北医本科课件《生物化学》第13章 rna生物合成zwg

Chapter13,RNABiosynthesisRNA生物合成——转录朱卫国北京大学基础医学院生物化学与分子生物学系复制叉Chapter13,RNABiosynthesis1

2概述转录体系：DNA模板DNA指导的RNA聚合酶转录过程起始阶段、链的延长、链的终止转录后的加工过程信使RNA(mRNA)的加工转运RNA(tRNA)的加工核蛋白体RNA（rRNA)的加工RNA复制概述3概述DNA和RNA异同点DNARNA磷酸磷酸磷酸碱基腺嘌呤（A）腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）尿嘧啶（U）戊糖D-2脱氧核糖（dR）D-核糖概述DNA和RNA异同点DNARNA磷酸磷酸磷4核蛋白体RNA(rRNA)75-80%：以核蛋白体的形式参与蛋白质生物合成，是蛋白质合成的场所。转运RNA（tRNA)10-25%：

在蛋白质生物合成过程中转运氨基酸。信使RNA(mRNA)2-3%：作为蛋白质合成的直接模板。不均一核RNA（hnRNA)：成熟mRNA的前体。小核RNA(snRNA)：参与hnRNA的剪接和转运。小胞浆RNA(只在真核生物中存在）：蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组成成分。RNA种类核蛋白体RNA(rRNA)75-80%：RNA种类5DNA转录RNA前体加工成熟RNA的过程

RNA合成的两种方式：1.DNA指导的RNA合成（转录）。2.RNA指导的RNA合成（RNA复制）。DNA复制RNA转录蛋白质翻译逆转录复制分子生物学中心法则DNA转录RNA前体加工成熟RNA的6转录——以DNA为模板，按碱基配对原则（A-U、T-A、G-C、C-G)合成RNA链的过程。DNA复制RNA转录转录——以DNA为模板，按碱基配对原则（A-U、T-A、G-7第一节转录作用一、转录作用及特点转录体系：

DNA模板、NTP、

RNA聚合酶（DNA指导的RNA聚合酶）、无机离子（Mg2+、Mn2+）、某些蛋白质因子。连接方式--3’,

5’磷酸二酯键。合成方向：5’-3’不需要引物参与第一节转录作用一、转录作用及特点转录体系：DNA模板8复制和转录中碱基配对规律：复制AT,CG转录与逆转录复制和转录中碱基配对规律：复制9合成方向：5’3’合成部位：细胞核内转录特点：不对称转录合成方向：5’3’10两条链都是模板链吗？两条链都是模板链吗？11不对称转录——DNA只能以双链中固定的一条链（模板链）为模板转录RNA,这种转录方式称作不对称转录不对称转录——DNA只能以双链中12北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg13模板链templetestrend：指导RNA合成的DNA为模板链，又称反意义链。编码链(序列与RNA相同）：与模板链互补的另一条DNA链无转录功能，其序列与转录的RNA序列相同，又称有意义链。模板链templetestrend：指导RNA合成的DNA145’……GCAGTAGCATTC……..3’3’……cgtcatgta

cag……..5’5’……GCAGUACAUGUC..…..3’N……Ala.Val.His.Val……CDNARNA肽转录翻译编码链模板链5’……GCAGTAGCATTC……..3’5’……G15编码链和模板链是一个相对的概念：

在一个包含多个基因的双链DNA分子中，各个基因的模板并不是全在同一条链上，在某个基因节段以某一条链为模板转录，而在另一个基因节段可以另一条链为模板。(同一个基因多是一条编码链）。基因A基因B基因C基因D编码链模板链双链DNA编码链和模板链是一个相对的概念：基因A基因B基因C基因D16

图13-1转录作用Transcriptionbubble(RNApolymerase)AntisencestrandSensestrand转录泡（17个碱基对）Transcriptionbubble(RNApol17二DNA模板特点：1.转录起始点：

转录在DNA模板上的特殊部位开始的，这个部位称为转录起始点，习惯上常以+1表示。上游：从转录起始点逆转录方向的区域。下游：从转录起始点顺转录的方向的区域。2.启动子：是位于转录起始点上游的一段核苷酸序列，是RNA聚合酶的识别和结合部位，在转录调控中起着重要作用。决定了被转录基因的启动频率和精确性。二DNA模板特点：1.转录起始点：182.1原核生物启动子

