第三章生物信息的傳遞上轉(zhuǎn)錄河南工業(yè)大學(xué)演示文稿

第三章生物信息的傳遞上轉(zhuǎn)錄河南工業(yè)大學(xué)演示文稿本文檔共79頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期三\10點15分優(yōu)選第三章生物信息的傳遞上轉(zhuǎn)錄河南工業(yè)大學(xué)本文檔共79頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期三\10點15分一、基本概念生物體以DNA為模板合成RNA的過程。轉(zhuǎn)錄RNADNA

轉(zhuǎn)錄(transcription)：本文檔共79頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期三\10點15分參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)原料:NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)模板:DNA酶:RNA聚合酶其他蛋白質(zhì)因子RNA合成方向：5'3'本文檔共79頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期三\10點15分轉(zhuǎn)錄的不對稱性：在RNA的合成中，DNA的二條鏈中僅有一條鏈可作為轉(zhuǎn)錄的模板，稱為轉(zhuǎn)錄的不對稱性。編碼鏈與模板鏈與mRNA序列相同的那條DNA鏈稱為編碼鏈；將另一條根據(jù)堿基互補原則指導(dǎo)mRNA合成的DNA鏈稱為模板鏈。本文檔共79頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期三\10點15分本文檔共79頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期三\10點15分模板鏈并非永遠在同一條單鏈上轉(zhuǎn)錄方向5335模板鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈轉(zhuǎn)錄方向DNA分子上轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段，稱為結(jié)構(gòu)基因。結(jié)構(gòu)基因：本文檔共79頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期三\10點15分轉(zhuǎn)錄單元（transcriptionunit）一段從啟動子開始至終止子結(jié)束的DNA序列。本文檔共79頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期三\10點15分●基本概念●轉(zhuǎn)錄起始：RNA聚合酶、啟動子●轉(zhuǎn)錄的基本過程●轉(zhuǎn)錄后加工●原核生物與真核生物mRNA的特征比較●RNA合成與DNA合成異同點Contents本文檔共79頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期三\10點15分二、參與轉(zhuǎn)錄起始的關(guān)鍵酶與元件（一）RNA聚合酶●原核生物RNA聚合酶（大腸桿菌為例）全酶=核心酶+σ因子本文檔共79頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期三\10點15分本文檔共79頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期三\10點15分大腸桿菌RNA聚合酶的組成分析亞基基因相對分子量亞基數(shù)組分功能αrpoA365002核心酶核心酶組裝，啟動子識別βrpoB1510001核心酶β和β'共同形成RNA合成的活性中心β'rpoC1550001核心酶ω？110001核心酶？σrpoD700001σ因子存在多種σ因子，用于識別不同的啟動子本文檔共79頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期三\10點15分●真核生物RNA聚合酶酶位置轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物相對活性對α-鵝膏蕈堿的敏感性RNA聚合酶Ⅰ核仁rRNA50-70%不敏感RNA聚合酶Ⅱ核質(zhì)hnRNA20-40%敏感RNA聚合酶Ⅲ核質(zhì)tRNA約10%存在物種特異性真核細胞的三種RNA聚合酶特征比較本文檔共79頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期三\10點15分RNA聚合酶與DNA聚合酶的區(qū)別RNA聚合酶DNA聚合酶大小(M)大，4.8×105dol小，1.09×105dol引物無有產(chǎn)物較短，游離較長，與模板以氫鍵相連作用方式一條鏈的某一段兩條鏈同時進行外切酶活性無5’3’，3’5’校對合成能力無有修復(fù)能力無有本文檔共79頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期三\10點15分（二）啟動子(promoter)啟動子定義：指能被RNA聚合酶識別、結(jié)合并啟動基因轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列。本文檔共79頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期三\10點15分●原核生物啟動子結(jié)構(gòu)Pribnow41-44bp本文檔共79頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期三\10點15分

TTGACA區(qū)：提供了RNA聚合酶全酶識別的信號TATA區(qū)：酶的緊密結(jié)合位點（富含AT堿基，利于雙鏈打開）本文檔共79頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期三\10點15分編碼鏈AACTGTATATTA模板鏈TTGACATATAAT3’5’DNA轉(zhuǎn)錄起始點Probnow盒子啟動子35

