【干货】启动子——基因表达的发动机

供稿:hz-xin.com     日期:2025-01-17
一段基因要完成转录形成蛋白质,执行其功能,一个高效、匹配的启动子是必不可少的。启动子一般由核心启动子元件和上游调控元件组成。核心启动子元件包括转录起始点和TATA框,它们是RNA聚合酶结合并起始转录的位点。上游调控元件通过与对应的反式作用因子结合,能够改变转录的效率。

图1. 启动子示意图

启动子由于元件和位置的不同,其转录能力也会有所差异。一个好的启动子就像一个好的发动机,能够响应各种调控,启动各种生命活动。基因编辑技术同样依赖于各种启动子,以实现组织特异性的表达。今天,我们就来盘点一下基因编辑中常见的启动子。

1. CMV启动子

CMV启动子是从人巨细胞病毒(Cytomegalovirus, CMV)中发现的强启动子。只要CMV病毒能够感染的细胞,该启动子都能起始转录过程。CMV启动子的转录活性非常高,甚至比SV40启动子还要高。

图2. CMV启动子与其他启动子比较[1]‍

CMV启动子的强大能力源于其上游调节区复合体中集中了多个转录因子结合位点,形成了增强子,从而影响病毒蛋白的表达。

图3. CMV启动子‍

利用CMV的强启动能力,人们构建了CMV-Cre小鼠,作为全身表达的Cre鼠,用于得到条敲flox小鼠的全敲后代。但CMV启动子也存在一个缺点:由CMV启动子转录的基因可能在某些细胞中被沉默,导致没有蛋白表达。具体的沉默机制尚不明确。

2. CAG启动子

为了弥补CMV启动子的不足,人们通过将不同物种的启动子“复制粘贴”到一起,构建了一系列人工启动子,如CAG、CBA等。CAG启动子包含了CMV病毒的增强子序列,鸡β-actin的启动子以及兔β-Globin的剪接受体。

图4. CAG启动子‍

CAG启动子保留了CMV病毒的增强子,因此其转录能力与CMV启动子不相上下。鸡β-actin启动子则为它提供了更加广泛的表达谱,因此CAG启动子可以用于大多数基因编辑策略。

3. 特异性启动子

CMV和CAG启动子都是组成型启动子,而基因编辑在科研领域的大放异彩,重要的一点就是能够在特异的组织细胞中进行条件性的基因编辑。为了实现这一目的,人们发现并应用了一系列的特异性表达的启动子。

有了特异性启动子,Cre鼠能够在目的组织/细胞内表达Cre重组酶,实现条件性地敲除或敲入。

真核基因编辑领域的启动子就介绍到这里,原核系统以及真核细胞的其他应用领域,还有许多其他经典启动子,如LacZ、EF1α、CBA等,就不再赘述了。除了启动子,基因编辑还涉及到大量元件,人们利用这些元件实现多种多样的目的,后续我们还会为大家带来更多知识内容。

【干货】启动子——基因表达的发动机
一段基因要完成转录形成蛋白质,执行其功能,一个高效、匹配的启动子是必不可少的。启动子一般由核心启动子元件和上游调控元件组成。核心启动子元件包括转录起始点和TATA框,它们是RNA聚合酶结合并起始转录的位点。上游调控元件通过与对应的反式作用因子结合,能够改变转录的效率。图1. 启动子示意图 启动...

【干货】启动子研究方法高质量总结
技术手段是揭开启动子面纱的钥匙,克隆和活性分析是基础<\/,通过克隆策略(如TAIL-PCR)获取启动子序列,通过报告基因如GUS来评估其活性。启动子核心元件的分析则依赖于缺失突变和预测工具,如Promoter 2.0 Prediction Server和Softberry,这些工具帮助我们揭示顺式作用元件并进行功能验证,如图9所示的互作分析。

什么是启动子?试述原核生物启动子的组成及其功能。
【答案】:启动子(promoter)是与基因表达启动相关的顺式作用元件,结构基因的重要成分。它是一段位于转录起始点5'端上游区大约100~200bp以内的具有独立功能的DNA序列,能活化RNA聚合酶,使之与模板DNA准确地相结合并具有转录起始的特异性。原核生物的启动子结构是不对称的,它决定了转录的方向。主要由4...

构建基因表达载体时的启动子是啥作用?
启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列。 启动子是基因(gene)的一个组成部分,控制基因表达(转录)的起始时间和表达的程度。启动子(Promoters)就像“开关”,决定基因的活动。因此,启动子是构建表达载体必备的。

怎么根据转录组寻找强启动子
该情况根据转录组寻找强启动子的方法如下:启动子作为基因表达的“开关”,行使控制基因表达时间及强度的职能,是结构基因的重要组成部分。而且启动子的控制功能多由转录因子调控。因此,转录因子—启动子结合研究显得尤为重要。启动子是位于结构基因5端上游的DNA序列,能活化RNA聚合酶,使之与模板DNA准确结合...

【干货】启动子研究方法高质量总结
启动子是基因表达调控的关键部分,本文总结了启动子研究的多个方面。首先,启动子分为弱和强两类,以及根据转录模式的组成型、组织特异性和诱导型,分别对应基因恒定表达、器官特异性和刺激响应。启动子特点包括特定元件如TATA box、方向性调控基因表达、长度不确定性等,且一个基因可能有多个启动子控制转录...

分子克隆——启动子
启动子是基因表达调控的关键元件。它位于基因的上游,是RNA聚合酶和转录因子结合的位点,决定基因何时以及在何处开始表达。启动子的长度通常在100到1000个碱基对之间。在选择启动子时,需要考虑两个主要因素:转录RNA的类型和宿主细胞的特异性。首先,不同的细胞类型和组织使用不同的启动子。细菌使用特定的...

关于启动子的叙述下列哪一项是正确的
【答案】:C 分析:启动子是基因的一个组成部分,控制基因表达(转录)的起始时间和表达的程度。启动子就像“开关”,决定基因的活动。既然基因是成序列的核苷酸,那么启动子也应由DNA组成。启动子本身并不控制基因活动,而是通过与称为转录因子的这种蛋白质结合而控制基因活动的。转录因子就像一面“旗子”...

基因表达载体中有的含有启动子和终止密码子,这句话对吗,我
启动子位于基因上游,犹如基因表达的开关。它能感知并响应特定信号或条件,启动基因转录过程,使之转录为RNA。这使得基因功能得以实现,是基因表达的启动环节。终止子则在基因的下游区域发挥作用,它像一盏信号灯,指示转录过程在特定位置停止。通过识别并结合特定蛋白质,终止子促使转录酶离开DNA模板,确保...

构建基因表达载体时的启动子是啥作用
是你构建的这个基因载体复制的元件