临床医学专业JXN生化第12章转录eleven课件

1、第 十 二 章RNA的生物合成（转录）RNA Biosynthesis, Transcription转录 (transcription) 生物体以DNA为模板合成RNA的过程 。 转录RNADNA 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)其他蛋白质因子模板和酶Templates and Enzymes第一节一、转录模板 DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因(structural gene)。 DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成RNA的一股单链，称为模板链(templa

2、te strand)，也称作有意义链或Watson链。相对的另一股单链是编码链(coding strand)，也称为反义链或Crick链。 5GCAGTACATGTC 33 c g t g a t g t a c a g 55GCAGUACAUGUC 3NAla Val His Val C编码链模板链mRNA蛋白质转录翻译5335模板链编码链编码链模板链结构基因转录方向转录方向不对称转录(asymmetric transcription) 在DNA分子双链上某一区段，一股链用作模板指引转录，另一股链不转录 ；模板链并非永远在同一条单链上。二、RNA聚合酶原核生物的RNA聚合酶核心酶 (core

3、 enzyme)全酶 (holoenzyme)RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合 三、模板上酶的辨认、结合原核生物一个转录区段可视为一个转录单位，包括若干个结构基因及其上游(upstream)的调控序列。 5335结构基因调控序列RNA-pol能与RNA聚合酶结合并启动转录的DNA的部位，称为启动子(promoter)。开始转录T T G A C AA A C T G T-35 区(Pribnow box)T A T A A T Pu A T A T T A Py-10 区1-30-5010-10-40-205 3 3 5 原核生物启动子保守序列RNA-pol辨认位点(recognition

4、site) 55RNA聚合酶保护区结构基因33转录过程The Process of Transcription 第二节 （一）转录起始转录起始需解决两个问题：RNA聚合酶必须准确地结合在转录模板的起始区域。DNA双链解开，使其中的一条链作为转录的模板。原核生物的转录过程2. DNA双链解开1. RNA聚合酶全酶(2)与模板结合 3. 在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形成转录起始复合物RNApol (2) - DNA - pppGpN- OH 3转录起始复合物:5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + ppi转录起始过程（二）转录延长1. 亚基脱落，RNApo

5、l聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移； 2. 在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长。(NMP) n + NTP (NMP) n+1 + PPi目 录目 录依赖Rho ()因子的转录终止非依赖Rho因子的转录终止（三）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2. 非依赖 Rho因子的转录终止DNA模板上靠近终止处，有些特殊的碱基序列，转录出RNA后，RNA产物形成特殊的结构来终止转录。5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUU

6、AGUCACCAGCCUUUUU. 3 5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU. 3 RNA 5TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT. 3 DNA UUUU. 5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU. 3茎环(stem-loop)/发夹(hairpin)结构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。5pppG5 33

7、5RNA-pol启动子终止子结构基因转录起始点RNA-pol5353DNA原核生物转录过程中的羽毛状现象核糖体RNARNA聚合酶真核生物的转录后修饰Post-transcriptional Modification第三节几种主要的修饰方式1. 剪接(splicing)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）首、尾的修饰 5端形成 帽子结构(m7GpppGp ) 3端加上多聚腺苷酸尾巴(poly A tail)帽子结构（二）mRNA的剪接1. hnRNA 和 snRNA 核内的初级mRNA称为杂化核R

8、NA (hetero-nuclear RNA, hnRNA)snRNA (small nuclear RNA)核内的蛋白质小分子核糖核酸蛋白体（并接体, splicesome）snRNA真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因。 断裂基因(splite gene)CABD编码区 A、B、C、D非编码区2. 外显子(exon)和内含子(intron) 外显子： 断裂基因中的编码序列。内含子： 断裂基因中的非编码序列鸡卵清蛋白基因hnRNA首、尾修饰hnRNA剪接成熟的mRNA鸡卵清蛋白基

9、因及其转录、转录后修饰目 录鸡卵清蛋白成熟mRNA与DNA杂交电镜图DNAmRNA目 录二、tRNA的转录后加工tRNA前体RNA pol TGGCNNAGTGCGGTTCGANNCCDNA目 录RNAaseP、内切酶目 录tRNA核苷酸转移酶、连接酶ATPADP目 录碱基修饰（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：A Am（1）甲基化（1）（1）（3）（2）（4）目 录三、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28S5.8S18S复制和转录的区别 模板两条DNA单链全部一条DNA链（模板链）以基因为单位