生物化學(xué)轉(zhuǎn)錄

生物化學(xué)轉(zhuǎn)錄第一頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三本章內(nèi)容第一節(jié)轉(zhuǎn)錄的酶和模板第二節(jié)轉(zhuǎn)錄過(guò)程第三節(jié)真核生物的轉(zhuǎn)錄后修飾第二頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三轉(zhuǎn)錄(transcription)生物體以DNA為模板合成RNA的過(guò)程。轉(zhuǎn)錄RNADNA

第三頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別第四頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)原料:

NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)模板:單鏈DNA酶:

RNA聚合酶(RNApolymerase,RNA-pol)其他蛋白質(zhì)因子第五頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三模板和酶TemplatesandEnzymes第一節(jié)第六頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三一、轉(zhuǎn)錄模板

(一)不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄(asymmetrictranscription)

1.結(jié)構(gòu)基因(structuralgene):DNA分子上轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段。2.模板鏈(templatestrand):DNA雙鏈中按堿基配對(duì)規(guī)律能指引轉(zhuǎn)錄生成RNA的一股單鏈，也稱作有意義鏈或Watson鏈。

編碼鏈(codingstrand):

DNA雙鏈中與模板鏈相對(duì)的單鏈，不進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，也稱為反義鏈或Crick鏈。

第七頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三5′···GCAGTACATGTC···3′3′···cgtgatgtacag···5′5′···GCAGUACAUGUC···3′N······Ala·Val·His·Val······C編碼鏈模板鏈mRNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯第八頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三5335模板鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向第九頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄含義

在DNA分子雙鏈上某一區(qū)段，一股鏈用作模板指引轉(zhuǎn)錄，另一股鏈不轉(zhuǎn)錄模板鏈并非永遠(yuǎn)在同一條單鏈上。第十頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、RNA聚合酶（一）原核生物的RNA聚合酶第十一頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三原核生物的RNA聚合酶第十二頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三核心酶(coreenzyme)全酶(holoenzyme)第十三頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三RNA聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合第十四頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三（二）真核生物的RNA聚合酶第十五頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三三、模板與酶的辨認(rèn)、結(jié)合原核生物一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位可視為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，稱為操縱子(operon)，包括若干個(gè)結(jié)構(gòu)基因及其上游(upstream)的調(diào)控序列。

5335結(jié)構(gòu)基因調(diào)控序列RNA-pol與RNA聚合酶結(jié)合啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄的DNA序列，稱為啟動(dòng)子(promoter)。第十六頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三RNA聚合酶保護(hù)法目錄第十七頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三開(kāi)始轉(zhuǎn)錄TTGACAAACTGT-35區(qū)(Pribnowbox)TATAATPuATATTAPy-10區(qū)1-30-5010-10-40-205335原核生物啟動(dòng)子保守序列RNA-pol辨認(rèn)位點(diǎn)(recognitionsite)55RNA聚合酶保護(hù)區(qū)結(jié)構(gòu)基因33第十八頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三TATA盒CAAT盒GC盒

增強(qiáng)子

順式作用元件結(jié)構(gòu)基因-GCGC---CAAT---TATA轉(zhuǎn)錄起始真核生物啟動(dòng)子保守序列第十九頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三轉(zhuǎn)錄過(guò)程TheProcessofTranscription第二節(jié)第二十頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三（一）轉(zhuǎn)錄起始1.RNA聚合酶必須準(zhǔn)確地結(jié)合在轉(zhuǎn)錄模板的起始區(qū)域。2.DNA雙鏈解開(kāi)，使其中的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板。一、原核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程轉(zhuǎn)錄起始需解決的問(wèn)題：第二十一頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三2.DNA雙鏈解開(kāi)1.RNA聚合酶全酶(2)與模板結(jié)合3.在RNA聚合酶作用下發(fā)生第一次聚合反應(yīng)，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物RNApol(2)-DNA-pppGpN-OH3轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物:5-pppG-OH+

