文章核心:討論真核生物轉錄起始前的-25bp區段的TATA序列,即TATA盒,它是啟動子的核心序列。
原文概述:
在真核生物轉錄起始前,TATA盒位于-25bp區段,是啟動子的核心部分。啟動子包括轉錄起始點、RNA聚合酶結合位點以及調控轉錄的組件。在轉錄開始前,多種轉錄因子與DNA的TATA盒結合,形成轉錄起始前復合物,并開始轉錄。而原核基因表達調控包括乳糖操縱子的調節基因等。某些DNA序列與特異蛋白因子結合時,會對基因轉錄產生阻遏作用,稱為負性順序調節元件。增強子是遠離轉錄起始點、能增強啟動子轉錄活性的DNA序列。
詳解:
TATA盒或Goldberg-Hogness框的共有序列是TATAAAA。它通常位于轉錄起始點上游-25~-30bp(真核生物)或-10(原核生物)的位置,控制轉錄的準確性和頻率。除此之外,GC盒和CAAT盒也是常見的基因組件,它們位于轉錄起始點上游的特定區域。由TATA盒及轉錄起始點即可構成最簡單的啟動子。
TATA盒的功能與RNA聚合酶的定位緊密相關。在DNA雙鏈揭開并決定轉錄的起始位置的過程中,除去TATA框后,轉錄將在許多位點上開始。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,它們對于任何細胞類別Ⅱ啟動子起始轉錄都是必需的。最先結合到TATA框的因子是TFⅡD,它是一種寡聚蛋白,包含TATA結合蛋白和多種TBP聯結因子。這些因子有助于DNA的彎曲和打開,從而促使轉錄的進行。
通常認為,TATA盒是啟動子的核心序列。在轉錄起始前,幾種轉錄因子首先與DNA的TATA盒結合形成復合體,然后RNA聚合酶也進入啟動子的核心區TATA。在轉錄因子的作用下,共同形成轉錄起始前復合物并開始轉錄。翻譯起始密碼子AMC位于轉錄起始點下游。復制過程有固定的復制起始點,但其堿基序列可能與TATA序列不同。核糖體在蛋白質生物合成時與mRNA結合,而增強子是遠離轉錄起始點、能增強啟動子活性的DNA序列。
Pribnow框(Pribnowbox序列)是在原核生物中,位于啟動子上游的共有序列,具有解旋功能部位的高度保守性和一致性。該序列對避免假信號的出現至關重要,估計信號序列至少需要有12bp。信號序列不一定是連續的,因為分開距離本身也是一種信號。Pribnowbox序列TATAAT與真核細胞和古生菌中的TATABox功能相似。
在mRNA前體轉錄的起始過程中,先由轉錄因子TF2和TATA框結合形成穩定的復合物,然后按照一定時空順序與其他轉錄因子和RNA聚合酶與DNA結合形成轉錄起始復合物開始轉錄。這一過程需要各種因子的協同作用以及精確的時序控制。
本文詳細闡述了真核生物啟動子中的TATA盒的作用、位置和功能機制。通過了解這些關鍵元件的作用方式和相互關系,可以更好地理解基因表達的調控機制。也介紹了原核生物中的Pribnow框等其他相關元件的功能和重要性。