Galerie de cartes mentales Biologie-Transcription d'ARN
Il s'agit d'une carte mentale sur la transcription de l'ARN, y compris l'initiation de la transcription, l'élongation de la transcription, Arrêt du processus de transcription, Traitement de l'ARN, etc.
Modifié à 2023-12-13 16:56:36Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
La gestion de projet est le processus qui consiste à appliquer des connaissances, des compétences, des outils et des méthodologies spécialisés aux activités du projet afin que celui-ci puisse atteindre ou dépasser les exigences et les attentes fixées dans le cadre de ressources limitées. Ce diagramme fournit une vue d'ensemble des 8 composantes du processus de gestion de projet et peut être utilisé comme modèle générique.
Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
Cent ans de solitude est le chef-d'œuvre de Gabriel Garcia Marquez. La lecture de ce livre commence par l'analyse des relations entre les personnages, qui se concentre sur la famille Buendía et raconte l'histoire de la prospérité et du déclin de la famille, de ses relations internes et de ses luttes politiques, de son métissage et de sa renaissance au cours d'une centaine d'années.
La gestion de projet est le processus qui consiste à appliquer des connaissances, des compétences, des outils et des méthodologies spécialisés aux activités du projet afin que celui-ci puisse atteindre ou dépasser les exigences et les attentes fixées dans le cadre de ressources limitées. Ce diagramme fournit une vue d'ensemble des 8 composantes du processus de gestion de projet et peut être utilisé comme modèle générique.
Transcription d'ARN
importer
concept
Unité de transcription : séquence du promoteur au terminateur
Brin modèle (également appelé brin non-sens, brin anti-codage, brin non-sens ou -strand) : avec la transcription Brins d'ADN complémentaires avec orientation polaire 3'-5'
Brin non matrice (brin sens, brin codant, brin) : avec le brin ARN ont la même séquence nucléotidique (sauf que le T sur l'ADN correspond au T sur l'ARN U)
Points de base
Unité de transcription, modèle, chaîne de modèles, non-modèle Concepts liés à la chaîne
L'unité de transcription chez les eucaryotes est monocis antitron (cistron = gène)
L'origine de la transcription est enregistrée sous la valeur 1, au-dessus duquel L'enregistrement de voyage est une valeur négative et l'enregistrement en aval est une valeur positive.
L'ADN est transcrit de manière asymétrique
Initiation à la transcription
promoteur procaryote
Découverte et démonstration de promoteurs procaryotes
concept
Initiation de la transcription : l'ARN polymérase se lie au promoteur de transcription de l'ADN, Le processus de formation d’un complexe fonctionnel d’initiation de la transcription. Il a été transcrit L’étape limitante du processus est la première et la plus importante étape de la régulation de l’expression génique. scène.
Promoteur : la molécule d'ADN est protégée par l'ARN polymérase et les régulateurs de transcription Reconnaît et forme le complexe d'initiation de la transcription.
Promoteur fort : un promoteur ayant une forte affinité pour l'ARN polymérase, qui La fréquence et l’efficacité de la transcription initiale sont toutes deux élevées.
Motif (séquence promotrice de la région -10) : séquence consensus extrêmement conservée Colonne dont le centre est situé environ 10 pb en amont du site d'initiation de la transcription.
Site de liaison (site B) : l'ARN polymérase se lie au site de reconnaissance Après avoir cliqué, déplacez le curseur vers la zone -10, sélectionnez la chaîne de modèles et fermez-la combiner.
promoteur principal
Point de départ de la transcription (site I) : 1 site.
Élément de contrôle en amont : situé dans la région -70~-40 en amont du promoteur principal Contient une régulation positive qui se lie au complexe CAP-AMPc et active la transcription point de contrôle.
éléments de contrôle en amont
méthode expérimentale
Méthode d'empreinte ADN : ajout de la polymérisation de l'ARN au système de réaction génique enzyme sans ajouter de NTP, l'ARN polymérase ne peut se lier qu'au promoteur , la transcription ne peut pas avoir lieu. Ajouter la digestion DNase au système L'ADN, segment d'ADN protégé par l'ARN polymérase (promoteur séquence) peuvent être liés à des filtres de nitrocellulose afin que L'ADN est libéré du complexe et sa séquence est déterminée.
