分子生物學第五次課

分子生物學第五次課第1頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)錄(

transcription

)——生物體以DNA為模板合成RNA的過程轉(zhuǎn)錄RNADNA

第2頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月一、與RNA生物合成的相關(guān)概念1.轉(zhuǎn)錄單位：

從啟動子延伸到終止子所跨越的DNA部分稱為一個轉(zhuǎn)錄單位。2.啟動子：指DNA分子上被RNA聚合酶識別并結(jié)合形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的區(qū)域，還包括一些調(diào)節(jié)蛋白因子的結(jié)合序列。3.終止子：在轉(zhuǎn)錄的過程中提供轉(zhuǎn)錄終止信號的序列成為終止子第3頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月RNA的作用及種類RNA主要以單鏈形式存在于生物體內(nèi)，負擔著儲藏及轉(zhuǎn)移遺傳信息的功能，又能作為核酶在細胞內(nèi)發(fā)揮代謝功能。生物體內(nèi)共有3種RNA：mRNA

rRNAtRNA第4頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月DNA

mRNAtRNArRNA蛋白質(zhì)第5頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月生物信息的傳遞從DNA到RNA蛋白質(zhì)ArgGlyTyrDNA5’3’C----GG----CT-----AG----CG----CA----TT----AA----CC----G3’5’mRNA5’CGUGGAUAC3編碼鏈又稱有義鏈模板鏈又稱反義鏈第6頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月

模板

5335模板鏈編碼鏈（codingstrand）結(jié)構(gòu)基因（structuralgene

）編碼鏈模板鏈（templatestrand）

第7頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月不對稱轉(zhuǎn)錄

（asymmetrictranscription）在DNA分子雙鏈上某一區(qū)段，一股鏈可轉(zhuǎn)錄，另一股鏈不轉(zhuǎn)錄；

模板鏈并非永遠在同一單鏈上。第8頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月二、參

與

轉(zhuǎn)

錄

的

物

質(zhì)原料:4種NTP

(ATP,UTP,GTP,CTP)

模板:DNA酶:RNA聚合酶其他蛋白質(zhì)因子第9頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月36512決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄150618催化功能

155613結(jié)合DNA模板

70263

辨認起始點

ω

110000?

亞基分子量功能1.RNA聚合酶

原核生物的RNA聚合酶

:第10頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月核心酶coreenzyme全酶holoenzyme第11頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月2.真核生物的RNA聚合酶

種類

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

對鵝膏蕈堿的反應(yīng)45S-rRNAhnRNA

5S-rRNAtRNA、snRNA耐受極敏感中度敏感轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物胞內(nèi)定為核仁核質(zhì)核質(zhì)第12頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月

所有三種RNA聚合酶均有其對應(yīng)的啟動子和終止子。以聚合酶Ⅲ所識別的啟動子研究得最多，并發(fā)現(xiàn)這種啟動子很奇怪──不是位于轉(zhuǎn)錄起始點的前面，而是在轉(zhuǎn)錄起始點的下游(+50-+83)。

RNA聚合酶Ⅱ合成hnRNA，它是最直接和遺傳調(diào)節(jié)相關(guān)的酶。因此對聚合酶Ⅱ的研究是目前的熱點之一。第13頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月3.模板和酶的辨認、結(jié)合

一個轉(zhuǎn)錄區(qū)段可視為一個轉(zhuǎn)錄單位，稱為操縱子（operon，包括若干個結(jié)構(gòu)基因及其上游的調(diào)控序列。

5335結(jié)構(gòu)基因調(diào)控序列RNA-pol第14頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月啟動子的研究：

(RNA聚合酶保護法)55RNA聚合酶保護區(qū)結(jié)構(gòu)基因第15頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月

保守序列

（一致性序列）開始轉(zhuǎn)錄TTGACAAACTGT-35

區(qū)(Pribnowbox)TATAATPuATATTAPy-10

區(qū)1-30-5010-10-40-205335嘌呤Sextamabox第16頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月

原核生物啟動子的序列長約20－200bp不等。E.coli典型的啟動子結(jié)構(gòu)（80bp）如下：

TGTTGACATATAAT起始位點…16~19bp……5~8bp…-35序列-10序列AATAAT下降突變TATGTTTATATT上升突變增強子72bp第17頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月

-35序列是RNA聚合酶全酶的識別位點，對全酶有很高的親和性。如果-35序列發(fā)生突變或缺失，將大大降低對全酶的親和性，即降低RNA聚合酶與啟動子的結(jié)合速度，但不影響轉(zhuǎn)錄起始位點附近DNA雙鏈的解開。

第18頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月4.啟動子區(qū)的識別RAN聚合酶不直接識別堿基對本身，而是通過氫鍵加以識別RNA聚合酶啟動子區(qū)DNA二元閉合復(fù)合物二元開鏈復(fù)合物三元復(fù)合物（DNA、RNA聚合酶、RNA）RNA聚合酶既是雙鏈DNA結(jié)合蛋白，也是單鏈DNA結(jié)合蛋白第19頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始需解決兩個問題：

RNA聚合酶必須準確地結(jié)合在轉(zhuǎn)錄模板的起始區(qū)域

DNA雙鏈解開，使其中的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板第20頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月RNA聚合酶與啟動子的結(jié)合模式圖50-90bp/s第21頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月5.原核生物的轉(zhuǎn)錄起始

DNA雙鏈解開,形成轉(zhuǎn)錄空泡

RNA聚合酶全酶(2)與模板結(jié)合

在RNA聚合酶作用下發(fā)生第一次聚合反應(yīng)–

5’-pppGpN–OH+ppiRNApol-DNA-pppGpN-OH

pppGNTPpppGpN-OHppi三元復(fù)合物:5’-pppG-OH+NTP第22頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月6.真核生物的轉(zhuǎn)錄起始也需要RNA聚合酶辨認、結(jié)合轉(zhuǎn)錄起點上游的DNA序列，生成起始復(fù)合物。順式作用元件

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真核生物結(jié)構(gòu)基因上游的調(diào)控區(qū)存在相似或一致性的DNA序列。

第23頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月-GCGC---CAAT---TATA轉(zhuǎn)錄起始

Hogness,-25bpTATA盒

-75bp,CAAT盒

-90bp,GC盒

結(jié)構(gòu)基因

增強子

順式作用元件上游啟動子元件也稱上游激活序列，第24頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月真核生物啟動子對轉(zhuǎn)錄的影響將TATA區(qū)上游序列稱為上游啟動子元件UTP，或者上游激活序列TATA區(qū)主要作用使轉(zhuǎn)錄精確的起始CAAT區(qū)和GC區(qū)控制轉(zhuǎn)錄起始頻率第25頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月DTATAABDNATATAFE反式作用因子

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直接或間接辨認、結(jié)合順式作用元件并影響其功能的蛋白質(zhì)。

RNA聚合酶與模板DNA的結(jié)合需一系列轉(zhuǎn)錄因子(TF)的參與。RNA聚合酶第26頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月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

B第27頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.轉(zhuǎn)錄需要的原料是:dNTPB.dNDPC.dNMPD.NTPE.NMPD第28頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月3、DNA模板鏈為5’-ATTCAG-3’,其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是:A.5’-GACTTA-3’

B.5’-CTGAAT-3’

C.5’-UAAGUC-3’

D.5’-CUGAAU-3’

D第29頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月4、DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程有許多相同點,下列描述哪項是錯誤的?A.轉(zhuǎn)錄以DNA一條鏈為模板,而以DNA兩條鏈為模板進行復(fù)制

B.在這兩個過程中合成均為5`-3`方