NTP5-pppGpN

-OH3+ppi轉(zhuǎn)錄起始過(guò)程第二十二頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三（二）轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)1.亞基脫落，RNA–pol聚合酶核心酶變構(gòu)，沿著DNA模板前移；

2.在核心酶作用下，NTP不斷聚合，RNA鏈不斷延長(zhǎng)。(NMP)n+NTP(NMP)n+1

+PPi第二十三頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三轉(zhuǎn)錄空泡(transcriptionbubble)：RNA-pol(核心酶)····DNA····RNA目錄第二十四頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三53DNA原核生物轉(zhuǎn)錄過(guò)程中的羽毛狀現(xiàn)象核糖體RNARNA聚合酶第二十五頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三依賴Rho(ρ)因子的轉(zhuǎn)錄終止非依賴Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止（三）轉(zhuǎn)錄終止指RNA聚合酶在DNA模板上停頓下來(lái)不再前進(jìn)，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA鏈從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物上脫落下來(lái)。分類第二十六頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三ATP1.依賴Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止第二十七頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三2.非依賴Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止DNA模板上靠近終止區(qū)，有些特殊的堿基序列，轉(zhuǎn)錄出RNA后，RNA產(chǎn)物形成特殊的結(jié)構(gòu)來(lái)終止轉(zhuǎn)錄。第二十八頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`

RNA5TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT...3DNAUUUU...…UUUU...…5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`莖環(huán)(stem-loop)/發(fā)夾(hairpin)結(jié)構(gòu)第二十九頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三莖環(huán)結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)錄終止的機(jī)理使RNA聚合酶變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓；使轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解離，RNA產(chǎn)物釋放。5′pppG5335RNA-pol第三十頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、真核生物的轉(zhuǎn)錄（一）轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始時(shí)，RNA-pol不直接結(jié)合模板。第三十一頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)TATA盒CAAT盒GC盒增強(qiáng)子順式作用元件(cis-actingelement)1.轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段AATAAA切離加尾轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)修飾點(diǎn)外顯子翻譯起始點(diǎn)內(nèi)含子OCT-1OCT-1：ATTTGCAT八聚體第三十二頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三順式作用元件(cis-actingelement)

：可影響自身基因表達(dá)活性的DNA序列。反式作用因子(trans-actingfactors)：能直接或間接辨認(rèn)、結(jié)合順式作用元件并反式激活另一基因轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)，統(tǒng)稱為反式作用因子。

第三十三頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三2.轉(zhuǎn)錄因子反式作用因子中，直接或間接結(jié)合RNA聚合酶的，則稱為轉(zhuǎn)錄因子(transcriptionalfactors,TF)。第三十四頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三

鋅指(zincfinger)C——CysH——His常結(jié)合GC盒第三十五頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三ZnCysHis第三十六頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三參與RNA-polⅡ轉(zhuǎn)錄的TFⅡ

第三十七頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三3.轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物(pre-initiationcomplex,PIC)

真核生物RNA-pol不與DNA分子直接結(jié)合，而需依靠眾多的轉(zhuǎn)錄因子。第三十八頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三POL-ⅡTFⅡFⅡAⅡB由RNA-PolⅡ催化轉(zhuǎn)錄的PICPol-ⅡTFⅡFⅡHⅡETBPTAFTFⅡD-ⅡA-ⅡB-DNA復(fù)合物TATAⅡAⅡBTBPTAFTATAⅡHⅡECTD-PPIC組裝完成，TFⅡH使CTD磷酸化第三十九頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三4.拼板理論(piecingtheory)一個(gè)真核生物基因的轉(zhuǎn)錄需要3至5個(gè)轉(zhuǎn)錄因子。轉(zhuǎn)錄因子之間互相結(jié)合，生成有活性，有專一性的復(fù)合物，再與RNA聚合酶搭配而有針對(duì)性地結(jié)合、轉(zhuǎn)錄相應(yīng)的基因。第四十頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三（二）轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)真核生物轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程與原核生物大致相似，但因有核膜相隔，沒(méi)有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象。RNA-pol前移處處都遇上核小體。轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程中可以觀察到核小體移位和解聚現(xiàn)象。第四十一頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三RNA-PolRNA-PolRNA-Pol核小體轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)中的核小體移位轉(zhuǎn)錄方向第四十二頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三5------AAUAAA-5------AAUAAA--核酸酶-GUGUGUGRNA-polAATAAAGTGTGTG轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)55333加尾AAAAAAA······3mRNA（三）轉(zhuǎn)錄終止——和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)第四十三頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三真核生物的轉(zhuǎn)錄后修飾Post-transcriptionalModification第三節(jié)第四十四頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三一、真核生物mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工（一）首、尾的修飾5端形成帽子結(jié)構(gòu)(m7GpppGp—)3端加上多聚腺苷酸尾巴(polyAtail)第四十五頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三帽子結(jié)構(gòu)第四十六頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三5pppG…5GpppG…pppGpi鳥(niǎo)苷酸轉(zhuǎn)移酶5

