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生物化学教案首页第 次课 授课时间 年 月 日 教案完成时间：年 月 日课程名称生物化学年级2004专业、层次临床医学本科教员专业技术职 务教授授课方式（大、小班）大班学时2学时授课题目（章、节）第十一章 RNA的生物合成（转录）第二节 转录过程第三节 真核生物的转录后修饰基本教材或主要参考书基本教材：周爱儒，生物化学 第六版 人民卫生出版社主要参考书：1、 沈同. 生物化学. 第三版.北京：高等教育出版社2、 Biochemistry second Edition，Reginald H. Garrett3、童坦君.生物化学. 第一版.北京：北京大学医学出版社.4、张廼蘅. 医学分子生物学 . 北京 : 北京医科大学出版社5、贾弘褆 生物化学 北京：人民卫生出版社教学目的与要求：1.掌握：转录起始,真核生物三种RNA聚合酶的转录产物。2.熟悉：真核生物的启动子。3了解:转录的过程。大体内容与时间安排，教学方法：1 大体内容与时间安排：原核生物转录过程 45分钟真核生物转录过程（30分钟）。mRNA转录后加工 （15分）2教学方法：课前预习课堂讲授，系统小结，并指出重点内容。课后复习讨论3教学手段:多媒体及幻灯性教学重点：真核生物mRNA的前体、转录后加工及结构特点。教学难点：转录起始 ,mRNA转录后加工。教研室审批意见：同意执行 _关泽红_(教学组长签名)刘淑萍_(教研室主任签名)2005年11月 日 （教案续页）基 本 内 容辅助手段和时间分配第二节 转录过程一 原核生物的转录过程：（一） 转录的起始 RNA聚合酶的因子首先识别DNA分子的启动子，核心酶则结合在启动子的结合部位。在与RNA聚合酶结合的Pribnow盒附近，双链暂时打开约17个碱基对长度，有利于RNA聚合酶进入转录泡，催化RNA聚合作用。转录开始时的第一个核苷酸以GTP最为常见，GTP与第二个核苷酸形成磷酸二酯键以后，仍保持三磷酸核苷的状态，转录首先生成了一个四磷酸二核苷（pppGpN-OH）,它与RNA聚合酶全酶统称为转录的起始复合物。随后，因子从模板及RNA聚合酶上脱落下来，于是RNA聚合酶的核心酶沿着模板向下游移动，转录作用进入延长阶段。脱落下来的因子可以再次与核心酶结合而循环使用（二） 转录的延长 1 在RNA聚合酶的催化下，核苷酸之间以3,5-磷酸二酯键相连接进行着RNA的合成反应，合成方向为53。2 转录过程中由酶-DNA-RNA形成的转录复合物，被称为转录3 在同一DNA模板上，有多个转录在同时进行。原核生物没有核膜，转录尚未完成，翻译已在进行。转录和翻译都在高效率进行。有多聚核糖体现象。（三）转录的终止 原核生物转录终止信号有两种：1 依赖Rho因子的转录终止：Rho因子是由相同亚基组成的六聚体蛋白质，亚基分子量46kDa。Rho因子对RNA的polyC的结合力最强。产物RNA3端有丰富的C,或有规律地出现C碱基。转录终止信号存在于RNA而非DNA模板。Rho因子与ATP酶活性和解螺旋酶的活性。2 不依赖Rho因子的转录终止： DNA模板上靠近终止处有些特殊碱基序列，转录出RNA后，RNA产物形成特殊的结构来终止转录。二 真核生物的转录过程（一）转录起始真核生物的转录起始上游区段比原核生物多样化。转录起始时，RNA聚合酶不直接结合模板，其起始过程比原核生物复杂。 多媒体、板书 20分 10分 15分 30分（教案续页）基 本 内 容辅助手段和时间分配1 转录起始前的上游区段：转录起始点前-25bp区段有典型的TATA序列，称为Hogness盒或TATAbox，通常认为这就是启动子的核心序列。在起始点上游还有一些DNA分子上共有的序列，统称为顺势作用元件。除少数基因没有TATA盒外，其他顺势作用元件在某一基因上不可能全部齐备，而是若干种相互搭配，以多样化的形式来起始转录。2 转录因子能直接或间接辨认并结合转录上游区段DNA的蛋白质，现已发现有数百种，统称为反式作用因子。反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的，称为转录因子（TF).相应于RNA聚合酶I,和的TF，分别称为TF I,和.与上游的顺势作用元件结合的蛋白质称为上游因子。能结合应答元件，只在某些特殊生理情况下才被诱导产生的，称为可诱导因子。3 转录起始前复合物（PIC）（见基因转录调控）二） 转录延长真核生物核小体在转录过程可能发生解聚。（三）转录终止 第三节 真核生物的转录后加工转录过程中生成的是RNA的初级产物，是RNA的前体，它们没有生物活性。几乎所有真核细胞转录的前体都要经过一系列酶的作用，进行加工修饰，才能生成具有生物学功能的RNA。这个过程也称为RNA的成熟过程。一 真核生物mRNA的转录后加工mRNA转录后加工，包括了对5-端、3-端(首、尾部)的修饰以及对中间的部分进行剪接。1 5-端帽子的生成 在转移酶催化下，由腺苷蛋氨酸（SAM）供给甲基，首先在鸟嘌呤的N-7上甲基化，然后在连于鸟苷酸的第一个（或第二个）核苷2-OH上又进行甲基化，最后成为m7GPPP Nmp , 这就是帽子结构的生成。2 3-端多聚A尾（pol A）的生成 3-端的修饰是加上聚腺苷酸尾巴。pol A 尾巴主要作用是维持mRNA的稳定性。 3 剪接 真核生物的基因都是断裂基因，即包括外显子（exon）和内含子（intron）。外显子是基因编码氨基酸的序列，而内含子是非编码序列。在转录时，外显子和内含子均转录到hnRNA中。在细胞核中，hnRNA进行剪接作用，首先在核酸内切酶作用下剪切掉内含子；然后在连接酶作用下，将外显子各部分连接起来，再变为成熟的mRNA，这就是剪接作用。成熟的mRNA输入胞质，mRNA作为蛋白质合成的直接模板。 15分（教案末页）小 结转录包括起始、延长、终止三个阶段。其中最主要的是转录起始。相关的重要概念有：顺式作用元件（cis-acting element）：DNA分子上具有可影响（调控）转录的各种组分。反式作用因子（trans-acting factors）：能直接、间接辩认和结合转录上游区段DNA的蛋白质。反式作用因子中，直接、间接结合RNA聚合酶的称为转录因子。外显子（exons）：既存在于最初的转录产物中，也存在于成熟的RNA分子中的核苷酸序列。术语外显子也指编码相应RNA外显子的DNA中的区域。内含子（introns）：在转录后的加工中，从最初的转录产物除去的内部的核苷酸序列。术语内含子也指编码相应RNA内含子的DNA中的区域。复习思考题、作业题