10

+1轉(zhuǎn)錄區(qū)5’3’RNA轉(zhuǎn)錄起點與新生RNA鏈第一個核甘酸相對應(yīng)DNA鏈上的堿基。本文檔共79頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期三\10點15分大腸桿菌RNA聚合酶全酶所識別的啟動子區(qū)T85T83G81A61C69A52T89A89T50A65A100本文檔共79頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期三\10點15分典型啟動子的結(jié)構(gòu)

-35-10轉(zhuǎn)錄起點TTGACA16-19bpTATAAT5-9bp本文檔共79頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期三\10點15分●真核生物啟動子真核有三種不同的啟動子和有關(guān)的元件啟動子Ⅱ最為復(fù)雜，它和原核的啟動子有很多不同本文檔共79頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期三\10點15分真核生物啟動子的結(jié)構(gòu)核心啟動子（corepromoter）上游啟動子元件（upstreampromoterelement，UPE）本文檔共79頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期三\10點15分1、核心啟動子●定義：指保證RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括轉(zhuǎn)錄起始位點及轉(zhuǎn)錄起始位點上游TATA區(qū)●作用：選擇正確的轉(zhuǎn)錄起始位點，保證精確起始TATA常在-25bp左右，相當(dāng)于原核的-10序列T85A97T93A85A63A83A50本文檔共79頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期三\10點15分本文檔共79頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期三\10點15分2、上游啟動子元件●包括CAAT盒（CCAAT）和GC盒（GGGCGG）等●作用：控制轉(zhuǎn)錄起始頻率。CAAT：-70--80bpGGGCGG：-80--110bp本文檔共79頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期三\10點15分SV40早期啟動子組蛋白H2B

TATACAATGC本文檔共79頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期三\10點15分（三）轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物●原核生物轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物本文檔共79頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期三\10點15分

轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄復(fù)合體TBPTAFsTFIIATFIIBTFIIFPolIITFIIERNApolⅡ的轉(zhuǎn)錄起始●真核生物轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物本文檔共79頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期三\10點15分●基本概念●轉(zhuǎn)錄起始：RNA聚合酶、啟動子●轉(zhuǎn)錄的基本過程●轉(zhuǎn)錄后加工●原核生物與真核生物mRNA的特征比較●RNA合成與DNA合成異同點Contents本文檔共79頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期三\10點15分三、轉(zhuǎn)錄的基本過程1、起始位點的識別：RNA聚合酶與啟動子DNA雙鏈相互作用并與之相結(jié)合的過程。本文檔共79頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期三\10點15分2、轉(zhuǎn)錄起始RNA鏈上第一個核甘酸鍵的產(chǎn)生本文檔共79頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期三\10點15分本文檔共79頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期三\10點15分3、RNA鏈的延伸●亞基脫落，RNA–pol聚合酶核心酶變構(gòu)，與模板結(jié)合松弛，沿著DNA模板前移；●在核心酶作用下，NTP不斷聚合，RNA鏈不斷延長。本文檔共79頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期三\10點15分核心酶

····DNA

····RNA本文檔共79頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期三\10點15分4、轉(zhuǎn)錄終止終止子（terminator，t）

