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中介体复合物结构与转录调控机制

2021-10-27张贺桥聂焱

自然杂志 2021年5期
关键词:实验室结构

张贺桥,聂焱

上海科技大学 免疫化学研究所,上海 201210

1 真核生物转录及中介体复合物

中心法则 (central dogma) 是所有原核和真核生物都遵循的生物学基本法则。中心法则主要指存储着遗传信息的DNA在细胞核内经过转录(transcription)生成信使RNA (messenger RNA,简称mRNA),然后mRNA经核糖体翻译(translation)产生蛋白质的过程。其中,基因转录是最基础的生命活动之一,大致可分为转录起始、转录延伸和转录终止。转录起始是其中最复杂的一步。

原核生物的RNA聚合酶只包含5个亚基,并且转录所需的其他关键组分只有σ因子。真核生物的转录要复杂得多,其转录起始过程需要RNA聚合酶II (RNA polymerase II,简称Pol II)、各种通用转录因子(general transcription factor,简称GTF)以及中介体复合物 (Mediator complex)[1-3]。真核生物转录发生时,转录激活子(transcriptional activator,也被称为基因特异型转录因子(gene-specific transcription factor))会首先结合在携带有转录激活信号的上游增强子(enhancer)区域(也被称为上游激活序列,upstream activation sequence,简称UAS),然后在基因的启动子(promoter) 区域组装成一个极其复杂的超级复合物——转录前起始复合物(preinitiation complex,简称PIC) (图1)[3]。转录前起始复合物包含RNA聚合酶II、各种通用转录因子以及中介体复合物。酵母来源的转录前起始复合物共包含约66种不同的蛋白组分:RNA聚合酶II、通用转录因子 (TFIIA、TFIIB、TBP/TFIID、TFIIE、TFIIF、TFIIH)以及中介体复合物。这些组分各司其职、共同协作,促进转录起始的发生 (图1)。在转录起始发生时,真核生物与原核生物最大的区别在于:负责激活基因转录的转录激活子/基因特异型转录因子在原核生物中直接与核心转录机器——RNA聚合酶结合;在真核生物中,转录激活子/基因特异型转录因子不直接与RNA聚合酶II结合,而是由中介体复合物介导(图1)。……

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