利用计算生物学方法识别原核启动子的研究进展
2021-10-13苏伟孙自杰岳鹏林昊
苏伟,孙自杰,岳鹏,林昊*
(1.电子科技大学生命科学与技术学院 成都 611731;2.成都东软学院健康医疗科技学院 成都 611844)
启动子通常位于基因上游,能与RNA 聚合酶特异性结合并起始转录的一段DNA 序列,作为转录起始过程的关键元件,激活RNA 聚合酶与模板DNA 结合,是基因表达和转录调节的起始步骤[1]。
原核生物RNA 聚合酶中的σ 因子可以特异性识别并结合启动子。在大肠杆菌中,存在多种σ 因子,根据分子量可以分为7 类,σ70、σ54、σ38、σ32、σ28、σ24、σ19,在已知的7 类σ 因子中前6 类保守性极强,而σ19 在大多数基因组中是缺失的[2]。每一类σ 因子具有特定的生物学功能[3-6],σ70 主要负责持家基因的转录;σ54 被认为是参与氮代谢的调控因子以及控制一些辅助进程;σ38 参与稳定期基因的调节;σ32 是热休克σ 因子(热激因子);σ28 参与鞭毛的合成;σ24 与极端热应激反应有关;σ19 则参与对铁离子转运系统的调控。根据σ 因子的同源性,可将其大致分为两类:一类是σ70 家族,包括σ70、σ38、σ32、σ28、σ24、σ19;另一类是σ54 家族。大肠杆菌基因组内的启动子类型依据与之结合的σ 因子种类也可分为相应的类型。不同类型的启动子共有序列也有所差异。因此,启动子也依据被识别的片段分为σ70 家族和σ54 家族。如σ70 启动子具有两个重要的基序区域,−10 区和−35 区,分别位于转录起始位点上游 约10bp 和35bp 处。−10 区含有保守序列“TATAAT”,又被称为Pribnow box 或TATA box,富含腺嘌呤(adenine,A)和胸腺嘧啶(thymine,T),有助于DNA 双链解螺旋分离;−35 区则由6 个保守的核苷酸“TTGACA”组成[7]。除了σ70 因子,−10 区和−35 区也是被σ70 家族其他因子识别的重要片段。相比之下,σ54 启动子的共有序列及其位置与σ70 启动子具有明显差异,在σ54 启动子的−24 区和−12 区存在保守区域,其保守序列分别是“TGGCA[CT][GA]”和“TGC[AT][TA]”[8]。……
