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专题译述

核心启动子基因表达调控机制简介

YORK、筱玥/编译

真核生物的生存以及生长发育有赖于对基因组内成千上万个基因的表达进行正常调控。经过科研人员多年的努力探索,我们现在认识到每一个基因的表达都受到多种不同机制的调控。这篇综述将着重就上述众多调控机制中的一种组份——RNA聚合酶II核心启动子展开讨论。

一、研究核心启动子的意义

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对核心启动子的分析可以帮助我们了解真核生物转录调控机制里最基本的信息。这些基础知识也是现代分子生物学基础理论重要的组成部分。其次,因为在转录激活过程里发生的一系列级联反应最终都会作用到核心启动子上,都会对核心启动子上发生的基础转录作用造成直接或间接的影响,所以核心启动子可谓是所有对RNA聚合酶II能够起到转录调控作用的转录因子的终极作用靶标。

二、关于核心启动子

YORK、筱玥/编译

1. 什么是核心启动子 2. 集中型转录起始作用与弥散型转录起始作用 3. 基础转录因子

三、核心启动子基序简介

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各个集中型核心启动子之间在结构和功能上都存在着一些差异。在图2中我们给出了几个目前已知的与核心启动子功能相关的核心启动子基序,今后还可能会发现更多的核心启动子元件。目前为止,人们还没有发现一种见诸于所有启动子中的通用的核心启动子基序。接下来我们将介绍几种常见的核心启动子元件。

四、核心启动子在基因表达调控工作中发挥的作用

YORK、筱玥/编译

基因转录调控不仅依赖各种增强子的作用,同时也依赖各种不同结构的核心启动子的作用。这种情况在增强子和启动子同时存在时表现得尤为明显。比如果蝇的AE1增强子和IAB5增强子就能够优先激活含有TATA盒的even-skipped 核心启动子,而不会优先激活不含TATA盒,却含有DPE元件的white核心启动子。另外,我们利用增强子捕获筛选技术(enhancer-trapping screen)还在果蝇中发现了DPE元件以及TATA盒特异性的增强子。所以,有一些增强子主要负责激活含有TATA盒的启动子,另一些增强子则主要负责激活含有DPE元件的启动子。

五、核心启动子识别因子在细胞特异性转录及基因调控中的新功能

YORK、筱玥/编译

我们一直都认为RNA聚合酶II核心启动子识别装置(RNA polymerase II core promoter recognition apparatu)在所有的真核细胞中都具有高度保守且一致的作用,即启动基因转录的作用。一般都认为诸如含有TATA盒结合蛋白(TATA binding protein, TBP)和TBP相关因子(TBP associated factor, TAF)的复合体TFIID一类的原型起始前复合体(preinitiation complex)的重要组成亚单位一定都有其相对应的、序列特异性的激活子或抑制子,帮助它们发挥转录调控作用。

六、更多阅读——启动子实时活性分析系统

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在人类基因组DNA序列中,仅仅有大约3%的序列是编码蛋白质的序列,而在基因表达成蛋白质过程中转录是关键性的第一步。启动子是影响基因能否转录的重要功能单位,是决定基因能否表达的开关。某个基因是否应当表达决定于在特定的启动子起始过程。在疾病的发生和发展过程中,部分启动子的活性会打开或关闭。通过对启动子活性的检测有助于理解疾病相关的信号传导途径,发现和确证靶标。

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