第十一章RNA的生物合成（转录）课件

第十一章RNA的生物合成（转录）RNABiosynthesis,Transcription第十一章RNA的生物合成（转录）

本章内容第一节原核生物转录的模板和酶第二节原核生物的转录过程第三节真核生物RNA的生物合成第四节真核生物RNA的加工本章内容第一节原核生物转录的模板和酶1、生物体以DNA为模板合成RNA的过程，称为转录(transcription)

。DNA的遗传信息传递给RNA的过程。

转录RNADNA

1、生物体以DNA为模板合成RNA的过程，称为转录(tran2、RNA指导的RNA合成(RNA-dependentRNAsynthesis)，也叫RNA复制,常见于病毒，是逆转录病毒以外的RNA病毒在宿主细胞以病毒的单链RNA为模板合成RNA的方式。

第十一章RNA的生物合成（转录）课件参与转录的物质原料:

NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)模板:

DNA酶:

RNA聚合酶(RNApolymerase,RNA-pol)其他蛋白质因子参与转录的物质原料:NTP(ATP,UTP,GTP原核生物转录的模板和酶TemplatesandEnzymes第一节原核生物转录的模板和酶第一节一、转录模板（一）不对称转录(asymmetrictranscription)1、DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因(structuralgene)。

一、转录模板（一）不对称转录(asymmetrictran5335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(asymmetrictranscription)

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。53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2.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(templatestrand)，也称作有意义链或Watson链。相对的另一股单链是编码链（codingstrand）,也称反义链或Crick链。5′···GCAGTACATGTC···3′3′···cgtgatgtacag···5′5′···GCAGUACAUGUC···3′N······Ala·Val·His·Val······C编码链模板链mRNA蛋白质转录翻译2.DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成RNA二、RNA聚合酶定义：以DNA为模板，催化三磷酸核苷（NTP）聚合形成RNA的酶。(NMP)n+NTP→(NMP)n+1+PPi

RNA延长的RNA

二、RNA聚合酶定义：以DNA为模板，催化三磷酸核苷（NTP作用特点：1、DNA为模板2、不需引物，两游离NTP或一游离NTP与RNA链聚合.3、3'-OH与5'-P聚合形成磷酸二酯键。4、方向：5'→3'。作用特点：（一）RNA聚合酶由多个亚基组成（一）RNA聚合酶由多个亚基组成核心酶(coreenzyme)全酶(holoenzyme)核心酶:转录延长;全酶：转录起始。σ70是辨认典型转录起始点的蛋白质。σ32是辨认热休克蛋白(Hsp)转录起始点的蛋白质。核心酶(coreenzyme)全酶(holoenzym三、RNA聚合酶结合到DNA的

启动子上起动转录调控序列中的启动子是RNA聚合酶结合模板DNA的部位，也是控制转录的关键部位。原核生物以RNA聚合酶全酶结合到DNA的启动子上而起动转录，其中由σ亚基辨认启动子，其他亚基相互配合。

三、RNA聚合酶结合到DNA的

启动子上起动转开始转录TTGACAAACTGT-35区(Pribnowbox)TATAATPuATATTAPy-10区1-30-5010-10-40-205335RNA-pol辨认位点(recognitionsite)55RNA聚合酶保护区结构基因33转录起始区开始转录TTGACA-35区(Pribnowb一致性序列(concensus保守序列)：碱基序列相对稳定，不易发生突变。TTGACA：-35区，RNA聚合酶的辨认位点，σ亚基结合位点。TATAAT：-10区，Pribnow盒，RNA聚合酶的稳定结合位点。原核生物启动子结构特点：一致性序列(concensus保守序列)：碱基序列相对原核生

RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合

RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合原核生物的转录过程TheProcessofTranscription

第二节原核生物的转录过程第二节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。一、转录起始需要RNA聚合酶全酶转录起始需解决两个问题：一、转录起始需要RNA聚合酶全酶转录起始过程：1.RNA聚合酶全酶(2)与模板结合，形成闭合转录复合体(closedtranscriptioncomplex)

