蛋白质结构学习笔记#8（转录调控、3’帽、5’ployA尾）

本文是bilibili大学”常春藤中英字幕课：麻省理工：基础生物学“的听课记

链接：https://www.bilibili.com/video/BV1aH43ekEzY?spm_id_from=333.788.videopod.sections&vd_source=580ae88a79e874ec274b6e76c0270868&p=8

先回顾上一节遗留问题

问题1：

如下图，在TATA招募蛋白质开始转录后，会转录哪条链？

答案：B

（因为RNA也是从5‘→3'转录）

据此——可以根据TATA-box和DNA链的方向找出哪些链会被转录（而不是其配对的链）

问题2：

下来哪个陈述是不正确的

答案：C

（因为并不转录完全，只转录一小段）

也正因为如此，转录过程中并不需要拓扑异构酶

1、转录控制和RNA进程

（1）转录因子（Transcription factors）+激活/抑制因素决定转录起始。→pre-mRNA（真核生物）/mRNA（原核生物）

转录的起始需要多种物质的参与：

启动子区域（promoter region）往往位于转录起始位点（transcription start sites）附近；

增强子区域（enhancer）位于可以起始位点100bp-1000bp距离，可以增强启动子活性。

染色质重塑（chromatin remodeling），染色质重塑器（chromatin remodelers）：

在转录前必须剪开染色质的复杂结构，因此又涉及到以下两种调控方式：

（1）蛋白质层面：

组蛋白（Histone）含有大量正电荷的蛋白质（因为其包含两种带正电的氨基酸：精氨酸（arginine）和赖氨酸（lysine））

通过修改组蛋白的电荷，可以破坏其稳定性，改变其结构从而促使转录起始，如：

例如酰化Lys上的-NH2，从而中和其带电基团变为中性

（2）DNA层面：

DNA甲基化

不管其过程如何，其结果会有助于染色质稳定，从而抑制转录

如此多的因素控制可以决定什么时间什么RNA进行转录，因为我们并不需要所有的RNA在同一时刻进行转录，比如不同的细胞周期时所需要的蛋白质不同，不同RNA的转录活性也不相同

（2）pre-mRNA转变为mRNA（原核生物中无这一步）

原核生物没有细胞核（nucleus），只有拟核（nucleoid）——没有明确的膜的包裹

真核生物有一个明确的细胞核，包括了转录复制的所有机制。

真核生物中，由RNA聚合酶产生的RNA为pre-mRNA，并不能直接进行翻译成我们需要的蛋白质，还需要进行修饰称为mRNA。（原核生物中则不包含这一步）

在细胞核中还包含将 pre-mRNA→mRNA 的机制。

其修饰过程如下：

1、5’加帽（5 prime capping）——在DNA转录时就已进行（pre-mRNA就有）

5'帽的作用：

1.保护5‘端免受核酸外切酶作用（阻止结合）

2.调控RNA离开细胞核（一些蛋白质可以识别5'帽从而运输其出核）

3.标志其为将要参与翻译的mRNA

4.在下一步可以促进翻译

2、3‘多聚腺苷酸化（3’ polyadenylation）——ployA尾（100-250个A）

polyA尾的作用：

1.保护3‘端免受核酸外切酶作用（核酸外切酶会先“啃食”ployA尾，而不是重要的储存有遗传信息的RNA序列）

2.参与维持RNA稳定及其降解（与1是同一原理，随着时间进行ployA尾逐渐缩短，当其足够短后，核酸外切酶就开始侵蚀RNA编码区域从而使RNA降解）

3.作为RNA离开细胞核的标志

4.作为技术领域重要工具

（比如通过ployA尾可以拉下来（在磁珠上连接许多T）编码RNA→然后进行测序→得出编码蛋白质的序列都有哪些）

这两项工作使转录出的mRNA中间的gene部分保持完整，不会被核酸外切酶（exonucleases）侵蚀或降解

3、内含子的剪切去除

不同的剪接事件，同时丰富了转录本的不同变体