Page 288 - 第九版生物化学

第十四章 RNA 的合成 髓 273

II 与 DNA 的非特异部位的结合，来协助 RNA pol II 靶向结合启动子 。 最后是 TF Il E 和 TFil H 加入， 完 kk y ,2018

形成闭合复合体，装配完成，这就是转录起始前复合物（动画 14-4" 真核生物转录起始前复合物形
成") 。

TFil H 具有解旋酶 (helicase) 活性，能使转录起始点附近的 DNA 双螺旋解开，使闭合复合体成为
开放复合体，启动转录 。 TFil H 还具有激酶活性，它的 一 个亚基能使 RNA pol II 的 CTD 磷酸化 。 还有
一种使 CTD 磷酸化的蛋白质是周期蛋白依赖性激酶 9 (cyclin-dependent kinase 9, CDK9) , 是正性转录
延长因子 (positive transcription elongation factor, P-TEFb) 复合体的组成部分，对 RNA pol II 的活性起正

性调节作用 。 CTD 磷酸化能使开放复合体的构象发生改变，启动转录 。 这时 TFilD 、 TFilA 和 TF II B

等就会脱离转录起始前复合物 。 当合成 一 段含有 30 个左右核昔酸的 RNA 时， TFil E 和 TFilH 释放，

RNA pol II 进入转录延长期（图 14-12) 。 在延长阶段， TFil F 仍然结合 RNA pol II, 防止其与 DNA 的结

合 。 CTD 磷酸化在转录延长期也很重要，而且 影 响转录后加工过程中转录复合体和参与加工 的酶之
间的相互作用 。

（四）少数几个反式作用因子的搭配启动特定基因的转录
上述的是典型而有代表性的 RNA pol II 催化的转录起始 。 RNA pol I 、 RNA pol 皿的转录起始与此
大致相似 。 不同基因转录特性的研究巳广泛开展，并发现数以百计、数 量 还在不断增加的转录因子 。
人类编码蛋白质的基因估计有 2 万个左右，为了保证转录的准确性，不同基因的转录起始需要不同的
转录因子来参与，这是可理解的 。 转录因子是蛋白质，也需要基因为它们编码 。 一般认为，数个反式
作用因子（主要是可诱导因子和上游因子等转录因子）之间互相作用，再与基本转录因子 、 RNA pol 搭
配而有针对性地结合、转录相应的 基 因 。 可诱导因子和上游因子常常通过辅激活因子或中介子与基
本转录因子 、 RNA pol 结合，但有时可不通过它们而直接与基本转录因子、 RNA pol 结合 。 转录因子的
相互辨认结合，恰如儿 童 玩具七巧板那样，搭配得当就能拼出多种不同的图形 。 人类基因虽数以万
计，但需 要 的转录因子可能几百个就能满足 表 达不同类型基因的需要 。 目前不少实验都支持这一理
论 。 用生物信息学估算人类细胞中大约有 2000 种编码 DNA 结合蛋白的基因，约占基因总数的 10% 。
其中大部分可能是反式作用因子 。

三、真核生物 RNA 转录延长过程不与翻译同步

真核生物转录延长过程与原核生物大致相似，但因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象 。真

核生物基因组 DNA 在双螺旋结构的基础上，与多种组蛋白组成核小体 (nucleosome) 高级结构 。 RNA

pol 前移处处都遇上核小体 。 RNA 聚合 核小体
酶 (500kD, 14nmx13nm) 和核小体组蛋白

八聚体 (300kD ,6nmx 16nm) 大小差别不 (a)
太大 。 转录延长可以观察到核小体移位

和解聚现象 。 用含核小体结构的 DNA

片段作模板 ， 在酶、底物存在及合适反应

条件下进行转录，能够观察到核小体移

位 。 在试管内 (in vitro) 转录实验中以 (b)

DNA 酶对 DNA 进行水解，从 DNA 电泳

图像观察到约 200bp 及其倍数的阶梯形

电泳条带 。 这种阶梯形电泳条带证明了 (c)
核小体在转录过程中存在，提示转录过

程中核小体只是发生了移位（图 14-13) 。 图 1 4-13 真核生物转录延长中的核小体移位 画纷
但在培养细胞的体内 (in vivo) 转录实验
中观察到，组蛋白中含量丰富的精氨酸 (a) RNA 聚合酶前移将遇到核小体； (b) 原来绕在组蛋白上的

DNA 解聚及 弯 曲； (c) 一个区段转录完毕，核小体移位