；转录起始过程：1.RNA聚合酶全酶(2)与模板结2.DNA双链局部解开，形成开放转录复合体(opentranscriptioncomplex)

；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-OH3转录起始复合物:5-pppG-OH+

NTP

5-pppGpN

-OH3+ppi2.DNA双链局部解开，形成开放转录复合体(opentr4.第一个磷酸二酯键生成后，σ亚基即从转录起始复合物上脱落，核心酶连同四磷酸二核苷酸，继续结合于DNA模板上，酶沿DNA链前移，进入延长阶段。4.第一个磷酸二酯键生成后，σ亚基即从转录起始复合物上脱落，1.亚基脱落，RNA–pol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

+PPi3.转录空泡的形成：二、原核生物的转录延长时蛋白质的翻译也同时进行1.亚基脱落，RNA–pol核心酶变构，与模板结合松弛，转录空泡(transcriptionbubble)：

DNA解开的两条单链与RNA聚合酶及其转录产物RNA构成的转录复合物。RNA-pol：覆盖40bp以上；

解链：20bp；RNA/DNA：12bp。转录空泡(transcriptionbubble)：53DNA原核生物转录过程中的羽毛状现象核糖体RNARNA聚合酶53DNA原核生物转录过程中的羽毛状现象核糖体RNARN转录过程的电镜照片转录过程的电镜照片依赖Rho(ρ)因子的转录终止非依赖Rho因子的转录终止RNA聚合酶在DNA模板上停止前进，转录产物RNA链从转录复合物上脱落。

三、原核生物转录终止分为依赖ρ(Rho)因子与非依赖ρ因子两大类依据是否需要蛋白质因子的参与，原核生物转录终止分为：

依赖Rho(ρ)因子的转录终止RNA聚合酶在DNA模板上停1.依赖Rho因子的转录终止ρ因子：具有控制转录终止作用的蛋白质因子ρ因子是由相同亚基组成的六聚体蛋白质，亚基分子量46kD。ρ因子能结合RNA，又以对polyC的结合力最强。ρ因子还有ATP酶活性和解螺旋酶(helicase)的活性。1.依赖Rho因子的转录终止ρ因子：具有控制转录终止作用的ρ因子的作用原理：ρ因子与RNA转录产物结合，结合后ρ因子和RNA聚合酶都可发生构象变化，从而使RNA聚合酶停顿，解螺旋酶的活性使DNA/RNA杂化双链拆离，利于产物从转录复合物中释放。ρ因子的作用原理：2.非依赖Rho因子的转录终止

DNA模板近终止处，有特殊的碱基序列，转录出RNA产物形成特殊的结构终止转录。发夹结构：反向碱基互补序列末端PolyU：U＝A不稳定.2.非依赖Rho因子的转录终止DNA模板近终止处，5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`

RNA5TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT...3

DNA

UUUU...…UUUU...…5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`茎环(stem-loop)/发夹(hairpin)结构5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGC茎环结构终止转录的机理

使RNA聚合酶变构，转录停顿；末端polyU使转录复合物趋于解离，RNA产物释放。茎环结构终止转录的机理使RNA聚合酶变构，转真核生物的转录过程TheProcessofTranscriptioninEukaryote第三节真核生物的转录过程第三节真核生物的转录过程比原核复杂。二者的转录起始过程有较大区别，转录终止也不相同。真核生物的转录过程比原核复杂。二者的转录起始过程有较大区别，一、真核生物有三种DNA依赖性RNA聚合酶真核生物具有3种不同的RNA聚合酶:RNA聚合酶Ⅰ（RNAPolⅠ）RNA聚合酶Ⅱ（RNAPolⅡ）RNA聚合酶Ⅲ（RNAPolⅢ）一、真核生物有三种DNA依赖性RNA聚合酶真核生物具有3种真核生物的RNA聚合酶真核生物的RNA聚合酶二、转录起始转录起始需要启动子、RNA聚合酶和转录因子的参与不同物种、不同细胞或不同的基因，转录起始点上游可以有不同的DNA序列，但这些序列都可统称为顺式作用元件(cis-actingelement)。(一)顺式作用元件二、转录起始转录起始需要启动子、RNA聚合酶和转录因子的参顺式作用元件包括启动子、启动子上游元件或promoter-proximalelements等近端调控元件和增强子(enhancer)等远隔序列。起始点上游多数有共同的TATA序列，称为Hognest盒或TATA盒(TATAbox)。通常认为这就是启动子的核心序列。

