第11RNA的生物合成转录

1、 转录转录（transcription ） DNADNA携带的遗传携带的遗传信息传递给信息传递给RNARNA的过程。的过程。 DNA复制与转录的比较复制与转录的比较相相同同点点模板模板 两股链均复制两股链均复制 模板链转录模板链转录 合成方式合成方式 半保留复制半保留复制 不对称转录不对称转录 原原 料料 dNTP NTP 聚合酶聚合酶 DNA聚合酶聚合酶 RNA聚合酶聚合酶 碱基配对碱基配对 A-T，G-C A-U，T-A，G-C 产物产物 半保留的双链半保留的双链DNA 单链单链RNA不不同同点点以以DNA为模板为模板 遵循遵循碱基配对碱基配对原则原则 都需都需依赖依赖DNA的聚合酶的聚合

2、酶 聚合过程都是生成聚合过程都是生成磷酸二酯键磷酸二酯键新链合成方向为新链合成方向为53 复制复制 转录转录n1ATPn2GTPn3CTPn4UTPDNA（模板）（模板）RNA聚合酶聚合酶RNAn1AMPn2GMPn3CMPn4UMP+（n1+n2+n3+n4）PPi几个基本概念几个基本概念模板链（反意义链）模板链（反意义链） 以该链中的以该链中的DNADNA碱碱基顺序指导基顺序指导RNARNA的合成即被转录的那条的合成即被转录的那条DNADNA链。链。3 5 RNA-DNA杂交螺旋杂交螺旋聚合酶的移动方向聚合酶的移动方向新生新生RNA复链复链解链解链有义链有义链模板链（反义链）模板链（反义链

3、）延长部位延长部位不对称转录不对称转录 .DNA.DNA双链上，仅一股链转录，另一股不转录。双链上，仅一股链转录，另一股不转录。 . .有意义链与反意义链并非固定不变。有意义链与反意义链并非固定不变。 . .转录方向都是转录方向都是5 35 3转录方向转录方向5 3模板链模板链5GCAGTACATGTC 33CGTCATGTACAG 55GCAGUACAUGUC 3NAla Val His Val C编码链编码链模板链模板链mRNA蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译二、参与转录的主要物质二、参与转录的主要物质1.模板模板2.底物：底物：ATP、GTP、CTP、UTP3.辅助因子：辅助因子：Mg2+、

4、Mn2+4.RNA聚合酶聚合酶5. 终止因子：识别终止信号。终止因子：识别终止信号。 （一）（一）RNARNA聚合酶聚合酶依赖依赖DNADNA的的RNARNA聚合酶聚合酶（DNA-dependent RNA DNA-dependent RNA polymerase,DDRPpolymerase,DDRP） 核心酶核心酶 (core enzyme)全酶全酶 (holoenzyme) RNARNA聚合酶全酶聚合酶全酶 = = 核心酶核心酶+ + 亚基亚基（ 2 2） （2 2 ） RNARNA聚合酶的特点：聚合酶的特点：（1 1）反应底物是）反应底物是NTPNTP，DNADNA为模板，为模板，Mg

5、Mg2+2+促进聚合反应，促进聚合反应，不需要引物，合成方向不需要引物，合成方向5 53 3 。（2 2）利福平利福平抑制原核生物抑制原核生物RNARNA聚合酶活性；聚合酶活性；- -鹅膏蕈鹅膏蕈碱碱抑制真核生物抑制真核生物RNARNA聚合酶活性。聚合酶活性。二、二、RNARNA的转录过程的转录过程：（以大肠杆菌为例）（以大肠杆菌为例） 转录的启动转录的启动（起始位点的识别、转录起始）（起始位点的识别、转录起始） RNARNA链的延伸链的延伸 转录终止转录终止起始位点的识别起始位点的识别 DNADNA上的转录起始序列，称为上的转录起始序列，称为启动子启动子，有，有序序列保守性列保守性 。1 1