Pribnowbox(TATAAT-3’)结合部位识别部位上游(Upstream)下游（Downstream)转录出的第一个氨基酸的碱基通常是嘌呤方向与RNA聚合酶结合的部位AT多易松散RNA聚合酶σ特异识别部位2.1原核生物启动子Pribnowbox19北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg20-25处含AT富集区,共有序列TATAA（TATAbox）-70处含共有序列CAAT2.2真核生物启动子又称Hognessbox结合部位影响转录起始频率调节区和结构区调节区称GC盒/CAAT盒-25处含AT富集区,共有序列TATAA（TATAbox21北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg22北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg23北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg24北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg253.终止子：在指导转录作用的DNA分子中，具有停止转录作用的部位称为～，或终止信号。发夹结构。4.增强子：DNA链上增强转录作用的序列。5.抑制子（静息子）：DNA链上抑制转录作用的序列。6.结构基因：能转录出mRNA，指导蛋白质合成的基因。3.终止子：在指导转录作用的DNA分子中，具有停止转录作用的26编码链模板链其他调节元件增强子（+）静息子（-）CCAATTATA结构基因5’3’调节表达基础表达（启动子）转录起始部位+1-40～-110-253’5’真核生物基因结构特点调节序列编码链模板链其他调增强子（+）CCAATTATA结构基因5’27北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg28北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg29北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg30北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg31

32三DNA指导的RNA聚合酶1.原核生物RNA聚合酶（以大肠杆菌为例）1）结构：

全酶有五个亚基组成，为2’；全酶去除亚基后，即为核心酶（2’）。2）功能：亚基：又称因子，识别并结合启动子，协助转录的起始。又称起始因子。核心酶：催化合成RNA，参与RNA链的延伸。三DNA指导的RNA聚合酶1.原核生物RNA聚合酶（33TATAAT’TTGACA-35+1+20原核生物的RNA聚合酶全酶及其在转录起始区的结合DNA双链已打开，因子尚未脱落TATAAT’TTGACA-35+1+20原核生343）特点：聚合速率慢，30－85NTP/秒。缺乏外切酶活性，无校对功能，错误率10-4不同的识别不同的启动子。利福平与RNA聚合酶的亚基专一性结合，可抑制结核菌的RNA合成。人的RNA聚合酶对利福平不敏感。利用此特点可研制杀菌药物。3）特点：352.真核生物RNA聚合酶：较原核的酶复杂，已清楚的有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型。真核生物RNA聚合酶对利福平不敏感2.真核生物RNA聚合酶：真核生物RNA聚合酶对利福平不敏36北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg37起始阶段延长阶段终止阶段第二节转录过程起始阶段第二节转录过程38起始阶段（以原核为例）：

σ因子与核心酶组成全酶，识别起始位点并与启动子结合→DNA局部构象改变→解开一段DNA双链，形成转录空泡→RNA聚合酶进入转录起始部位→转录开始→σ因子从复合物脱落，与新的核心酶结合，起始另一次转录→σ因子脱落→核心酶沿DNA链向下游移动。转录空泡：也称为转录复合物，就是RNA的核心酶、DNA模板和转录产物RNA三者结合在一起的复合体与DNA复制不同的是，RNA合成不需引物。σ因子必需脱落，否则核心酶不滑动，RNA链不能延长。因子可再次与核心酶结合，循环使用。起始阶段（以原核为例）：39开始1.RNA聚合酶因子识别转录起点（启动子）识别部位，RNA聚合酶核心酶结合在启动子的结合部位(启动子)打开螺旋（17个核苷酸），形成聚合酶-DNA-RNA复合体。开始1.RNA聚合酶因子识别转录起点（启动子）识别部位，402.σ因子脱落，并重复利用.RNA聚合酶移动沿5`→3`转录RNA链。17bp螺旋解开长度12bpDNA-RNA复合体长度3.DNA螺旋前开、后合,RNA延长，不断脱离DNA。(终止子)4.识别终止信号（终止子），结束转录，各自分离。2.σ因子脱落，并重复利用.RNA聚合酶移动沿5`→3`转41真核生物1基因→1RNA真核生物1基因→1RNA42真核生物的起始比原核生物的起始要复杂。除RNA聚合酶以外，要有复杂的DNA-蛋白质，蛋白质-蛋白质间的相互作用PICPICpre-initiationcomplex--RNAPolII,TF真核生物的起始比原核生物的起始要复杂。除RNA聚合酶以外，要43原料：NTP(ATP、GTP、CTP、UTP)延长方向：5’－3’规则：碱基互补配对过程：核心酶沿DNA模板链向下游方向滑动，每滑动一个核苷酸的距离，一个NTP按碱基互补关系进入模板，与先前的NTP形成一个磷酸二酯键，如此一个一个延长下去。核心酶滑过的部位，DNA链很快恢复双螺旋结构。原核生物和真核生物转录延长过程相似。二延长阶段：原料：NTP(ATP、GTP、CTP、UTP)二延长44起始延长终止起始延长终止45RNA聚合酶模板链DNA解链编码链DNA再螺旋NTP解链与复合相互进行RNA聚合酶模板链DNA解链编码链DNA再螺旋NTP解链与复46三终止阶段：1.当核心酶滑动到DNA模板的转录终止部位（终止信号）时，不再滑动，转录完成。2.新合成的RNA链、核心酶、因子等从模板释放，释放的核心酶可以与σ因子结合，参与下一次转录过程。终止信号特点：终止部位含GC富集区与AT富集区,形成发卡结构，以终止转录。蛋白（U)因子参与终止：辅助识别终止信号；诱使RNA聚合酶构象改变停止滑动;因子的解螺旋酶活性使RNA产物释放。三终止阶段：47北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg48