5’3’调控序列TATA盒InrYYANYYTA-30+1TATAAA顺式作用元件包括启动子、启动子上游元件或promoter-p启动子上游元件是位于TATA盒上游的DNA序列，多在转录起始点约-40～-100nt的位置，比较常见的是GC盒和CAAT盒。增强子是能够结合特异基因调节蛋白，促进邻近或远隔特定基因表达的DNA序列启动子上游元件是位于TATA盒上游的DNA序列，多在转录起始点TATA盒CAAT盒GC盒增强子顺式作用元件(cis-actingelement)AATAAA切离加尾转录终止点修饰点外显子翻译起始点内含子OCT-1OCT-1：ATTTGCAT八聚体转录起始点TATA盒CAAT盒GC盒增强子顺式作用元件(ci（二）转录因子(transcriptionalfactors,TF)能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质，现已发现数百种，统称为反式作用因子(trans-actingfactors)。反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的，则称为转录因子(transcriptionalfactors,TF)。（二）转录因子(transcriptionalfactorⅡ型基因中的四类转录因子

转录因子具体组分结合序列功能基本组分TBP,TFⅡA,B,E,G,F和HTBP结合TATA盒转录起始定位；转录起始和延长辅激活因子TAFs和中介子在可诱导因子和上游因子与基本转录因子、RNA聚合酶结合中起联结和中介作用上游因子

SP1、ATF、CTF等启动子上游元件协助基本转录因子，提高转录效率和专一性可诱导因子如MyoD、HIF-1等增强子等远隔调控序列时间和空间（组织）特异性地调控转录Ⅱ型基因中的四类转录因子转录因子具体组分结合序列功能（三）转录起始前复合物真核生物RNA-pol不与DNA分子直接结合，而需依靠众多的转录因子，形成转录起始复合物(pre-initiationcomplex,PIC)

。（三）转录起始前复合物真核生物RNA-pol不与DNA分子RNA聚合酶II与启动子的结合、启动转录需要多种蛋白质因子的协同作用。通常包括：（1）可诱导因子或上游因子与增强子或启动子上游元件的结合；

（2）通用转录因子在启动子处的组装；

（3）辅激活因子和/或中介子在通用转录因子/RNA聚合酶II复合物与可诱导因子、上游因子之间的辅助和中介作用。因子和因子之间互相辨认、结合，以准确地控制基因是否转录、何时转录。RNA聚合酶II与启动子的结合、启动转录需要多种蛋白质因子的PIC的形成PIC的形成三、真核生物转录延长过程中没有转录与翻译同步的现象真核生物转录延长过程与原核生物大致相似，但因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象。RNA-pol前移处处都遇上核小体。转录延长过程中可以观察到核小体移位和解聚现象。三、真核生物转录延长过程中没有转录与翻译同步的现象真核生物四、真核生物的转录终止和加尾修饰同时进行转录终止修饰点:

