今天给各位分享聚合pol2酶的知识,其中也会对生物化学pol进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!
真核生物RNA聚合酶II的启动子调控序列需全部结合转录因子才可以转录?
RNA pol Ⅱ的转录起始
第一步是原称为TFⅡD的转录启动因子和TATA框结合形成复物体,为RNA pol Ⅱ指明结合位置。现在已和TFⅡD含有种蛋白,一种是识别TATA框的TBP(TATA-binding protein),是30KDa的小蛋白。另一些亚基称为TAFs(TBP结合因子,TBP-associated factors)。有的TAFs是和TBP等当量的。而另一些TAFs存在量较少。很可能TFⅡDs含有不同的TAFs来识别不同的启动子。
这种观点认为TBP和不同的TAFs结合可以使其它的聚合酶识别启动子。TFⅢB是用于内部polⅢ启动子,SLi 是用于polI启动子,但这两者都被分成TBP和特殊TATs结合的一种成份。任何单个的TBP分子,其本身并不是对所有启动子都是必需的。但实际是和TAFs结合,不断地用于特殊的启动子。TBP必需具备在各种启动子上和这种因子或聚合酶相互作用结合的能力。在酵母中TBP基因突变性会影响到不同类型启动子的转录。
人类Ⅱ型基因的转录因子
因子 分子量 功能
RNAPolⅡ ≥10K 依赖模板合成RNA
TFⅡA 12, 19, 35K 稳定TFⅡD和DNA的结合,激活TBP亚基
TFⅡB 33K 结合模板链(-10~+10),起始PolⅡ结合,和TFⅡE/F相互作用
TFⅡD (TBP, 30K) TBP亚基识别TATA,将聚合酶组入复合体中,TAFs识别特殊启动子
TFⅡE 34K(β),57K(α) 结合在PolⅡ的前部,使复合体的保护区延伸到下游
TFⅡF 38, 74K 大亚基具解旋酶活性(RAP74),小亚基和PolⅡ结合,介导其加入复合体
TFⅡH 具激酶活性,可以磷酸化PolⅡC端的CTD,使PolⅡ逸出,延伸
TFⅡI 120K 识别Inr,起始TFⅡF/D结合
TFⅡJ 在TFⅡF后加入复合体,不改变DNA的结合方式
TFⅡS RNA合成延伸
TBP作为第一个和DNA接触的因子十分引人注目,有是它被看成是一种“束缚”因子(commitment factor)其实是和RNA pol Ⅱ结合,使启动子转录,它起到介导的作用。由于TATA框离转录起始位点的距离是固定的,识别它对RNA聚合酶来说是重要的。TBP在启动上对各种聚合酶所起的一个相同的作用是将它们组入转录复合体中。
TFⅡA含有几个亚基(在酵母中有2个,在哺乳动物中有3个),当它加入复合体中时,TFⅡD所保护的DNA区域就延伸更上游的区域。它可能通过解除TAFs的阻遏作用而激活TBP,它的参与使TFⅡD和TATA框结合得更稳定
TFⅡB分子量为33Kda,它在起始点邻近区域,从-10到+10可以部分地保护模板链在TATA框下游与DNA松散结合。形成复合物,和DNA双链结合是不对称的,它还可以使TFⅡE/ⅡF相互作用。
TFⅡF含有2个亚基,大亚基RAP74,具有ATρ-依赖性DNA解旋酶活性,它和起始时DNA链的熔解有关。它的小亚基是RAP38,和细菌的σ因子有部分同源,紧密地和RNA pol Ⅱ结合。介导polⅡ和其它蛋白结合转录成复合体。TFⅡF-polⅡ和复合体连接时,与TFⅡB的相互作用是重要的。
RNA PolⅡ结合位点在模板链上达到下游+15,在非模板链上达到+20,其长度贯穿了整个复合体 ,上游也被其保护了。
TRⅡE结合在pol的前部,使复合体的保护区延伸到下游双链的+30处。
TRⅡH和 TRⅡJ在TRⅡF之后也加入复合体中,但并不改变DNA的结合方式。TFⅡH具有激酶活性,可以磷酸化RNA pol Ⅱ尾巴上的CTD,CTD的磷酸化使polⅡ从转录因子中释放出来,这样就能离开启动子开始延伸。
这一起始过程和细菌RNA pol催化的反应是相似的。RNA pol的结合产生了闭合复合体。在最后阶段双链打开产生开放复合体。这种转变是和下游位点复合体体影响的增加有关。多半是由于TFⅡ因子的释放有关。起始反应的双链分离阶段是需水平解ATP的,可能要释放某些转录因子。在基本的因子和polⅡ的相互作用中看来TBP和酶尾部的CTD之间的作用也是重要的。