图12-8ρ因子的终止作用北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg493.其它终止方式：GC区形成发卡结构，聚U区使配对不稳定,RNA产物的释放。3.其它终止方式：50转录起始延长终止转录起始延长终止51加工——使粗品RNA（没有功能）→成品（有生物功能）方式——剪切、拼接，修饰，添加甲基（rRNA)第三节转录后的加工过程转录产物的“加工”（剪切、拼接针对个别没能避免内含子转录的RNA）加工——使粗品RNA（没有功能）→成品（有生物功能）第三节52北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg53一信使RNA（mRNA）的加工（真核生物为例）剪切与剪接：hnRNA切去部分核苷酸片段（内含子）并联接其余片段加“帽”：mRNA5’末端特殊结构，7-甲基鸟嘌呤核苷三磷酸（m7GTP）加“尾”：3’末端多聚腺苷酸的尾碱基的修饰：mRNA中含少量稀有碱基，如甲基化碱基等一信使RNA（mRNA）的加工剪切与剪接：hnRNA切去54信使RNA生成特点：原核是多顺反子（多作用子）--几个结构基因利用共同启动子，转录生成的mRNA可生成几种蛋白质；真核生物的mRNA是单顺反子名，一条mRNA只能生成一个肽链。信使RNA生成特点：55mRNA前体的加工（heterogeneousnuclearRNA,hnRNA)原核生物转录生成的初级mRNA仅进行简单的加工及多顺反子裂解为单顺反子即可。真核生物较为复杂：5’加帽，3’端加尾，剪切内含子，甲基化以及核苷酸编辑mRNA前体的加工（heterogeneousnucle56A.5’’端加帽结构的生成加帽在细胞核内进行的。三磷酸末端的pppNp-仅磷酸酶水解成双磷酸成ppNP然后在鸟苷酸转移酶作用下与尿苷反应生成GpppNp,再后，再甲基化酶作用下生成m7GpppNmpA.5’’端加帽结构的生成加帽在细胞核内进行的。57B.3’端多聚A的生成该过程也是在细胞核内进行的。RNA+nATP----RNA(AMP)n+nPPiB.3’端多聚A的生成该过程也是在细胞核内进行的。58C.SplicingmRNAhnRNA内含子的起始序列是GU,终止序列是AGC.SplicingmRNAhnRNA内含子的起始序列是G59D.甲基化的作用E.RNAeditingD.甲基化的作用60基因假基因基因外区域Exon外显子——DNA结构基因中具有表达活性的编码序列Intron内含子——无表达活性，不能编码相应氨基酸的序列断裂基因：真核细胞基因为断裂基因，由编码区和非编码区相间隔组成。基因假基因基因外区域Exon外显子——DNA结构基因中61北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg62基因中的外显子转录提问：如何实现跨越内含子转录外显子区呢？绕环闭合内含子区域。基因中的外显子转录提问：如何实现跨越内含子转录外显子区呢？绕63（剪切、拼接针对个别没能避免内含子转录的RNA）粗品RNA5`加帽子3`加尾巴剪切(内含子对应部分)，拼接(外显子对应部分)成熟的mRNA（剪切、拼接针对个别没能避免内含子转录的RNA）粗品RNA564GorAPPPOHOHGuanylyltransferaseMethyltransferaseCapping&methylationPhosphataseP+PPGorAPPPOHOHGuanylyltransfer65GorA保护mRNA5‘端，加强翻译GorA保护mRNA5‘端，加强翻译66北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg67RNA穿出细胞核，指导蛋白质合成转录翻译RNA穿出细胞核，指导蛋白质合成转录翻译68二tRNA前体的加工主要方式有：剪切：去除多余核苷酸剪接：去除初级转录本中的内含子，再连接3’末端加-CCA结构二tRNA前体的加工主要方式有：691 