DNA读码框架下游的一组AATAAA和GT共同序列,参与转录终止过程,这些序列称之。5------AAUAAA-5------AAUAAA--核酸酶-GUGUGUGRNA-polAATAAAGTGTGTG转录终止的修饰点55333加尾AAAAAAA······3mRNA四、真核生物的转录终止和加尾修饰转录终止修饰点:5---真核生物的转录终止，是和转录后修饰密切相关的。真核生物mRNA有聚腺苷酸(polyA)尾巴结构，是转录后才加进去的。转录不是在polyA的位置上终止，而是超出数百个乃至上千个核苷酸后才停顿。真核生物的转录终止，是和转录后修饰密切相关的。真核生物RNA的加工Post-transcriptionalModification第四节真核生物RNA的加工第四节真核生物转录生成的RNA分子是初级RNA转录物(primaryRNAtranscript)，几乎所有的初级RNA转录物都要经过加工，才能成为具有功能的成熟的RNA。加工主要在细胞核中进行。真核生物转录生成的RNA分子是初级RNA转录物(primar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)几种主要的修饰方式1.剪接(splicing)2.剪切(5端形成帽子结构3端加上多聚腺苷酸尾巴(polyAtail)一、真核生物mRNA的加工5端形成帽子结构3端加上多聚腺苷酸尾巴(poly（一）前体mRNA在5’-末端加入“帽”结构大多数真核mRNA的5’-末端有7-甲基鸟嘌呤的帽结构。7-甲基鸟嘌呤-三磷酸鸟苷(m7GpppG—)5’-5’磷酸二酯键（一）前体mRNA在5’-末端加入“帽”结构大多数真核mRN5pppGp…5GpppGp…pppG

ppi鸟苷酸转移酶5

m7GpppGp…甲基转移酶SAM5ppGp…磷酸酶

Pi帽子结构的生成过程：5pppGp…5GpppGp…pppGppi鸟苷酸帽子结构的功能:

①核内生成,保护mRNA不被核酸外切酶水解。

②也可能与帽结合蛋白质复合体结合，并参与mRNA和核糖体的结合，启动蛋白质的生物合成。

原核生物mRNA没有帽子结构帽子结构的功能:（二）前体mRNA在3’端特异位点断裂并加上多聚腺苷酸尾

（长约100-200bp）生成：在核内修饰,与转录终止同时进行.

作用：增加mRNA稳定性，维持翻译模板活性。5------AAUAAA-5------AAUAAA--核酸酶-GUGUGUGRNA-polAATAAAGTGTGTG转录终止的修饰点55333加尾AAAAAAA······3mRNA（二）前体mRNA在3’端特异位点断裂并加上多聚5----鸡卵清蛋白成熟mRNA与DNA杂交电镜图DNAmRNA（三）前体mRNA的剪接主要是去除内含子鸡卵清蛋白成熟mRNA与DNA杂交电镜图DNAmRNA（三）1872bpmRNAABCDEG7700bpFtranscription1.断裂基因(splitegene)编码区和非编码区互相间隔,又连续镶嵌而成，这些基因称为断裂基因。

1872bpmRNAABCDEG7700bpFtra

2.外显子(exon)和内含子(intron)

外显子：（基因上的编码序列）在断裂基因及其初级转录产物上出现，并表达为成熟RNA的核酸序列。内含子：（基因上的非编码序列）隔断基因的线性表达而在剪接过程中被除去的核酸序列。2.外显子(exon)和内含子(intron)3.mRNA的剪接过程:

——除去hnRNA中的内含子，将外显子连接。小分子核糖核蛋白(

snRNP)与hnRNA结合成为剪接体①3.mRNA的剪接过程:——除去hnRNA中的内②③UACUACA-AGUGU4U5U6E1E2U1U2UACUACA-AGUGU6E1E2U1、U4、U5②③UACUACA-AGUGU4U5U6E1E2U1U2pG-OH(ppG-OH,pppG-OH)U-OHGpUpGpA第一次转酯反应第二次转酯反应UpAGpU外显子1内含子外显子2G-OHUpUpGpA二次转酯反应(twicetransesterification)pG-OHU-OHGpUpGpA第一次转酯反应第二次转酯反应（四）真核生物前体mRNA分子经剪接和剪切两种模式可加工成不同的mRNA剪切剪去某些内含子，然后在上游的外显子3’端直接进行多聚腺苷酸化，不进行相邻外显子之间的连接反应。（四）真核生物前体mRNA分子经剪接和剪切两种模式可加工成不第十一章RNA的生物合成（转录）课件(五)mRNA的编辑(mRNAediting)

mRNA转录后出现核苷酸的替换，插入或缺失，改变DNA模板来源的遗传信息，翻译出氨基酸序列不同的多种蛋白质。(五)mRNA的编辑mRNA转录后出现核苷酸的替•RNA编辑作用说明，基因的编码序列经过转录后加工，是可有多用途分化的，因此也称为分化加工(differentialRNAprocessing)。人类apoB基因