在没有TATA框的启动子上起始何发生呢?这种起始同样需要一些基本的转录因子,其中也包括TFⅡD。TFⅡD可能带有一个或多个TAFs来直接识别Inr,并与之结合。现在还不清楚在和TATA结合中TFⅡD怎样发挥其作用。Inr序列可能作为一种位置元件,让转录因子结合于其上,且锚这种复合体。TFⅡD看来必须以某种其它方式进入复合体而不结合在TATA框上。在这些启动子上TBP的功能很象在pol的启动子上和polⅢ的内部启动子上。
很多的基本因子含有多种亚基,所以多数的分子量是很大的,可能涉及到约20多种肽,总分子量达到500KDa,polⅡ约有10个亚基分子量也有约500Kda,看来RNA Pol的起始是涉及到非常大的复合体。
PolⅡ起始复合体提供了一个和原核转录有趣的对照。细菌的RNA pol很容易和DNA结合;σ因子对于起始于必要的,但无助于延伸,因起始后它就被释放出来了。真核的polⅡ只有在起始因子和DNA结合后才和启动子结合。这些因子的作用类似σ因子,使聚合酶识别启动子上的特殊序列。但已进化得比较独立。
[img]在生物界DNA合成的方式有几种?大肠杆菌及其真核生物中有哪些DNA聚合酶及它们各有何功能?

两种 第一种是DNA自我复制 即:以一条DNA为母链按碱基互补配对原则合成子代DNA的过程 第二种是以RNA为模板的逆转录 1、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ(DNApolymeraseⅠ,DNApolⅠ)这是1956年由ArthurKornberg首先发现的DNA聚合酶,又称Kornber酶。此酶研究得清楚而且代表了其他DNA聚合酶的基本特点。
(1)理化性质:纯化的DNApolⅠ由一条多肽链组成,约含1000个氨基酸残基,MW为109KD。分子含有一个二硫键和一个-SH基。通过二个酶分子上的-SH基与Hg2+结合产生二聚体,仍有活性。每个酶分子中含有一个Zn2+,在DNA聚合反应起着很重要的作用。每个大肠杆菌细胞中含有约400个分子,每个分子每分钟在37℃下能催化667个核苷酸掺入正在生长的DNA链。经过枯草杆菌蛋白酶处理后,酶分子分裂成两个片段,大片段分子量为76KD,通常称为Klenow片段,小片段的分子量为34KD。此酶的模板专一性和底物专一性均较差,它可以用人工合成的RNA作为模板,也可以用核苷酸为底物。在无模板和引物时还可以从头合成同聚物或异聚物。
DNAPolⅠ在空间结构上近似球体,直径约65A。在酶的纵轴上有一个约20A的深沟(cleft),带有正电荷,这是该酶的活性中心位置,在此位置上至少有6个结合位点:[1]模板DNA结合位点;[2]DNA生长链或引物结合位点;[3]引物末端结合位点,用以专一引物或DNA生长链的3'-OH;[4]脱氧核苷三磷酸结合位点;[5]5'→3'外切酶活性位点,用以结合生长链前方的5'-端脱氧核苷酸并切除之;[6]3'→5'外切酶活性位点,用以结合和切除生长链上未配对的3'-端核苷酸。
2、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅱ(DNApolⅡ):DNA聚合酶Ⅰ缺陷的突变株仍能生存,这表明DNApolⅠ不是DNA复制的主要聚合酶。人们开始寻找另外的DNA聚合酶,并于1970年发现了DNApolⅡ。此酶MW为120KD,每个细胞内约有100个酶分子,但活性只有DNApolⅠ的5%。该酶的催化特性如下:
(1)聚合作用:该酶催化DNA的聚合,但是对模板有特殊的要求。该酶的最适模板是双链DNA而中间有空隙(gap)的单链DNA部份,而且该单链空隙部份不长于100个核苷酸。对于较长的单链DNA模板区该酶的聚合活性很低。但是用单链结合蛋白(SSBP)可以提高其聚合速率,可达原来的50-100倍。
(2)该酶也具有3'→5'外切酶活性,但无5'→3'外切酶活性。
(3)该酶对作用底物的选择性较强,一般只能将2-脱氧核苷酸掺入到DNA链中。
(4)该酶不是复制的主要聚合酶,因为此酶缺陷的大肠杆菌突变株的DNA复制都正常。可能在DNA的损伤修复中该酶起到一定的作用。