●強終止子－內(nèi)部終止子

●弱終止子－需要ρ因子（rhofactor）又稱為ρ依賴性終止子（Rho-dependentterminator）不依賴Rho(ρ)因子的轉(zhuǎn)錄終止依賴Rho(ρ)因子的轉(zhuǎn)錄終止本文檔共79頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期三\10點15分不依賴因子的終止終止位點上游一般存在一個富含GC堿基的二重對稱區(qū)，RNA形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)；在終止位點前面有一段由4-8個A組成的序列，RNA的3’端為寡聚U本文檔共79頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期三\10點15分發(fā)夾式結(jié)構(gòu)和寡聚U的共同作用使RNA從三元復(fù)合物中解離出來。本文檔共79頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期三\10點15分終止效率與二重對稱序列和寡聚U的長短有關(guān)，長度效率本文檔共79頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期三\10點15分依賴因子的終止因子：六聚體蛋白、水解各種核甘三磷酸促使新生RNA鏈從三元轉(zhuǎn)錄復(fù)合物中解離出來，從而終止轉(zhuǎn)錄。本文檔共79頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期三\10點15分本文檔共79頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期三\10點15分轉(zhuǎn)錄的基本過程本文檔共79頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期三\10點15分●基本概念●轉(zhuǎn)錄起始：RNA聚合酶、啟動子●轉(zhuǎn)錄的基本過程●轉(zhuǎn)錄后加工●原核生物與真核生物mRNA的特征比較●RNA合成與DNA合成異同點Contents本文檔共79頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期三\10點15分四、轉(zhuǎn)錄后加工本文檔共79頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期三\10點15分5’端加帽3’端加尾RNA的剪接RNA的編輯本文檔共79頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期三\10點15分5’端的一個核苷酸總是7-甲基鳥核苷三磷酸（m7Gppp）。mRNA5’端的這種結(jié)構(gòu)稱為帽子（cap）。1、在5’端加帽本文檔共79頁；當(dāng)前第45頁；編輯于星期三\10點15分m7Gppp鳥甘酸轉(zhuǎn)移酶本文檔共79頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期三\10點15分帽子結(jié)構(gòu)功能：①能被核糖體小亞基識別，促使mRNA和核糖體的結(jié)合；②m7Gppp結(jié)構(gòu)能有效地封閉mRNA5’末端，以保護mRNA免受5’核酸外切酶的降解，增強mRNA的穩(wěn)定。本文檔共79頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期三\10點15分2、3’端加尾多聚腺苷酸尾巴AAUAAA：★準確切割★加poly（A）本文檔共79頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星期三\10點15分本文檔共79頁；當(dāng)前第49頁；編輯于星期三\10點15分多聚腺苷酸尾巴功能：提高了mRNA在細胞質(zhì)中的穩(wěn)定性。本文檔共79頁；當(dāng)前第50頁；編輯于星期三\10點15分3、RNA的剪接地中海貧血病人的珠蛋白基因，1/4本文檔共79頁；當(dāng)前第51頁；編輯于星期三\10點15分生物體內(nèi)內(nèi)含子的主要類型：

GU-AG、AU-AC、Ⅰ類內(nèi)含子、Ⅱ類內(nèi)含子本文檔共79頁；當(dāng)前第52頁；編輯于星期三\10點15分

5’..AAGUAAGU…….CURAY..(10-40)…(U/C)11NCAGG….3’IntronexonexonPolyprimidineCAG=UAG>AAG>GAG本文檔共79頁；當(dāng)前第53頁；編輯于星期三\10點15分參與RNA剪接的物質(zhì)：snRNA（核內(nèi)小分子RNA）snRNP（與snRNA結(jié)合的核蛋白）本文檔共79頁；當(dāng)前第54頁；編輯于星期三\10點15分①本文檔共79頁；當(dāng)前第55頁；編輯于星期三\10點15分②③UACUACA-AGUGU4U5U6E1E2U1U2UACUACA-AGUGU6E1E2U1、U4、U5本文檔共79頁；當(dāng)前第56頁；編輯于星期三\10點15分Ⅰ類內(nèi)含子的自我剪接本文檔共79頁；當(dāng)前第57頁；編輯于星期三\10點15分Ⅱ類內(nèi)含子的自我剪接本文檔共79頁；當(dāng)前第58頁；編輯于星期三\10點15分4、RNA的編輯編輯（editing）是指轉(zhuǎn)錄后的RNA在編碼區(qū)發(fā)生堿基的突變、加入或丟失等現(xiàn)象。本文檔共79頁；當(dāng)前第59頁；編輯于星期三\10點15分C變?yōu)閁堿基的突變本文檔共79頁；當(dāng)前第60頁；編輯于星期三\10點15分尿苷酸的缺失和添加在研究錐蟲線粒體mRNA轉(zhuǎn)錄加工時發(fā)現(xiàn)mRNA的多個編碼位置上加入或丟失尿苷酸，1990年在高等動物和病毒中也發(fā)現(xiàn)了編輯現(xiàn)象。本文檔共79頁；當(dāng)前第61頁；編輯于星期三\10點15分錐蟲coxII基因的編輯本文檔共79頁；當(dāng)前第62頁；編輯于星期三\10點15分本文檔共79頁；當(dāng)前第63頁；編輯于星期三\10點15分●基本概念●轉(zhuǎn)錄起始：RNA聚合酶、啟動子●轉(zhuǎn)錄的基本過程●轉(zhuǎn)錄后加工●原核生物與真核生物mRNA的特征比較●RNA合成與DNA合成異同點Contents本文檔共79頁；當(dāng)前第64頁；編輯于星期三\10點15分五、原核生物與真核生物mRNA的特征比較