mRNA（14500个核苷酸）肝脏apoB100（分子量为500000）肠道细胞apoB48（分子量为240000）mRNA编辑•RNA编辑作用说明，基因的编码序列经过转录后加工，是可有二、tRNA的转录后加工tRNA前体TGGCNNAGTGCGGTTCGANNCCDNA二、tRNA的转录后加工tRNA前体TGGCNNAGTGCGRNAaseP、内切酶连接酶RNAaseP、内切酶连接酶tRNA核苷酸转移酶tRNA核苷酸碱基修饰（2）还原反应如：UDHU（3）核苷内的转位反应如：Uψ（4）脱氨反应如：AI如：AAm（1）甲基化（1）（1）（3）（2）（4）碱基修饰（2）还原反应如：UDHU（3）核苷内的三、rRNA的转录后加工转录剪接18S-rRNA5.8S和28S-rRNArDNA内含子内含子28S5.8S18S45S-rRNA三、rRNA的转录后加工转录剪接18S-rRNA5.8S四、核酶具有酶促活性的RNA称为核酶。核酶(ribozyme)四、核酶具有酶促活性的RNA称为核酶。核酶(riboz四膜虫rRNA内含子的二级结构四膜虫rRNA的剪接采用自我剪接方式5´-端核苷酸序列四膜虫rRNA内含子的二级结构四膜虫rRNA的剪接采用自我剪最简单的核酶二级结构——槌头状结构(hammerheadstructure)底物部分通常为60个核苷酸左右同一分子上包括有催化部份和底物部份催化部份和底物部份组成锤头结构除rRNA外，tRNA、mRNA的加工也可采用自我剪接方式。最简单的核酶二级结构——槌头状结构底物部分通常为60个核苷酸人工设计的核酶粗线表示合成的核酸分子细线表示天然的核酸分子X表示一致性序列箭头表示切断点人工设计的核酶粗线表示合成的核酸分子谢谢谢谢第十一章RNA的生物合成（转录）RNABiosynthesis,Transcription第十一章RNA的生物合成（转录）

本章内容第一节原核生物转录的模板和酶第二节原核生物的转录过程第三节真核生物RNA的生物合成第四节真核生物RNA的加工本章内容第一节原核生物转录的模板和酶1、生物体以DNA为模板合成RNA的过程，称为转录(transcription)

。DNA的遗传信息传递给RNA的过程。

转录RNADNA

1、生物体以DNA为模板合成RNA的过程，称为转录(tran2、RNA指导的RNA合成(RNA-dependentRNAsynthesis)，也叫RNA复制,常见于病毒，是逆转录病毒以外的RNA病毒在宿主细胞以病毒的单链RNA为模板合成RNA的方式。

第十一章RNA的生物合成（转录）课件参与转录的物质原料:

NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)模板:

DNA酶:

RNA聚合酶(RNApolymerase,RNA-pol)其他蛋白质因子参与转录的物质原料:NTP(ATP,UTP,GTP原核生物转录的模板和酶TemplatesandEnzymes第一节原核生物转录的模板和酶第一节一、转录模板（一）不对称转录(asymmetrictranscription)1、DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因(structuralgene)。

一、转录模板（一）不对称转录(asymmetrictran5335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(asymmetrictranscription)

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。53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2.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(templatestrand)，也称作有意义链或Watson链。相对的另一股单链是编码链（codingstrand）,也称反义链或Crick链。5′···GCAGTACATGTC···3′3′···cgtgatgtacag···5′5′···GCAGUACAUGUC···3′N······Ala·Val·His·Val······C编码链模板链mRNA蛋白质转录翻译2.DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成RNA二、RNA聚合酶定义：以DNA为模板，催化三磷酸核苷（NTP）聚合形成RNA的酶。(NMP)n+NTP→(NMP)n+1+PPi