3、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅲ(DNApolⅢ):DNA pol Ⅲ全酶由多种亚基组成(见下表),而且容易分解。大肠杆菌每个细胞中只有10-20个酶分子,因此不易获得纯品,为研究该酶的各种性质和功能带来了许多困难。直到不久前,才对其性质和功能有所了解,但每个亚基的具体作用扔不十分清楚。尽管该酶在细胞内存在的数量较少,但催化脱氧核苷酸掺入DNA链的速率分别是DNA聚合酶Ⅱ的15倍和30倍。该酶对模板的要求与DNA聚合酶Ⅱ相同,最适模板也是链DNA中间有空隙的单链DNA,单链结合蛋白可以提高该酶催化单链DNA模板的DNA聚合作用。DNApolⅢ也有3'→5'和5'→3'外切酶活性,但是3'→5'外切酶活性的最适底物是单链是DNA,只产生5'-单核苷酸,不会产生二核苷酸,即每次只能从3'端开始切除一个核苷酸。5'→3'外切酶活性也要求有单链DNA为起始作用底物,但一旦开始后,便可作用于双链区。DNA聚合酶Ⅲ是细胞内DNA复制所必需的酶,缺乏该酶的温度突变株在限制温度(non permissive temperature)内是不能生长的,此种突变株的裂解液也不能合DNA,但加入DNA聚合酶Ⅲ则可以恢复其合成DNA的能力。
真核rna聚合酶二的转录产物是
hnRNA。
RNA-polⅡ是真核生物中最活跃的RNA聚合酶,其转录产物主要是hnRNA,RNA聚合酶Ⅱ转录起始所识别的DNA结构是启动子的核心序列(TATA盒)。
真核生物的RNA聚合酶分为三类:RNA聚合酶I,转录出45SrRNA前体,然后经过加工产生18SrRNA、28SrRNA、5.8SrRNA。RNA聚合酶II,转录mRNA和大多数核内小RNA(SnRNA)。RNA聚合酶III,转录tRNA、5SrRNA、U6SnRNA和胞质小RNA(ScRNA)。
DNA聚合酶的举例
大肠杆菌DNA聚合酶
1、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ(DNApolymeraseⅠ,DNApolⅠ)这是1956年由ArthurKornberg首先发现的DNA聚合酶,又称Kornber酶。此酶研究得清楚而且代表了其他DNA聚合酶的基本特点。
⑴理化性质:纯化的DNApolⅠ由一条多肽链组成,约含1000个氨基酸残基,MW为109KD。分子含有一个二硫键和一个-SH基。通过二个酶分子上的-SH基与Hg2+结合产生二聚体,仍有活性。每个酶分子中含有一个Zn2+,在DNA聚合反应起着很重要的作用。每个大肠杆菌细胞中含有约400个分子,每个分子每分钟在37℃下能催化667个核苷酸掺入正在生长的DNA链。经过枯草杆菌蛋白酶处理后,酶分子分裂成两个片段,大片段分子量为76KD,通常称为Klenow片段,小片段的分子量为34KD。此酶的模板专一性和底物专一性均较差,它可以用人工合成的RNA作为模板,也可以用核苷酸为底物。在无模板和引物时还可以从头合成同聚物或异聚物。
DNAPolⅠ在空间结构上近似球体,直径约65A。在酶的纵轴上有一个约20A的深沟(cleft),带有正电荷,这是该酶的活性中心位置,在此位置上至少有6个结合位点:
[1]模板DNA结合位点;
[2]DNA生长链或引物结合位点;
[3]引物末端结合位点,用以专一引物或DNA生长链的3'-OH;
[4]脱氧核苷三磷酸结合位点;
[5]5'→3'外切酶活性位点,用以结合生长链前方的5'-端脱氧核苷酸并切除之;
[6]3'→5'外切酶活性位点,用以结合和切除生长链上未配对的3'-端核苷酸。
2、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅱ(DNApolⅡ):DNA聚合酶Ⅰ缺陷的突变株仍能生存,这表明DNApolⅠ不是DNA复制的主要聚合酶。人们开始寻找另外的DNA聚合酶,并于1970年发现了DNApolⅡ。此酶MW为120KD,每个细胞内约有100个酶分子,但活性只有DNApolⅠ的5%。该酶的催化特性如下:
