RNA的生物合成七版10

1、1会计学RNA的生物合成七版的生物合成七版10转录 (transcription) 生物体以DNA为模板合成RNA的过程 。 参与转录的物质原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) 模板: DNA酶: RNA聚合酶(RNA polymerase, RNA-pol)其他蛋白质因子原核生物转录的模板和酶第一节一、原核转录模板 不对称转录(asymmetric transcription) 在DNA分子双链上某一区段，一股链可转录，另一股链不转录 ； 模板链并非永远在同一条单链上。5GCAGTACATGTC 33 c g t g a t g t a c a g 55GCAGUACAU

2、GUC 3NAla Val His Val C编码链模板链mRNA蛋白质转录翻译模板链（有意义链，Watson 链）： 能转录、能复制编码链（coding strand)（反义链，Crick链）： 不能转录，能复制 功能（53聚合功能）底物：NTP（N：A、U、C、G）模板：双股DNA链引物：不需要聚合方向： 53（ 模板是 35 ）聚合反应：反复形成磷酸二酯键依赖DNA的RNA聚合酶 RNA-pol 二、RNA聚合酶（二）原核生物RNA聚合酶组成4种亚基形成的五聚体核心酶 (core enzyme)全酶 (holoenzyme)全酶 2核心酶 2 负责新链延伸因子（亚基） 辨认转录起始点 3

3、6512 决定哪些基因被转录决定哪些基因被转录 150618 催化功能催化功能 155613 结合结合DNA模板模板 70263 辨认起始点辨认起始点亚亚 基基分分 子子 量量功功 能能调节基因 -10区 Pribnow box，TATA盒 合成RNA链中的第一个核苷酸（一般为嘌呤）识别区 结合区转录起始点原核生物的转录过程The Process of Transcription 第二节 一、转录起始需要RNA聚合酶全酶RNApol (2) - DNA - pppGpN- OH 3转录起始复合物:第一个磷酸二酯键5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + ppi二、原

4、核生物转录延长 因子从全酶上脱离，核心酶继续沿DNA链移动，按碱基互补，从 53不断聚合RNA。 转录空泡 (transcription bubble)：RNA-pol （核心酶） DNA RNA53DNA原核生物转录过程中的羽毛状现象（转录翻译相偶联）核糖体RNARNA聚合酶三、原核生物转录终止指RNA聚合酶在DNA模板上停顿下来不再前进，转录产物RNA链从转录复合物上脱落下来。 分类A T P1. 依赖 Rho因子的转录终止ATP酶和解螺旋酶活性5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU. 3 5UUGCAGCCUGA

5、CAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU. 3 RNA 5TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT. 3 DNA UUUU. UUUU.5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU. 3茎环(stem-loop)/发夹(hairpin)结构2. 非依赖 Rho因子的转录终止茎环结构使转录终止的机理 使RNA聚合酶变构，转录停顿； 使转录复合物趋于解离，RNA产物释放真核生物RNA的生物合成 第三节 一、真

6、核生物的RNA聚合酶 种类种类对鹅膏蕈碱对鹅膏蕈碱的反应的反应45S-rRNAhnRNA5S-rRNAtRNAsnRNA耐受耐受极敏感极敏感中度敏感中度敏感转录产物转录产物有三类，能选择性的转录不同类型的基因二、真核生物的转录起始（一）也具有启动子核心序列 增强子 增强子顺式作用元件、反式作用因子、转录因子（二）转录因子转录起始时，RNA-pol不直接结合模板，而需依靠众多的转录因子。转录因子TFD结合TATA盒参与RNA-pol转录的TF 蛋蛋白白激激酶酶活活性性，使使CTD磷磷酸酸化化TFHATPase57（ ） 34（ ）TFE解解螺螺旋旋酶酶30，74TFF促促进进RNA-pol结结合

7、合及及作作为为其其他他因因子子结结合合的的桥桥梁梁33TFB稳稳定定TFD-DNA复复合合物物12，19，35TFA辅辅助助TBP-DNA结结合合TAF*结结合合TATA盒盒TBP* 38TFD功功能能亚亚基基组组成成，分分子子量量(kD)转转录录因因子子蛋蛋白白激激酶酶活活性性，使使CTD磷磷酸酸化化TFHATPase57（ ） 34（ ）TFE解解螺螺旋旋酶酶30，74TFF促促进进RNA-pol结结合合及及作作为为其其他他因因子子结结合合的的桥桥梁梁33TFB稳稳定定TFD-DNA复复合合物物12，19，35TFA辅辅助助TBP-DNA结结合合TAF*结结合合TATA盒盒TBP* 38T