Points de base
Le promoteur procaryote mesure environ 40 bases et contient la région -10 La séquence conservée de la boîte Pribnow est TATAAT, région -35 La séquence conservée de la boîte Sextama est TTGACA, et les deux autres boîtes Il existe une séquence d'espacement de 17 ± 1 pb entre eux. La conservation de la séquence d'espacement est propice à. Initiation de l'ARN polymérase. La mutation d'espacement approche 17 pb → une mutation de régulation positive qui améliore la fonction du promoteur Espacement de la mutation loin de 17 pb → mutation de régulation négative qui affaiblit l'activité du promoteur
Caractéristiques fonctionnelles
La séquence -35 est le site de reconnaissance de liaison du facteur rho dans l'holoenzyme ARN polymérase indiquer. La position de la région -10 est riche en A/T et la fusion de la région promotrice se produit en - Dans la région 10, le facteur rho sélectionne le brin matrice et incite l'ARN à La polymérase se lie au brin matrice.
Effets mutationnels des promoteurs procaryotes
Points de base
La différence essentielle entre les promoteurs forts et faibles réside dans le degré de similarité avec la séquence conservée -35 (TTGACA) et la séquence conservée -10 (TATAAT). Si la mutation amène le promoteur à s'écarter de la séquence standard, l'effet du promoteur est faible et la mutation apparaît comme une mutation de régulation négative ; sinon, la mutation apparaît comme une mutation de régulation positive ;
promoteur eucaryote
Structure de base du promoteur
concept de base
Éléments cis : se lient aux facteurs agissant en trans et existent avec les gènes cibles A proximité, la séquence d'ADN structurellement conservée qui régule la transcription du gène cible Liste. Tels que : rehausseur, silencieux. Non directement associé à l'ARN polymérase Interagissez avec d’autres protéines pour activer ou organiser Initiation de la transcription de gènes de structure par l'ARN polymérase.
Facteurs agissant en trans : se lient aux éléments agissant en cis et régulent les gènes de facteurs de transcription. Tels que les protéines activatrices, les protéines répresseurs et les ARNnc
Gènes domestiques : nécessaires au maintien des processus métaboliques de base des cellules, Exprimé dans différents types de cellules et stades de croissance cellulaire (constitutifs expression) gènes.
Gènes de luxe : pour la différenciation cellulaire, le développement biologique et l'adaptation à l'environnement Gènes qui nécessitent une expression (expression inductible) en raison de l'environnement
Gène structurel : tout gène codant pour une protéine ou un ARN.
Gènes régulateurs : gènes directement impliqués dans la régulation de l’expression d’autres gènes.
Caractéristiques fonctionnelles
L'ARN eucaryote est transcrit par trois ARN polymérases (Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)Terminé
ARN polymérase I (RNA pol A RPA) : le promoteur est constitué de noyaux Le promoteur cardiaque et la région de contrôle à environ 100 pb en amont du point de départ 5' Composé de deux parties. Responsable de la transcription de l'ARNr, qui ne possède qu'un seul ADNr Promoteur.
ARN polymérase II (RNA pol B RPB) : responsable de la transcription des protéines Substance blanche codant pour l’ARNm du gène et une partie du snRNA (petit ARN nucléaire).
Sous-séquence de départ : PyPyANPuPy
-Il y a une boîte TATA dans la zone 30
promoteur principal
Grâce à deux éléments importants en amont, l'îlot GC (GCGCGC) et Boîte CAAT (CCAAT), les mutations au sein de la boîte CAAT déterminent l'initiation L'efficacité avec laquelle le kinémère initie la transcription n'a aucun effet sur la spécificité.
ARN polymérase III (RNA pol C RPC) : responsable du package de transcription Une variété de gènes codant pour de petits ARN, notamment l'ADNt et l'ADN5Sr parce que
ARN polymérase
ARN polymérase procaryote
concept de base
L'ARN polymérase est une enzyme qui synthétise l'ARN en polymérisant un brin d'ADN ou un ARN comme matrice et du ribonucléoside triphosphate comme substrat via une liaison phosphodiester, car elle est transcrite avec l'information génétique du gène ADN dans la cellule. L'ARN, on l'appelle aussi transcriptase.