m7GpppG…甲基轉(zhuǎn)移酶SAM帽子結(jié)構(gòu)的生成5pG…磷酸酶PPi第四十七頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三帽子結(jié)構(gòu)第四十八頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三（二）mRNA的剪接1.

hnRNA和snRNA核內(nèi)的初級(jí)mRNA稱為雜化核RNA(hetero-nuclearRNA,hnRNA)snRNA(smallnuclearRNA)核內(nèi)的蛋白質(zhì)小分子核糖核蛋白體（snRNP）snRNA第四十九頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三真核生物結(jié)構(gòu)基因，由若干個(gè)編碼區(qū)和非編碼區(qū)互相間隔開(kāi)但又連續(xù)鑲嵌而成，去除非編碼區(qū)再連接后，可翻譯出由連續(xù)氨基酸組成的完整蛋白質(zhì)，這些基因稱為斷裂基因。斷裂基因(splitegene)CABD編碼區(qū)A、B、C、D非編碼區(qū)第五十頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三2.外顯子(exon)和內(nèi)含子(intron)外顯子在斷裂基因及其初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn)，并表達(dá)為成熟RNA的核酸序列。內(nèi)含子隔斷基因的線性表達(dá)而在剪接過(guò)程中被除去的核酸序列。第五十一頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三雞卵清蛋白基因hnRNA首、尾修飾hnRNA剪接成熟的mRNA雞卵清蛋白基因及其轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后修飾第五十二頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三雞卵清蛋白成熟mRNA與DNA雜交電鏡圖DNAmRNA目錄第五十三頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三3.內(nèi)含子的分類根據(jù)基因類型和剪接方式，內(nèi)含子分4類：I：線粒體、葉綠體及低等真核生物rRNA基因；II：線粒體、葉綠體mRNA基因；III：是常見(jiàn)的形成套索結(jié)構(gòu)后剪接，大多數(shù)mRNA基因有此類內(nèi)含子；IV：tRNA基因，剪接過(guò)程需酶及ATP。第五十四頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三4.mRNA的剪接——除去hnRNA中的內(nèi)含子，將外顯子連接。

snRNP與hnRNA結(jié)合成為剪接體①第五十五頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三②③UACUACA-AGUGU4U5U6E1E2U1U2UACUACA-AGUGU6E1E2U1、U4、U5第五十六頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三pG-OH(ppG-OH,pppG-OH)U-OHGpUpGpA第一次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)第二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)UpAGpU外顯子1內(nèi)含子外顯子2G-OHUpUpGpA剪接過(guò)程的二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)(twicetransesterification)

第五十七頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三?RNA編輯作用說(shuō)明，基因的編碼序列經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄后加工，是可有多用途分化的，因此也稱為分化加工(differentialRNAprocessing)。5.mRNA的編輯(mRNAediting)人類apoB基因mRNA（14500個(gè)核苷酸）肝臟apoB100（分子量為500000）腸道細(xì)胞apoB48（分子量為240000）mRNA編輯第五十八頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工tRNA前體RNApolⅢTGGCNNAGTGCGGTTCGANNCCDNA第五十九頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三RNAaseP、內(nèi)切酶第六十頁(yè)，共六十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