RNA延长的RNA

二、RNA聚合酶定义：以DNA为模板，催化三磷酸核苷（NTP作用特点：1、DNA为模板2、不需引物，两游离NTP或一游离NTP与RNA链聚合.3、3'-OH与5'-P聚合形成磷酸二酯键。4、方向：5'→3'。作用特点：（一）RNA聚合酶由多个亚基组成（一）RNA聚合酶由多个亚基组成核心酶(coreenzyme)全酶(holoenzyme)核心酶:转录延长;全酶：转录起始。σ70是辨认典型转录起始点的蛋白质。σ32是辨认热休克蛋白(Hsp)转录起始点的蛋白质。核心酶(coreenzyme)全酶(holoenzym三、RNA聚合酶结合到DNA的

启动子上起动转录调控序列中的启动子是RNA聚合酶结合模板DNA的部位，也是控制转录的关键部位。原核生物以RNA聚合酶全酶结合到DNA的启动子上而起动转录，其中由σ亚基辨认启动子，其他亚基相互配合。

三、RNA聚合酶结合到DNA的

启动子上起动转开始转录TTGACAAACTGT-35区(Pribnowbox)TATAATPuATATTAPy-10区1-30-5010-10-40-205335RNA-pol辨认位点(recognitionsite)55RNA聚合酶保护区结构基因33转录起始区开始转录TTGACA-35区(Pribnowb一致性序列(concensus保守序列)：碱基序列相对稳定，不易发生突变。TTGACA：-35区，RNA聚合酶的辨认位点，σ亚基结合位点。TATAAT：-10区，Pribnow盒，RNA聚合酶的稳定结合位点。原核生物启动子结构特点：一致性序列(concensus保守序列)：碱基序列相对原核生

RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合

RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合原核生物的转录过程TheProcessofTranscription

第二节原核生物的转录过程第二节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。一、转录起始需要RNA聚合酶全酶转录起始需解决两个问题：一、转录起始需要RNA聚合酶全酶转录起始过程：1.RNA聚合酶全酶(2)与模板结合，形成闭合转录复合体(closedtranscriptioncomplex)

；转录起始过程：1.RNA聚合酶全酶(2)与模板结2.DNA双链局部解开，形成开放转录复合体(opentranscriptioncomplex)

；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-OH3转录起始复合物:5-pppG-OH+

NTP

5-pppGpN

-OH3+ppi2.DNA双链局部解开，形成开放转录复合体(opentr4.第一个磷酸二酯键生成后，σ亚基即从转录起始复合物上脱落，核心酶连同四磷酸二核苷酸，继续结合于DNA模板上，酶沿DNA链前移，进入延长阶段。4.第一个磷酸二酯键生成后，σ亚基即从转录起始复合物上脱落，1.亚基脱落，RNA–pol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

+PPi3.转录空泡的形成：二、原核生物的转录延长时蛋白质的翻译也同时进行1.亚基脱落，RNA–pol核心酶变构，与模板结合松弛，转录空泡(transcriptionbubble)：

DNA解开的两条单链与RNA聚合酶及其转录产物RNA构成的转录复合物。RNA-pol：覆盖40bp以上；

解链：20bp；RNA/DNA：12bp。转录空泡(transcriptionbubble)：53DNA原核生物转录过程中的羽毛状现象核糖体RNARNA聚合酶53DNA原核生物转录过程中的羽毛状现象核糖体RNARN转录过程的电镜照片转录过程的电镜照片依赖Rho(ρ)因子的转录终止非依赖Rho因子的转录终止RNA聚合酶在DNA模板上停止前进，转录产物RNA链从转录复合物上脱落。