Caractéristiques fonctionnelles
L'enzyme centrale de l'ARN polymérase est constituée de deux sous-unités α, d'une sous-unité β, Composé d’une sous-unité β’. L'enzyme centrale s'appuie sur des forces électrostatiques pour interagir avec l'ADN Une liaison non spécifique et non spécifique se produit, responsable de la chaîne d'ARN Allongement de la transcription.
L'extrémité N-terminale de la sous-unité α interagit avec d'autres sous-unités de l'ARN polymérase Se lie au promoteur de performance, tandis que son extrémité C-terminale est directement impliquée Liaison de l'ARN polymérase à l'élément UP du promoteur.
La sous-unité β est la sous-unité principale pour la polymérisation du NTP et la synthèse des chaînes d'ARN. forme Une fois l’enzyme terminée, la sous-unité β formera deux sites fonctionnels, dont l’un est Site d'initiation (I), sensible à la rifampicine. La seconde est la position d'extension ponctuel, non sensible à la rifampicine, non spécifique au NTP sélectionner.
Raisons pour lesquelles l'ARN polymérase est sensible à la rifampicine : rifampicine et L'ATP (ou GTP) se lie de manière compétitive au site I. rifampicine Après s'être étroitement lié au site I, il peut complètement empêcher l'ATP/GTP d'entrer. I, une fois la transcription initiée, l’élongation de l’ARN se produit principalement au niveau Site E (non sensible à la rifampicine), la rifampicine est donc uniquement Inhibiteur de l'initiation de la transcription de l'ARN.
La sous-unité β' est une sous-unité fortement basique qui favorise l'interaction de l'ARN polymérase avec des substances non modifiées. combinaison de chaînes à plaques
L'holoenzyme de l'ARN polymérase est composée de l'enzyme centrale et de la sous-unité rho. L'holoenzyme repose sur une structure spatiale spécifique et des séquences de bases spécifiques au promoteur. Les colonnes se lient spécifiquement et sont responsables de l’initiation de la transcription de l’ARN.
La sous-unité ρ confère la reconnaissance de la boîte Sextama à l'holoenzyme
Points de base
Tous les types d'ARN sont transcrits par une ARN polymérase
L'enzyme centrale de l'ARN polymérase contient au moins 4 sites fonctionnels, à savoir Site de liaison au brin non-modèle (β'), site de liaison au brin modèle (;β sous-unité), site de déroulement de l'ADN double brin et site de réarrangement de l'ADN double brin indiquer.
Le processus de transcription de l'ARN procaryote
ARN polymérase eucaryote
concept de base
ARN polymérase I : située dans le nucléole, avant de transcrire l'ARNr 45S mention, qui code pour les gènes 5,8S, 18S et 28SrRNA (Ⅰ type gène)
ARN polymérase II : située dans le nucléoplasme, transcrit tous les gènes codants ARNm et la plupart des petits ARN nucléaires (snRNA) (gènes de type II parce que)
ARN polymérase III : située dans le nucléoplasme, transcrivant l'ARNt, l'ARN5S Gènes et gènes codant pour le snRNA U6 et différents scRNA (type III Gène)
Initiation à la transcription chez les eucaryotes
Essentiels essentiels : le processus de transcription
1. Reconnaissance de la box TATA par le facteur TF II
2. TF Ⅱ B agit comme un facteur de pont entre TF Ⅱ D et l'ARN polymérase. promoteur, enrichissant de fortes concentrations de RPB autour du promoteur, dans TF Ⅱ F RAP30 et RAD25 dans TF II H sont des ATPases Hélicase à ADN active. Former le complexe de base d’initiation de la transcription
3. L'activité kinase de H est responsable de l'apparition de phosphate à haute fréquence dans le CTD de type II A du RPB. L'acidification convertit les polymères d'ARN hautement actifs sur le plan transcriptionnel en type IIO Enzymes qui forment le complexe complet d’initiation de la transcription.
