酶Ⅱ結(jié)合完成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成。（圖17-6)
除TFⅡD以外，在細(xì)胞核提取物中還發(fā)現(xiàn)TFⅡA，TFⅡF，TFⅡE，TFⅡH等，它們在轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物組裝的不同階段起作用，像TFⅡH就有旋轉(zhuǎn)酶活性，它可利用ATP分解產(chǎn)生的能量，介導(dǎo)起始點(diǎn)雙螺旋的打開，使RNA聚合酶得以發(fā)揮作用。從中也不難看出真核細(xì)胞中基因轉(zhuǎn)錄的起始是基因的表達(dá)調(diào)控的關(guān)鍵，這么多蛋白質(zhì)分子之間相互作用，以及這些蛋白質(zhì)分子DNA調(diào)控?zé)o件相結(jié)合，構(gòu)成控制基因轉(zhuǎn)錄開始的復(fù)雜體系。