三、原核生物转录终止分为依赖ρ(Rho)因子与非依赖ρ因子两大类依据是否需要蛋白质因子的参与，原核生物转录终止分为：

依赖Rho(ρ)因子的转录终止RNA聚合酶在DNA模板上停1.依赖Rho因子的转录终止ρ因子：具有控制转录终止作用的蛋白质因子ρ因子是由相同亚基组成的六聚体蛋白质，亚基分子量46kD。ρ因子能结合RNA，又以对polyC的结合力最强。ρ因子还有ATP酶活性和解螺旋酶(helicase)的活性。1.依赖Rho因子的转录终止ρ因子：具有控制转录终止作用的ρ因子的作用原理：ρ因子与RNA转录产物结合，结合后ρ因子和RNA聚合酶都可发生构象变化，从而使RNA聚合酶停顿，解螺旋酶的活性使DNA/RNA杂化双链拆离，利于产物从转录复合物中释放。ρ因子的作用原理：2.非依赖Rho因子的转录终止

DNA模板近终止处，有特殊的碱基序列，转录出RNA产物形成特殊的结构终止转录。发夹结构：反向碱基互补序列末端PolyU：U＝A不稳定.2.非依赖Rho因子的转录终止DNA模板近终止处，5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`

RNA5TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT...3

DNA

UUUU...…UUUU...…5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`茎环(stem-loop)/发夹(hairpin)结构5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGC茎环结构终止转录的机理

使RNA聚合酶变构，转录停顿；末端polyU使转录复合物趋于解离，RNA产物释放。茎环结构终止转录的机理使RNA聚合酶变构，转真核生物的转录过程TheProcessofTranscriptioninEukaryote第三节真核生物的转录过程第三节真核生物的转录过程比原核复杂。二者的转录起始过程有较大区别，转录终止也不相同。真核生物的转录过程比原核复杂。二者的转录起始过程有较大区别，一、真核生物有三种DNA依赖性RNA聚合酶真核生物具有3种不同的RNA聚合酶:RNA聚合酶Ⅰ（RNAPolⅠ）RNA聚合酶Ⅱ（RNAPolⅡ）RNA聚合酶Ⅲ（RNAPolⅢ）一、真核生物有三种DNA依赖性RNA聚合酶真核生物具有3种真核生物的RNA聚合酶真核生物的RNA聚合酶二、转录起始转录起始需要启动子、RNA聚合酶和转录因子的参与不同物种、不同细胞或不同的基因，转录起始点上游可以有不同的DNA序列，但这些序列都可统称为顺式作用元件(cis-actingelement)。(一)顺式作用元件二、转录起始转录起始需要启动子、RNA聚合酶和转录因子的参顺式作用元件包括启动子、启动子上游元件或promoter-proximalelements等近端调控元件和增强子(enhancer)等远隔序列。起始点上游多数有共同的TATA序列，称为Hognest盒或TATA盒(TATAbox)。通常认为这就是启动子的核心序列。

5’3’调控序列TATA盒InrYYANYYTA-30+1TATAAA顺式作用元件包括启动子、启动子上游元件或promoter-p启动子上游元件是位于TATA盒上游的DNA序列，多在转录起始点约-40～-100nt的位置，比较常见的是GC盒和CAAT盒。增强子是能够结合特异基因调节蛋白，促进邻近或远隔特定基因表达的DNA序列启动子上游元件是位于TATA盒上游的DNA序列，多在转录起始点TATA盒CAAT盒GC盒增强子顺式作用元件(cis-actingelement)AATAAA切离加尾转录终止点修饰点外显子翻译起始点内含子OCT-1OCT-1：ATTTGCAT八聚体转录起始点TATA盒CAAT盒GC盒增强子顺式作用元件(ci（二）转录因子(transcriptionalfactors,TF)能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质，现已发现数百种，统称为反式作用因子(trans-actingfactors)。反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的，则称为转录因子(transcriptionalfactors,TF)。（二）转录因子(transcriptionalfactorⅡ型基因中的四类转录因子

转录因子具体组分结合序列功能基本组分TBP,TFⅡA,B,E,G,F和HTBP结合TATA盒转录起始定位；转录起始和延长辅激活因子TAFs和中介子在可诱导因子和上游因子与基本转录因子、RNA聚合酶结合中起联结和中介作用上游因子

