動物生物化學(xué) 14 RNA的生物合成―轉(zhuǎn)錄課件

第14章RNA的生物合成-轉(zhuǎn)錄

RNABiosynthesis--Transcription第14章RNA的生物合成-轉(zhuǎn)錄

RNABiosynthe1轉(zhuǎn)錄（transcription）：以DNA為模板，在RNA聚合酶（RNApolymerase）的作用下合成mRNA，將遺傳信息從DNA分子上轉(zhuǎn)移到mRNA分子上，這一過程稱為轉(zhuǎn)錄（transcription）。

轉(zhuǎn)錄（transcription）：以DNA為模21、轉(zhuǎn)錄是基因表達(dá)的中心環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)錄是以DNA為模板合成RNA,并且只是以單股DNA為模板，因此具有不對稱性；用以轉(zhuǎn)錄的單鏈DNA,稱為模板鏈,與復(fù)制不同，轉(zhuǎn)錄是局部的,從啟動子開始到終止子結(jié)束,為一個轉(zhuǎn)錄單位;轉(zhuǎn)錄不需要引物；轉(zhuǎn)錄的忠實性相對弱；轉(zhuǎn)錄首先得到RNA前體，然后再進(jìn)行加工轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓腞NA.1、轉(zhuǎn)錄是基因表達(dá)的中心環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)錄是以DNA為模板合成RNA3被轉(zhuǎn)錄成單個RNA分子的一段DNA稱為一個轉(zhuǎn)錄單位(transcript)被轉(zhuǎn)錄成單個RNA分子的一段DNA稱為一個轉(zhuǎn)錄單位(tra4分子量48萬，5種亞基：

全酶=核心酶（α2ββ’）+σ因子

α亞基決定轉(zhuǎn)錄的基因β亞基在5’——3’方向上延長多核苷酸鏈，其方式與DNA聚合酶相同，原料為NTP，沒有糾錯的功能。β’亞基結(jié)合DNA模板

σ因子識別啟動子并與之結(jié)合2、RNA聚合酶（RNApolymerase）2.1、原核的RNA聚合酶分子量48萬，5種亞基：2、RN5聚合酶I：轉(zhuǎn)錄45SrRNA聚合酶II：轉(zhuǎn)錄mRNA的前體，稱為核不均RNA（hnRNA）聚合酶III：轉(zhuǎn)錄tRNA和5SrRNA等2.2、真核的RNA聚合酶2.2、真核的RNA聚合酶6

DNA上的轉(zhuǎn)錄起始序列，稱為啟動子，有序列保守性，不僅是轉(zhuǎn)錄起始的位置，而且影響轉(zhuǎn)錄的活性。RNA聚合酶結(jié)合在啟動子上上游下游3、啟動子（promoter）DNA上的轉(zhuǎn)錄起始序列，稱為啟動子，有序列保守性，7注意原核啟動子在-35和-10區(qū)域的保守序列Pribnowbox注意原核啟動子在-35和-10區(qū)域的保守序列Pribnow8

真核轉(zhuǎn)錄啟動子的保守序列

（TATAbox，TATA盒）

并非所有的真核基因都有典型的TATAbox，不同生物的基因有不同的上游DNA序列真核轉(zhuǎn)錄啟動子的保守序列9

4.1、轉(zhuǎn)錄開始

由σ因子辨認(rèn)并且結(jié)合到啟動子上，局部解鏈（10-20bp），拓樸酶等也參與。

4.2、RNA鏈的延伸

由核心酶催化，以其中的一股DNA單鏈作為模板鏈，以NTP為原料，按照堿基互補(bǔ)配對的原則，通常是由5’ppp嘌呤核苷（G或A）開頭向著3’延長多核苷酸鏈，合成開始后，σ因子從模板上脫離下來（可以重復(fù)利用）。核心酶覆蓋雙鏈DNA和RNA復(fù)合物，向前推進(jìn)，一邊解開螺旋，一邊釋放出新合成的RNA鏈，后面已經(jīng)轉(zhuǎn)錄的區(qū)域中分開的DNA鏈又重新形成雙螺旋。4、轉(zhuǎn)錄過程及其特點4.1、轉(zhuǎn)錄開始4、轉(zhuǎn)錄過程及其特點10“轉(zhuǎn)錄泡（transcriptionbubble）”“轉(zhuǎn)錄泡（transcriptionbubble）”11轉(zhuǎn)錄過程中的模板識別、起始和延伸轉(zhuǎn)錄過程中的模板識別、起始和延伸12