Facteurs et fonctions liés à la transcription
Facteurs liés à la transcription au niveau basal
Composition des facteurs de transcription : les facteurs de transcription ont généralement une classification positionnelle Domaine de liaison à l'ADN et domaine d'activation transcriptionnelle séparés et fonctionnellement indépendants. chaque Les domaines structurels fonctionnent comme des unités fonctionnelles indépendantes.
Facteurs liés à l'induction spécifique de la transcription
Fait référence à une transcription qui peut être régulée par des signaux externes et peut favoriser Initiation de la transcription (activateur de transcription), qui peut également être réduite ou inhibée Initiation de la transcription (répresseur transcriptionnel).
Améliorateurs et silencieux
rehausseur
Les amplificateurs sont des sites cis régulateurs positifs à longue portée chez les eucaryotes. Aucune activité promotrice, mais effet activateur indépendant de la direction et l'emplacement. Aucune spécificité génétique, spécificité tissulaire et cellulaire Spécificité.
fils silencieux
C'est une méthode que vous pouvez utiliser pour diffuser la chromatine sur de longues distances (au-dessus de 1 Ko). sont formés dans un état d'hétérochromatine serré et condensé, inhibant ainsi Régule la région adjacente à la transcription des gènes.
isolant
Un isolant est une région de structure chromatine spécialisée qui bloque Amélioration ou inactivation des gènes/promoteurs cibles en coupant les amplificateurs ou les silencieux effet, et peut protéger les gènes entre les deux isolants de Affecté par des facteurs externes.
Principes généraux et méthodes pour l'interaction entre les éléments agissant en cis et les facteurs agissant en trans Mode
Nature de l'action : Résidus d'acides aminés protéiques qui se lient à l'ADN et Interactions non covalentes entre les nucléotides de l'ADN.
On sait que les facteurs agissant en transaction passent par plusieurs modes courants différents : Le motif se lie à l’ADN
Helix-turn-helix (HTH) : Le concept se compose de deux hélices α, L'hélice α à l'extrémité carboxyle se lie directement à la spécificité de base du sillon principal de l'ADN. Lorsqu'elle est combinée, une autre hélice α traverse le sillon principal et interagit avec l'ADN de manière non spécifique. combiner.
Doigt de zinc : C'est le "domaine de liaison à l'ADN" de la protéine du doigt de zinc du facteur de transcription.
Domaine basique ou fermeture éclair leucine : un domaine basique fait référence à un hélice α, tout facteur contenant un domaine de base peut former le même Source dimères ou hétérodimères. Le domaine de base peut donc exister symétriquement dans, combiner en une courte hélice en spirale appelée fermeture à glissière de base/ Fermeture éclair leucine.
allongement de transcription
Une fois le complexe promoteur ouvert formé, l’ARN polymérase initie Synthèse d'ARN
Fin du processus de transcription
La fin de la synthèse de l'ARN se produit au niveau de séquences d'ADN spécifiques dans le terminateur supérieur. La « terminaison » inclut la libération de chaînes d'ARN naissantes et la polymérisation de l'ARN Dissociation des enzymes de l'ADN. S'il est nécessaire de terminer la transcription selon des expériences in vitro La participation de facteurs auxiliaires spécifiques ρ est requise, qui peuvent être divisés en deux catégories
Terminateur indépendant du facteur rho
Aussi appelé terminateur endogène, terminateur simple. Il y a trois spéciaux Symptômes : 1. Il existe des séquences palindromiques répétitives inversées pour obtenir une correspondance de bases interne. Oui, il peut former une conformation tige-boucle. 2. Zone de tige (7 ~ 20 pb) Il est riche en séquences GC. 3. La séquence GC est suivie de la séquence de répétition AT. Liste.
La conformation tige-boucle de l’ARN peut empêcher l’élongation du complexe, provoquant L'ARN polymérase s'arrête et se dissocie du modèle.
terminateur dépendant du facteur rho
La région de structure tige-boucle contient moins de paires de bases GC. Il n'y a pas de répétitions dA-rU consécutives après la structure. Le facteur rho dépend de l'ATP Un membre de la famille des hélicases hexamères.