8、FD功功能能亚亚基基组组成成，分分子子量量(kD)转转录录因因子子四、转录终止 和转录后修饰密切相关。5-AAUAAA-5 -AAUAAA-核酸酶-GUGUGUGRNA-polAATAAA GTGTGTG转录终止的修饰点55333加尾AAAAAAA 3 mRNA 复制和转录的相同点：DNA模板依赖DNA的聚合酶形成磷酸二酯键合成方向都是53 碱基配对复制和转录的区别 A-U，T-A，G-CA-T，G-C配对配对mRNA，tRNA，rRNA子代双链子代双链DNA（半保留复制）半保留复制）产物产物RNA聚合酶（聚合酶（RNA-pol）DNA聚合酶聚合酶酶酶NTPdNTP原料原料模板链转录（不对称转

9、录）模板链转录（不对称转录）两股链均复制两股链均复制模板模板转录转录复制复制A-U，T-A，G-CA-T，G-C配对配对mRNA，tRNA，rRNA子代双链子代双链DNA（半保留复制）半保留复制）产物产物RNA聚合酶（聚合酶（RNA-pol）DNA聚合酶聚合酶酶酶NTPdNTP原料原料模板链转录（不对称转录）模板链转录（不对称转录）两股链均复制两股链均复制模板模板转录转录复制复制引物连续性加工真核生物的转录后修饰Post-transcriptional Modification第四节转录的直接产物初级转录本成熟的RNA（mRNA、tRNA、rRNA）加工、改造几种主要的修饰方式1. 剪接(sp

10、licing)2. 剪切(cleavage)3. 修饰(modification)4. 添加(addition)一、真核生物mRNA的转录后加工（一）在5端形成 帽子结构(m7GpppGp )初级转录本hnRNA甲基化帽子帽子功能：防止降解、促进翻译中起始复合物的形成帽子种类：0号（m7GpppX）、1号（ m7GpppXm）、2号（二）3端加上多聚腺苷酸尾巴 (poly A tail)3特异核酸内切酶polyA功能： 增加mRNA的稳定性 与mRNA的运输有关 参与基因表达的调控加尾5-AAUAAA-5 -AAUAAA-核酸酶-GUGUGUGRNA-polAATAAA GTGTGTG转录终止

11、的修饰点55333加尾AAAAAAA 3 mRNA（三）mRNA的剪接：去除内含子，连接外显子1.断裂基因和hnRNA外显子内含子核内的初级mRNA称为杂化核RNA (hetero-nuclear RNA, hnRNA )鸡卵清蛋白基因hnRNA首、尾修饰hnRNA剪接成熟的mRNA鸡卵清蛋白基因及其转录、转录后修饰1.872kb鸡卵清蛋白成熟mRNA与DNA杂交电镜图DNAmRNA3. mRNA的剪接 除去hnRNA中的内含子，将外显子连接。 snRNA (small nuclear RNA)核内的蛋白质小分子核糖核酸蛋白体（SnRNP）snRNA内含子以GU开始，AG结束5剪接点：GU3剪

12、接点：AG分支点： CURAY5剪切点切开套索结构3剪切点断开SnRNP释放剪接体snRNP与hnRNA第一次转酯反应 第二次转酯反应 二、rRNA的转录后加工转录45S - rRNA剪接18S - rRNA5.8S和28S-rRNArDNA内含子内含子28S5.8S18SRNA pol三、tRNA的转录后加工tRNA前体RNA pol TGGCNNAGTGCGGTTCGANNCCDNA加工步骤：切除5端多余的核苷酸形成3 CCAOH碱基的修饰内含子的剪接碱基修饰（2）还原反应 如：U DHU （3）核苷内的转位反应 如：U （4）脱氨反应 如：A I 如：G Gm（1）甲基化（1）（1）（3）（2）（4）复习题1.不对称转录2.DNA和RNA生物合成的比较3.真核mRNA加工步骤不对称转录(asymmetric transcription) 在DNA分子双链上某一区段，一股链可转录，另一股链不转录 ； 模板链并非永远在同