23 4 5 6 71 23 70cutsatthe5'endcutsatthe3'endCCA-OH3‘addition：tRNAnucleotidyltransferasecutsatthe5'endcutsatthe71tRNA的加工过程tRNA的加工过程72原核生物：rRNA的前体经核酸酶作用后，生成23S、5S和16SrRNA。真核生物：rRNA的前体经核酸酶作用后，生成28S、5.8S和18SrRNA。5SrRNA自成体系，在成熟过程中加工甚少。rRNA的加工也包括碱基的修饰。三rRNA前体的加工原核生物：rRNA的前体经核酸酶作用后，生成23S、三73原核rRNA的加工过程原核rRNA的加工过程74真核生物rRNA前体的加工真核生物rRNA前体的加工75北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg76北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg77原核生物和真核生物转录的异同点原核生物真核生物RNA聚合酶1种多种启动子不同的启动子间有相当大的同源性各种启动子之间差别很大启动子通常位于基因的上游聚合酶III的启动子位于被转录的序列之中过程聚合酶直接与启动子结合聚合酶通过转录因子的相互作用结合没有增强子有增强子终止由GC富集区形成发卡结构终止靠特殊的核酸内切酶切割产物特点转录单位常常含有多个基因只含有一个基因原核生物和真核生物转录的异同点原核生物真核生物RNA聚合酶178转录和复制的比较复制转录原料dNTPNTP主要酶和因子DNA聚合酶、拓扑异构酶引物酶、解链酶、DNA连接酶、DNA结合蛋白RNA聚合酶、ρ因子等模板DNADNA链延长方向5’→3’5’→3’方式半保留复制不对称转录配对方式A=T;G=CA=U;G=C产物DNARNA加工过程一般不需复制后加工转录后加工分别形成mRNA、tRNA和rRNA转录和复制的比较复制转录原料dNTPNTP主要酶和因子DNA79DNA聚合酶逆转录酶RNA聚合酶RNA复制酶模板DNARNADNARNA原料dNTPdNTPNTPNTP特点依赖DNA的聚合酶依赖RNA的聚合酶依赖DNA的聚合酶依赖RNA的聚合酶相同点都是在核苷酸之间形成磷酸二酯键延伸方向都是5’→3’都是遵循碱基互补配对的原则DNA聚合酶逆转录酶RNA聚合酶RNA复制酶模板DNARNA80第四节RNA的复制某些生物（个别噬菌体、RNA病毒）由RNA携带遗传信息，进入宿主细胞后，RNA以自身为模板，由RNA复制酶催化、以4种NTP为底物，复制RNA的过程。RNA复制酶(RNAreplicase)又称RNA指导的RNA聚合酶（RNAdirectedRNApolymerase)。第四节RNA的复制某些生物（个别噬菌体、RNA病毒）由RN81病毒RNARNA互补链新病毒RNA复制复制翻译病毒蛋白RNA复制酶组装成新病毒两次复制，形成病毒RNA，病毒RNARNA互补链新病毒RNA复制复制翻译病毒蛋白RNA82DNA复制RNA转录蛋白质翻译?逆转录复制中心法则重点DNA复制RNA转录蛋白质翻译?逆转录复制中心法则重点83思考题试解释转录、RNA的不对称转录、外显子、内含子、启动子、模板链、编码链。简述RNA转录的基本过程。以mRNA为例，说明转录后的加工过程。试比较复制和转录的异同点。试比较DNA聚合酶、逆转录酶、RNA聚合酶 RNA复制酶的异同点。思考题试解释转录、RNA的不对称转录、外显子、内含子、启动子84