1、原核生物mRNA的特征●半衰期短●多以多順反子的形式存在多順反子mRNA：編碼多個蛋白質(zhì)的mRNA。單順反子mRNA：只編碼一個蛋白質(zhì)的mRNA。本文檔共79頁；當(dāng)前第65頁；編輯于星期三\10點15分結(jié)構(gòu)基因Z：β-半乳糖苷酶Y：透過酶A：乙?；D(zhuǎn)移酶ZYAOPDNA本文檔共79頁；當(dāng)前第66頁；編輯于星期三\10點15分●5’

端無“帽子”結(jié)構(gòu)，3’

端沒有或只有較短的poly（A）結(jié)構(gòu)。SD序列：mRNA中用于結(jié)合原核生物核糖體的序列。本文檔共79頁；當(dāng)前第67頁；編輯于星期三\10點15分2、真核生物mRNA的特征●5’

端存在“帽子”結(jié)構(gòu)●多數(shù)mRNA

3’

端具有poly（A）尾巴（組蛋白除外）●以單順反子的形式存在“基因”的分子生物學(xué)定義：產(chǎn)生一條多肽鏈或功能RNA所必需的全部核甘酸序列。本文檔共79頁；當(dāng)前第68頁；編輯于星期三\10點15分原核生物和真核生物mRNA結(jié)構(gòu)的比較本文檔共79頁；當(dāng)前第69頁；編輯于星期三\10點15分●基本概念●轉(zhuǎn)錄起始：RNA聚合酶、啟動子●轉(zhuǎn)錄的基本過程●轉(zhuǎn)錄后加工●原核生物與真核生物mRNA的特征比較●RNA合成與DNA合成異同點Contents本文檔共79頁；當(dāng)前第70頁；編輯于星期三\10點15分六、RNA合成與DNA合成異同點

相同點：1、都以DNA鏈作為模板2、合成的方向均為5’→3’

3、聚合反應(yīng)均是通過核苷酸之間形成的3’,5’-磷酸二酯鍵，使核苷酸鏈延長。本文檔共79頁；當(dāng)前第71頁；編輯于星期三\10點15分不同點：復(fù)制轉(zhuǎn)錄模板兩條鏈均復(fù)制模板鏈轉(zhuǎn)錄（不對稱轉(zhuǎn)錄）原料dNTPNTP酶DNA聚合酶RNA聚合酶產(chǎn)物子代雙鏈DNA（半保留復(fù)制）mRNA，tRNA，rRNA配對A-T；G-CA-U；T-A；G-C引物RNA引物無本文檔共79頁；當(dāng)前第72頁；編輯于星期三\10點15分中國科學(xué)院2001年碩士研究生入學(xué)考試：名詞解釋：Transcription;Reversetranscription本文檔共79頁；當(dāng)前第73頁；編輯于星期三\10點15分1、下列有關(guān)TATA盒(Hognessbox)的敘述,哪個是正確的:A.它位于第一個結(jié)構(gòu)基因處

B.它和RNA聚合酶結(jié)合

C.它編碼阻遏蛋白

D.它和反密碼子結(jié)合