Le facteur ρ possède deux domaines structurels et fonctionnels : 1. Le nucléoside trois dépendant de l'ARN Domaine fonctionnel de la phosphatase. 2. Terminez la transcription et interagissez directement avec l'ARN polymérase effet. Efficacité de terminaison par rapport à la structure auto-nucléotidique et séquence palindromique suivante liés à la séquence aval de la colonne.
effet anti-terminaison
La fonction de certains terminateurs peut être contrôlée par des protéines anti-terminatrices spéciales est bloqué par l'ARN polymérase, ce qui amène l'ARN polymérase à traverser le terminateur et à poursuivre la transduction. enregistrer. Se produit généralement au niveau des terminateurs qui dépendent du facteur rho.
Traitement de l'ARN
concept de base
La grande majorité des gènes structurels chez les eucaryotes sont des gènes espaceurs. entre La transcription initiale du gène septal est appelée pré-ARNm. Le traitement de l’ARN doit être terminé avant que la matrice puisse être traduite en protéines.
Traitement de l'ARN : les processus que subissent les molécules de pré-ARNm nouvellement synthétisées Processus structurellement et chimiquement modifiés et mûris. Comprend une extrémité de 5' plus capuchon, polyadénylation 3' (queue), épissage des introns, Méthylation et autres processus.
finalité du traitement
Les submasters augmentent la diversité des ARN.
processus de traitement
Coiffage de l'extrémité 5' de l'ARN
processus
Fonction : 1. Protéger l’ARN et augmenter la stabilité 2. Aider à la traduction ; L'enzyme reconnaît l'extrémité 5' de l'ARNm et fournit un signal pour augmenter la traductibilité. 3. Une structure nécessaire pour que l’ARNm mature soit transporté hors du noyau. 4. Améliorer Efficacité de l'épissage de l'ARNm.
Polyadénylation à l’extrémité 3’ de l’ARN
Processus : La queue polyadénylate (queue polyA) est présente dans l'ARN après transcription Catalysé par l'adénylyltransférase terminale, l'ATP est ajouté comme substrat à l'extrémité 3' de l'ARNm.
Fonction : 1. Participer à la polymérisation de l'ARN naissant à partir d'ADN/ARN/ARN Libération du complexe triplex de l'enzyme II. 2. Couplé à la transcription, il peut Favorise la terminaison de la transcription et empêche la maturation prématurée de l’ARNm. 3. Ginseng Clivage avec l’intron 3’ du pré-ARNm. 4. Augmenter Stabilité de l'ARNm. 5. Affecter l’efficacité de la traduction.
Épissage d'ARN : transcrit et synthétisé par des gènes espaceurs eucaryotes Les introns du pré-ARNm sont découpés et les exons sont connectés en même temps le processus de formation de molécules d’ARN matures
Processus : utilisation de la complémentarité de séquence et du repliement moléculaire pour séparer les introns Les points donneurs et récepteurs espacés sont connectés ensemble pour permettre la transestérification Le processus d’épissage des introns et de jonction des exons devrait être terminé.
Selon les séquences limites des introns et des exons, c'est-à-dire le site donneur, l'accepteur La conservation des séquences de sites corporels divise les introns en trois catégories
Structure et épissage des introns de type I
Peut s'auto-épisser sans l'aide du spliceosome ou d'autres protéines, principalement Il se produit dans les gènes de l'ARNr et des mitochondries des eucaryotes inférieurs. Dans les introns de l'ARNm et du gène chloroplastique, l'ARNm.
Caractéristiques structurelles : 1. La séquence limite de l'intron dans le pré-ARNm est 5'U-G3'. 2. La séquence d'intron contient plusieurs paires de séquences de noyau interne. colonnes (CCS), elles sont par paires, anti-parallèles, et les séquences sont mutuellement Le complément peut former une structure secondaire de chaîne intramoléculaire. 3. S'appuyer sur les introns Dans la séquence latérale 5', il existe une séquence liée au site donneur 5' et au site accepteur 3'. Les colonnes se complètent pour former la « séquence de guidage interne » de la structure secondaire ( IGS)" utilise IGS pour rapprocher le site donneur U et le site accepteur G. pour couper.