⑴聚合作用:该酶催化DNA的聚合,但是对模板有特殊的要求。该酶的最适模板是双链DNA而中间有空隙(gap)的单链DNA部分,而且该单链空隙部分不长于100个核苷酸。对于较长的单链DNA模板区该酶的聚合活性很低。但是用单链结合蛋白(SSBP)可以提高其聚合速率,可达原来的50-100倍。
⑵该酶也具有3'→5'外切酶活性,但无5'→3'外切酶活性。
⑶该酶对作用底物的选择性较强,一般只能将2-脱氧核苷酸掺入到DNA链中。
⑷该酶不是复制的主要聚合酶,因为此酶缺陷的大肠杆菌突变株的DNA复制都正常。可能在DNA的损伤修复中该酶起到一定的作用。
3、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅲ(DNApolⅢ):DNA pol Ⅲ全酶由多种亚基组成(见下表),而且容易分解。大肠杆菌每个细胞中只有10-20个酶分子,因此不易获得纯品,为研究该酶的各种性质和功能带来了许多困难。直到不久前,才对其性质和功能有所了解,但每个亚基的具体作用扔不十分清楚。尽管该酶在细胞内存在的数量较少,但催化脱氧核苷酸掺入DNA链的速率分别是DNA聚合酶Ⅱ的15倍和30倍。该酶对模板的要求与DNA聚合酶Ⅱ相同,最适模板也是链DNA中间有空隙的单链DNA,单链结合蛋白可以提高该酶催化单链DNA模板的DNA聚合作用。DNApolⅢ也有3'→5'和5'→3'外切酶活性,但是3'→5'外切酶活性的最适底物是单链是DNA,只产生5'-单核苷酸,不会产生二核苷酸,即每次只能从3'端开始切除一个核苷酸。5'→3'外切酶活性也要求有单链DNA为起始作用底物,但一旦开始后,便可作用于双链区。DNA聚合酶Ⅲ是细胞内DNA复制所必需的酶,缺乏该酶的温度突变株在限制温度(non permissive temperature)内是不能生长的,此种突变株的裂解液也不能合DNA,但加入DNA聚合酶Ⅲ则可以恢复其合成DNA的能力。
DNA聚合酶Ⅲ的组成
亚基 分子量(×103) 其它名称
a 140 dnaE蛋白,polC蛋白
ε 25
θ 10
τ 83
γ 52 dnaZ蛋白
δ 32 dnaX蛋白
β 40 dnaN蛋白,copolⅢ
大肠杆菌三种DNA聚合酶的特性 功能polⅠpolⅡpolⅢ聚合作用5'→3'+++外切酶活性3'→5'+++焦磷酸解和焦磷酸交换作用+-+模板及引物的选择完整的DNA双链---带引物的长单链DNA+--带缺口的双链DNA+--双链而有间障的DNA+++外切酶活性5'→3'+-+一般性质
分子量 1 09KD 120KD 140KD
每细胞中的分子量
结构基因 polA polB polC
T4-DNA聚合酶
最近年来在枯草杆菌,鼠伤寒沙门氏杆菌等细胞及噬菌体T4、T5、T7中分离到DNA聚合酶,这里只介绍T4DNA聚合酶。T4DNA聚合酶与大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ相似,也是一条多肽链,分子量亦相近,但氨基酸组成不同,它至少含有15个半胱氨酸残基。但是,它在作用上与大肠杆菌DNApol不同;[1]它无5'→3'外切酶活性;[2]它需要一条有引物的单链DNA作模板。在有缺口的双链DNA作模板时,需要有基因32蛋白的辅助(基因32蛋白在T4DNA复制中的作用和大肠杆菌单链结合蛋白的作用相似,基因32蛋白在复制叉处和单链DNA结合后可以促进双链的进一步打开,并保持其单链状态有利于新生链的合成);它利用单链DNA为模板进,可同时利用它作为引物,即此单链DNA的3'端能环绕其本身的某一顺序形成氢键配对,3'端的未杂交部分即被T4DNA聚合酶的3'→5'外切酶活性切去,然后在其作用下从3'-OH端开始聚合,合成该模板DNA的互补链,再以互补链为模板合成原来的单链DNA。
真核生物的DNA聚合酶
真核生物的DNA聚合酶:真核生物中也具有几种DNA聚合酶,但这些聚合酶都没有3'→5'或5'→3'外切酶活性。其聚合反应机制与原核生物的聚合一样。主要的酶(占总量的80-90%)是DNA聚合酶α,分子量为300KD,含有4个或5个亚基,主要负责染色体DNA的复制。DNA聚合酶β,分子量为45KD,仅含有一条链,主要作用是修复核内DNA。第三种聚合酶γ,分子量为140KD,存在于线粒体内,负责催化线粒体DNA的复制。最近从兔的骨髓细胞质中分离到一种新的DNA聚合酶,这种酶与上述真核生物的DNA聚合酶不同,而与原核生物的聚合酶类似,具有3'→5'核酸外切酶活性,称为DNA聚合酶δ。另外,从酵母、原虫等低真核生物中分离到一些DNA聚合酶。一般来说,这些低等生物都没有低分子量的DNA聚合酶β,而且与原核生物的DNA聚合酶相似,有3'→5'外切酶活性。
