真核生物啟動子有三類,分別由RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ進行轉錄。 類別Ⅰ(class Ⅰ)啟動子: 只控制rRNA前體基因的轉錄,轉錄產物經切割和加工后生成各種成熟rRNA。 類別Ⅰ啟動子由兩部分保守序列組成: 核心啟動子(core promoter):位于轉錄起點附近,從-45至+20; 上游控制元件(upstream control element,UCE):位于-180至-107; RNA聚合酶Ⅰ對其轉錄需要2種因子參與: UBF1:一條M為97000的多肽鏈,結合在上述兩部分的富含GC區; 1個TBP,即TATA結合蛋白(TATA-binding protein,TBP); SL1:一個四聚體蛋白,含有 3個不同的轉錄輔助因子TAFⅠ; 在SL1因子介導下RNA聚合酶Ⅰ結合在轉錄起點上并開始轉錄。
類別Ⅱ(class Ⅱ)啟動子: 類別Ⅱ啟動子涉及眾多編碼蛋白質的基因表達的控制。 該類啟動子包含4類控制元件:
1基本啟動子(basal promoter):序列為中心在-25至-30左右的7 bp保守區,TATAAAA/T, 稱為TATA框或Goldberg-Hogness 框。與RNA聚合酶的定位有關,DNA雙鏈在此解開并決定轉錄的起點位置。失去TATA框,轉錄將在許多位點上開始。
2起始子(initiator):轉錄起點位置處的一保守序列,共有序列為:PyPyANT(A)PyPy Py為嘧啶堿(C或T),N為任意堿基,A為轉錄的起點。DNA在此解開并起始轉錄。
3上游元件(upstream factor):普遍存在的上游元件有CAAT框、GC框和八聚體(octamer) 框等。CAAT框的共有序列是GCCAATCT,GC框的共有序列為GGGCGG和CCGCCC,八聚體框含有8bp,共有序列為ATGCAAAT;
4應答元件(response element):誘導調節產生的轉錄激活因子與靶基因上的應答元件結合。 如熱休克效應元件 HSE 的共有序列是 CNNGAANNTCCNNG,可被熱休克因子HSF識別和作用;血清效應元件SRE的共有序列CCATATTAGG,可被血清效應因子SRF識別和作用。
參與RNA聚合酶Ⅱ轉錄起始的各類因子數目很大,可分為3類:
1通用因子(general factor):作用于基本啟動子上的輔助因子稱為通用(轉錄)因子(GTF), 或基本轉錄因子(basal transcription),為任何細胞類別Ⅱ啟動子起始轉錄所必需,以TFⅡⅩ來表示,其中Ⅹ按發現先后次序用英文字母定名,如TFⅡA、TFⅡD、TFⅡH。 2上游因子(upstream factor):或轉錄輔助因子(transcription ancillary factor),是指識別上 游元件的轉錄因子。
3可誘導因子(inducible factor):在真核生物中,與細胞類型和發育階段相關的基因表達, 主要通過轉錄因子的重新合成來進行調節的,是長期的過程。對外界刺激的快速反應則主要通過轉錄激活物(transcription activator)的可誘導調節。這些誘導的轉錄激活因子與靶基因上所謂應答元件相結合。
類別Ⅲ(class Ⅲ)啟動子: 類別Ⅲ啟動子為RNA聚合酶Ⅲ所識別,他涉及一些小分子RNA的轉錄。 RNA聚合酶Ⅲ的啟動子有3種類型結構:
1類型1基因內啟動子:如5S rRNA
基因的啟動子,位于轉錄起點下游,即在基因內部,是 下游啟動子,有兩個框架序列,被3種輔助因子所識別。5S
rRNA基因的啟動子包括框架A(box A)、中間元件(intermediate element
)和框架C(box C)3個元件組成。TFⅢA結合在框架A上,然后促使TFⅢC結合,后者結合導致TFⅢB結合到轉錄起點附近,并引導RNA聚合酶Ⅲ結合在起點上。TFⅢB使RNA聚合酶Ⅲ正確定位,起“定位因子”(positioning factor)作用。
2類型2基因內啟動子:如tRNA基因的啟動子,有兩個控制元件,分別為框架A和框架B。 TFⅢC結合框架B,其結合區域包括框架A和框架B,然后導致TFⅢB結合到轉錄起點附近,并引導RNA聚合酶Ⅲ結合在起點上。
3上游啟動子:如snRNA基因的啟動子,位于轉錄起點上游。有3個上游元件:OCT(八 聚體基序 octamer motif)、PSE(鄰近序列元件 proximal sequence element)、TATA元件。在RNA聚合酶Ⅲ的上游啟動子中,只有靠近起點存在TATA元件,就能起始轉錄。然而PSE和OCT元件的存在將會增加轉錄效率。
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