A.依賴ρ因子的終止

新生RNA上有ρ因子的識別位點。它與聚合酶-DNA-RNA復(fù)合物結(jié)合，向3’端移動，并解開DNA-RNA雜交體，需ATP。B.依賴于特定序列的終止

轉(zhuǎn)錄終止區(qū)有特殊結(jié)構(gòu)。終止區(qū)的上游有GC二重對稱區(qū)，轉(zhuǎn)錄的RNA容易形成多個“發(fā)卡”結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的3’端有polyU序列。這種特殊的二級結(jié)構(gòu)阻止了轉(zhuǎn)錄向下游繼續(xù)推進(jìn)。

4.3、轉(zhuǎn)錄的終止A.依賴ρ因子的終止4.3、轉(zhuǎn)錄的終止13AB轉(zhuǎn)錄的全過程AB轉(zhuǎn)錄的全過程14

轉(zhuǎn)錄得到的只是初級產(chǎn)物，通常要經(jīng)過加工，才能轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓腞NA。tRNA和rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工比較簡單，而mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工比較復(fù)雜。原核基因是多順反子（poly-cistron），通常是幾個相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因（編碼的）同時轉(zhuǎn)錄得到多個mRNA。而真核基因是單順反子（mono-cistron），又是斷裂基因。其結(jié)構(gòu)基因中由編碼的外顯子（exon）和不編碼的內(nèi)含子（intron）間隔排開。轉(zhuǎn)錄得到的是“毛坯”，要在其5’端加上鳥嘌呤“帽子”，3’端加上polyA的“尾巴”，切除內(nèi)含子，拼接外顯子，才能成為一個成熟的mRNA。5、RNA后的加工（post-transcriptionalprocessing）轉(zhuǎn)錄得到的只是初級產(chǎn)物，通常要經(jīng)過15原核前體RNA的加工原核前體RNA的加工16tRNA轉(zhuǎn)錄后的加工與修飾注意稀有堿基tRNA轉(zhuǎn)錄后的加工與修飾注意稀有堿基17真核rRNA前體轉(zhuǎn)錄后的加工真核rRNA前體轉(zhuǎn)錄后的加工18真核mRNA前體轉(zhuǎn)錄后加工(以卵清蛋白mRNA的轉(zhuǎn)錄為例)外顯子內(nèi)含子mRNA的剪切真核mRNA前體轉(zhuǎn)錄后加工(以卵清蛋白mRNA的轉(zhuǎn)錄為例)外19首、尾部的修飾1）5‘端形成帽子結(jié)構(gòu)（m7GpppGp-）

2）3‘端加上多聚腺苷酸尾巴（polyAtail）真核生物mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工帽子結(jié)構(gòu)首、尾部的修飾1）5‘端形成帽子結(jié)構(gòu)（m7Gpp20在原生動物四膜蟲（tetrahymena）中，26SrRNA分子是有一個6.4kb的前體經(jīng)切除1個414nt的內(nèi)含子后形成的,在此過程中,RNA進(jìn)行了自我剪接（self-splicing），但是要有鳥嘌呤存在的條件下通過轉(zhuǎn)酯反應(yīng)實現(xiàn).RNA催化作用的發(fā)現(xiàn)提示了生命的最初形式可能是兼遺傳信息載體和催化功能于一身的RNA.6、核酶的發(fā)現(xiàn)在原生動物四膜蟲（tetrahymena）中，2621本章結(jié)束本章結(jié)束22動物生物化學(xué)練習(xí)（3）1．圖示多核苷酸鏈在溶液中可能形成怎樣的結(jié)構(gòu)：5’AUUCCGACUGGCGAAGUCGGCGC3’

2.DNA的復(fù)制包括哪些主要階段？為什么復(fù)制具有半保留性？為什么說子鏈的合成是半不連續(xù)的？3.轉(zhuǎn)錄的終止出現(xiàn)在DNA分子中特定的堿基順序上。原核DNA轉(zhuǎn)錄的終止順序有明顯的結(jié)構(gòu)特點，請予描述。除此以外，還有什么其它的終止轉(zhuǎn)錄的方式？4.關(guān)于多肽鏈的生物合成，請你,A.說明氨基酰-tRNA合成酶的特點；B.圖示原核70S起始復(fù)合物；C.解釋延伸因子Tu的作用；D.指出何時肽?；D(zhuǎn)移酶起作用。