6、、转录起始、转录起始 因子仅与起始因子仅与起始有关，有关，RNARNA的合的合成一旦开始成一旦开始，便被释放便被释放 E-35-10pppG或pppA55553333模板链模板链RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合聚合酶全酶在转录起始区的结合 RNA聚合聚合酶保护区酶保护区结构基因结构基因终止点终止点10- -10TTGACATATAAT转录开始转录开始+ +1翻译开始翻译开始Purine- -35（Pribnow box）辨认结合区辨认结合区转录起始区转录起始区原核生物的转录起始原核生物的转录起始亚基辨认亚基辨认-35区区RNA pol 全酶移向全酶移向-10区区合成第一个磷酸二酯键合成第一个

7、磷酸二酯键5-pppGpN-OH-3转录起始复合物转录起始复合物RNA pol( ) DNApppGpN-OH亚基脱落亚基脱落（结合松弛）（结合松弛）（结合紧密）（结合紧密）转录起始不需引物！转录起始不需引物！2.RNA2.RNA链的延伸链的延伸DNADNA分子和酶分子发生构象的变化，核心酶与分子和酶分子发生构象的变化，核心酶与DNADNA结合比较松弛，可沿结合比较松弛，可沿DNADNA模板移动，并按模板顺模板移动，并按模板顺序选择下一个核苷酸，将核苷三磷酸加到生长的序选择下一个核苷酸，将核苷三磷酸加到生长的RNARNA链的链的3-3-OHOH端，催化形成磷酸二酯键。转录端，催化形成磷酸二酯键

8、。转录延伸方向从延伸方向从5 5 33RNARNA合成过程合成过程起始起始双链双链DNA局部解开局部解开磷酸二酯磷酸二酯键形成键形成终止阶段终止阶段解链区到达解链区到达基因终点基因终点延长阶段延长阶段5 3 RNA 启动子（启动子（promoter) 终止子终止子(terminator)5 RNA聚合酶聚合酶 5 3 5 3 5 5 3 离开离开依赖依赖因子识别终止信号因子识别终止信号不依赖于不依赖于因子。因子。弱终止子：弱终止子：强终止子强终止子：3.3.转录终止转录终止 在在DNADNA分子上（基因末端）提供转录停止分子上（基因末端）提供转录停止信号的信号的DNADNA序列称为终止子（序列

9、称为终止子（terminators),terminators),它能使它能使RNARNA聚合酶停止合成聚合酶停止合成RNARNA并释放出并释放出RNARNA。发夹结构发夹结构环环茎茎多个UUUGCAGCCUGAGAAAUCAGGCUGAUGG5353自发形成发夹结构自发形成发夹结构（转录产物（转录产物 3末端）末端）例如：例如：AUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUU53UUUU53自发形成自发形成茎环结构茎环结构UUUU.53茎环结构改变茎环结构改变RNA RNA polpol的结构，使其失活的结构，使其失活茎环结构的形成使转录茎环结构的形成使转录复合物趋于解体，复合物趋

10、于解体，Poly UPoly U加速这一过程加速这一过程三、三、RNARNA的转录后加工的转录后加工1 1、mRNAmRNA前体的加工前体的加工2 2、tRNAtRNA前体的加工前体的加工3.rRNA3.rRNA的转录后加工的转录后加工1 1、mRNAmRNA前体的前体的加工加工： （1 1）hnRNAhnRNA被剪接被剪接 （2 2）33端添加端添加polyApolyA “ “尾巴尾巴”； （3 3）55端连接端连接“帽子帽子”结构（结构（m m7 7G G5 5 pppppp5 5 NmpNp-NmpNp-）；）； （4 4）分子内部的核苷酸甲基化修饰。分子内部的核苷酸甲基化修饰。帽子结构帽子结构鸡卵清蛋白鸡卵清蛋白基因基因hnRNA首、尾修饰首、尾修饰hnRNA剪接剪接成熟的成熟的mRNA鸡鸡卵卵清清蛋蛋白白基基因因及及其其转转录、录、转转录录后后修修饰饰 2 2、tRNAtRNA前体的加工：前体的加工：原核与真核生物的原核与真核生物的tRNAtRNA转录后都需要加工。包括：转录后都需要加工。包括：（1 1）由核酸内切酶）由核酸内切酶切除前体上切除前体上3 3 和和5 5 端上多余的核苷