实验室常用的耐热DNA聚合酶
耐热DNA聚合酶多应用在PCR技术中。各种耐热DNA聚合酶均具有5'-3'聚合酶活性,但不一定具有3'-5'和5'-3'的外切酶活性。3'-5'外切酶活性可以消除错配,切平末端;5'-3'外切酶活性可以消除合成障碍。由于上述这些不同,可以将耐热DNA聚合酶分为三类:
一、普通耐热DNA聚合酶
Taq DNA 聚合酶
由一种水生栖热菌yT1株分离提取出,是发现的耐热DNA聚合酶中活性最高的一种,达200,000单位/mg。具有5'-3'外切酶活性,但不具有3'-5'外切酶活性,因而在合成中对某些单核苷酸错配没有校正功能。
TaqDNA聚合酶还要具有非模板依赖性活性,可将PCR双链产物的每一条链3'加入单核苷酸尾,故可使PCR产物具有3'突出的单A核苷酸尾;另一方面,在仅有dTTP存在时,它可将平端的质粒的3'端加入单T核苷酸尾,产生3'端突出的单T核苷酸尾。应用这一特性,可实现PCR产物的T-A克隆法。
Tth DNA 聚合酶
从Thermus thermophilus HB8中提取而得,该酶在高温和MnCl2条件下,能有效地逆转录RNA;当加入Mg2+后,该酶的聚合活性大大增加,从而使cDNA合成与扩增可用一种酶催化。
二、高保真DNA聚合酶
pfu DNA 聚合酶
是从Pyrococcus furiosis中精制而成的高保真耐高温DNA聚合酶,它不具有5'-3'外切酶活性,但具有3'-5'外切酶活性,可校正PCR扩增过程中产生的错误,使产物的碱基错配率极低。PCR产物为平端,无3'端突出的单A核苷酸。
Vent DNA 聚合酶
该酶是从Litoralis栖热球菌中分离出的,不具有5'-3'外切酶活性,但具有3'-5'外切酶活性,可以去除错配的碱基,具有校对功能。
三、DNA序列测定中应用的耐热DNA聚合酶
Promega公司测序级TaqDNA聚合酶
是在TaqDNA聚合酶的基础上对它进行修饰,去除5'-3'外切酶活性,保证测序记过的高度准确性,可产生强度均一的测序条带,背景清晰。
Bca Best DNA 聚合酶
从Bacillus Caldotenax YT-G菌株中提纯,并使其5'-3'外切酶活性缺失的DNA聚合酶。它的伸长性能优越;可抑制DNA二级结构形成,可以得到均一的DNA测序带。
Sac DNA 聚合酶
从酸热浴流化裂片菌中分离,无3'-5'外切酶活性,可用于DNA测序,但测序反应中ddNTP/dNTP的比率要高。
polii基因转录起始复合物的组成成员及其功能
polii基因转录起始复合物的组成成员及其功能:真核生物转录起始由RNA聚合酶在许多通用转录因子(GTF)的帮助下完成。
GTF中的TFIID蛋白首先识别TATA BOX(TATA BOX 是真核生物核心启动子的的重要元件)并结合上去,其结合导致TATA序列扭曲,这有利于聚合酶以及其他GTF募集到启动子上,最终聚合酶以及通用转录因子共同结合在启动子上形成前起始复合体。
聚合作用
在引物RNA'-OH末端,以dNTP为底物,按模板DNA上的指令由DNApolⅠ逐个将核苷酸加上去,就是DNApolⅠ的聚合作用。酶的专一性主要表现为新进入的脱氧核苷酸必须与模板DNA配对时才有催化作用。dNTP进入结合位点后,可能使酶的构象发生变化,促进3'-OH与5'-PO4结合生成磷酸二酯键。
DNA pol ⅠⅡⅢ功能的比较,或者是区别。
我想你说的应该是大肠杆菌的DNA聚合酶I、II、III吧~
大肠杆菌的DNA聚合酶I参与受损DNA的修复,并在半保留复制中起辅助作用。
当复制叉停留在DNA受损部位时,重新开始复制则需要DNA聚合酶II。
DNA聚合酶II是复制酶,参与复制。
另外,大肠杆菌还有DNA聚合酶IV和V,参加专一的修复反应。
--参考自基因VIII
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