Mode d'épissage : structure secondaire conservatrice, nucléoside guanine exogène Le cofacteur acide est un donneur d'hydroxyle libre qui se réalise par l'ARN ribozyme Catalyser l'épissage
coupe cis
Structure et épissage des introns de type II
Se produit principalement dans l'ARNm nucléaire, l'ARN mitochondrial du maïs et l'ARNt , appartient également à l'auto-coupe.
Caractéristiques structurelles : Les caractéristiques structurelles des introns de type II sont : ① Bords des introns La séquence limite est le site donneur G...site accepteur AU, cohérent avec Chambonrule (c'est-à-dire la règle GT-AG). ② Inclus à proximité Il y a une séquence 7nt en amont de l'accepteur d'extrémité 3' avec la séquence PyPuP yPyUAPy Le site de branchement se trouve dans cette séquence de 7 nucléotides A C'est une base entièrement conservée. Des deux côtés du site de la succursale, il y a un Ces courtes séquences deviennent des répétitions inversées (IR) les unes avec les autres en amont. Forme une structure tige-boucle, mais A n'est pas inclus dans la séquence IR, il est donc Exclure les saillies en forme de bourgeon et devenir des sites d'attaque par transestérification
Mode d'épissage : il existe une structure secondaire conservée et l'adénine interne est auto- À partir du donneur d'hydroxyle, l'intermédiaire intronique de la structure lariat est formé. Réalité Le mécanisme d’épissage autocatalytique est désormais similaire au processus de maturation de l’ARNt. Implique des connexions post-coupées. Aucun intermédiaire n'est formé, l'intron commence par Excision de segment linéaire. Plusieurs enzymes de traitement à action trans sont nécessaires
coupe cis
Structure et épissage des modèles de spliceosomes Se produit principalement dans le noyau du pré-ARNm.
Se produit principalement dans le noyau du pré-ARNm.
Caractéristiques structurelles : L'épissage de ce type d'intron se produit principalement dans le noyau La structure de la séquence limite du pré-ARNm est très similaire à celle des introns de type II. ressemblance, Structure de séquence avec site donneur GU...site accepteur AG et Site de branche PyXP UPuAPy7nt, où A est une attaque de transestérification site, mais la différence avec les introns de type II est la suivante : le modèle spliceosome Les séquences internes des introns ne peuvent pas former un pli secondaire ordonné et doivent L’UsnRNA doit être assemblé étape par étape dans le spliceosome Ce n'est qu'alors que le processus d'épissage pourra être terminé. Le spliceosome est le ribonucléoside 40-60 S Le complexe protéique est composé de 5 petits ribonucléosomes nucléaires. Couper La fonction de l'adaptateur réside dans les séquences complémentaires entre les différentes molécules d'ARN, Les trois sites clés de l'intron sont 5 sites donneurs et 3 sites accepteurs. et les sites des succursales sont regroupés avec précision et ordre pour faciliter l'achèvement en réaction de transestérification.
Mode d'épissage : réaction de transestérification en deux étapes, donneur initial de groupe hydroxyle libre Fourni par le site de branchement interne de l'adénine, formant le centre de la structure du lariat corps intermédiaire. L'UsnRNA est tenu de participer à l'assemblage du spliceosome
coupe cis
épissage trans
Les exons épissés proviennent de gènes différents, voire différents chromosome.
épissage alternatif/épissage alternatif
Différents types d'épissage d'introns sont contrôlés par des mécanismes de régulation correspondants. système. L'épissage des introns un par un de l'extrémité 5' à l'extrémité 3 s'appelle Épissage constitutif ;
Sous le contrôle d'un certain mécanisme, une certaine partie d'un pré-ARNm L'épissage alternatif des introns ou des exons est appelé sélectif Épissage ou épissage alternatif. base unique L'épissage alternatif d'une transcription primaire peut produire plusieurs homéoprotéine