SP1、ATF、CTF等启动子上游元件协助基本转录因子，提高转录效率和专一性可诱导因子如MyoD、HIF-1等增强子等远隔调控序列时间和空间（组织）特异性地调控转录Ⅱ型基因中的四类转录因子转录因子具体组分结合序列功能（三）转录起始前复合物真核生物RNA-pol不与DNA分子直接结合，而需依靠众多的转录因子，形成转录起始复合物(pre-initiationcomplex,PIC)

。（三）转录起始前复合物真核生物RNA-pol不与DNA分子RNA聚合酶II与启动子的结合、启动转录需要多种蛋白质因子的协同作用。通常包括：（1）可诱导因子或上游因子与增强子或启动子上游元件的结合；

（2）通用转录因子在启动子处的组装；

（3）辅激活因子和/或中介子在通用转录因子/RNA聚合酶II复合物与可诱导因子、上游因子之间的辅助和中介作用。因子和因子之间互相辨认、结合，以准确地控制基因是否转录、何时转录。RNA聚合酶II与启动子的结合、启动转录需要多种蛋白质因子的PIC的形成PIC的形成三、真核生物转录延长过程中没有转录与翻译同步的现象真核生物转录延长过程与原核生物大致相似，但因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象。RNA-pol前移处处都遇上核小体。转录延长过程中可以观察到核小体移位和解聚现象。三、真核生物转录延长过程中没有转录与翻译同步的现象真核生物四、真核生物的转录终止和加尾修饰同时进行转录终止修饰点:

DNA读码框架下游的一组AATAAA和GT共同序列,参与转录终止过程,这些序列称之。5------AAUAAA-5------AAUAAA--核酸酶-GUGUGUGRNA-polAATAAAGTGTGTG转录终止的修饰点55333加尾AAAAAAA······3mRNA四、真核生物的转录终止和加尾修饰转录终止修饰点:5---真核生物的转录终止，是和转录后修饰密切相关的。真核生物mRNA有聚腺苷酸(polyA)尾巴结构，是转录后才加进去的。转录不是在polyA的位置上终止，而是超出数百个乃至上千个核苷酸后才停顿。真核生物的转录终止，是和转录后修饰密切相关的。真核生物RNA的加工Post-transcriptionalModification第四节真核生物RNA的加工第四节真核生物转录生成的RNA分子是初级RNA转录物(primaryRNAtranscript)，几乎所有的初级RNA转录物都要经过加工，才能成为具有功能的成熟的RNA。加工主要在细胞核中进行。真核生物转录生成的RNA分子是初级RNA转录物(primar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)几种主要的修饰方式1.剪接(splicing)2.剪切(5端形成帽子结构3端加上多聚腺苷酸尾巴(polyAtail)一、真核生物mRNA的加工5端形成帽子结构3端加上多聚腺苷酸尾巴(poly（一）前体mRNA在5’-末端加入“帽”结构大多数真核mRNA的5’-末端有7-甲基鸟嘌呤的帽结构。7-甲基鸟嘌呤-三磷酸鸟苷(m7GpppG—)5’-5’磷酸二酯键（一）前体mRNA在5’-末端加入“帽”结构大多数真核mRN5pppGp…5GpppGp…pppG

ppi鸟苷酸转移酶5

m7GpppGp…甲基转移酶SAM5ppGp…磷酸酶

Pi帽子结构的生成过程：5pppGp…5GpppGp…pppGppi鸟苷酸帽子结构的功能:

①核内生成,保护mRNA不被核酸外切酶水解。

②也可能与帽结合蛋白质复合体结合，并参与mRNA和核糖体的结合，启动蛋白质的生物合成。

原核生物mRNA没有帽子结构帽子结构的功能:（二）前体mRNA在3’端特异位点断裂并加上多聚腺苷酸尾

（长约100-200bp）生成：在核内修饰,与转录终止同时进行.

作用：增加mRNA稳定性，维持翻译模板活性。5------AAUAAA-5------AAUAAA--核酸酶-GUGUGUGRNA-polAATAAAGTGTGTG转录终止的修饰点55333加尾AAAAAAA······3mRNA（二）前体mRNA在3’端特异位点断裂并加上多聚5----鸡卵清蛋白成熟mRNA与DNA杂交电镜图DNAmRNA（三）前