Chapter13,RNABiosynthesisRNA生物合成——转录朱卫国北京大学基础医学院生物化学与分子生物学系复制叉Chapter13,RNABiosynthesis85

86概述转录体系：DNA模板DNA指导的RNA聚合酶转录过程起始阶段、链的延长、链的终止转录后的加工过程信使RNA(mRNA)的加工转运RNA(tRNA)的加工核蛋白体RNA（rRNA)的加工RNA复制概述87概述DNA和RNA异同点DNARNA磷酸磷酸磷酸碱基腺嘌呤（A）腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）尿嘧啶（U）戊糖D-2脱氧核糖（dR）D-核糖概述DNA和RNA异同点DNARNA磷酸磷酸磷88核蛋白体RNA(rRNA)75-80%：以核蛋白体的形式参与蛋白质生物合成，是蛋白质合成的场所。转运RNA（tRNA)10-25%：

在蛋白质生物合成过程中转运氨基酸。信使RNA(mRNA)2-3%：作为蛋白质合成的直接模板。不均一核RNA（hnRNA)：成熟mRNA的前体。小核RNA(snRNA)：参与hnRNA的剪接和转运。小胞浆RNA(只在真核生物中存在）：蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组成成分。RNA种类核蛋白体RNA(rRNA)75-80%：RNA种类89DNA转录RNA前体加工成熟RNA的过程

RNA合成的两种方式：1.DNA指导的RNA合成（转录）。2.RNA指导的RNA合成（RNA复制）。DNA复制RNA转录蛋白质翻译逆转录复制分子生物学中心法则DNA转录RNA前体加工成熟RNA的90转录——以DNA为模板，按碱基配对原则（A-U、T-A、G-C、C-G)合成RNA链的过程。DNA复制RNA转录转录——以DNA为模板，按碱基配对原则（A-U、T-A、G-91第一节转录作用一、转录作用及特点转录体系：

DNA模板、NTP、

RNA聚合酶（DNA指导的RNA聚合酶）、无机离子（Mg2+、Mn2+）、某些蛋白质因子。连接方式--3’,

5’磷酸二酯键。合成方向：5’-3’不需要引物参与第一节转录作用一、转录作用及特点转录体系：DNA模板92复制和转录中碱基配对规律：复制AT,CG转录与逆转录复制和转录中碱基配对规律：复制93合成方向：5’3’合成部位：细胞核内转录特点：不对称转录合成方向：5’3’94两条链都是模板链吗？两条链都是模板链吗？95不对称转录——DNA只能以双链中固定的一条链（模板链）为模板转录RNA,这种转录方式称作不对称转录不对称转录——DNA只能以双链中96北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg97模板链templetestrend：指导RNA合成的DNA为模板链，又称反意义链。编码链(序列与RNA相同）：与模板链互补的另一条DNA链无转录功能，其序列与转录的RNA序列相同，又称有意义链。模板链templetestrend：指导RNA合成的DNA985’……GCAGTAGCATTC……..3’3’……cgtcatgta

cag……..5’5’……GCAGUACAUGUC..…..3’N……Ala.Val.His.Val……CDNARNA肽转录翻译编码链模板链5’……GCAGTAGCATTC……..3’5’……G99编码链和模板链是一个相对的概念：

在一个包含多个基因的双链DNA分子中，各个基因的模板并不是全在同一条链上，在某个基因节段以某一条链为模板转录，而在另一个基因节段可以另一条链为模板。(同一个基因多是一条编码链）。基因A基因B基因C基因D编码链模板链双链DNA编码链和模板链是一个相对的概念：基因A基因B基因C基因D100

图13-1转录作用Transcriptionbubble(RNApolymerase)AntisencestrandSensestrand转录泡（17个碱基对）Transcriptionbubble(RNApol101二DNA模板特点：1.转录起始点：

转录在DNA模板上的特殊部位开始的，这个部位称为转录起始点，习惯上常以+1表示。上游：从转录起始点逆转录方向的区域。下游：从转录起始点顺转录的方向的区域。2.启动子：是位于转录起始点上游的一段核苷酸序列，是RNA聚合酶的识别和结合部位，在转录调控中起着重要作用。决定了被转录基因的启动频率和精确性。二DNA模板特点：1.转录起始点：1022.1原核生物启动子

Pribnowbox(TATAAT-3’)结合部位识别部位上游(Upstream)下游（Downstream)转录出的第一个氨基酸的碱基通常是嘌呤方向与RNA聚合酶结合的部位AT多易松散RNA聚合酶σ特异识别部位2.1原核生物启动子Pribnowbox103北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg104-25处含AT富集区,共有序列TATAA（TATAbox）-70处含共有序列CAAT2.2真核生物启动子又称Hognessbox结合部位影响转录起始频率调节区和结构区调节区称GC盒/CAAT盒-25处含AT富集区,共有序列TATAA（TATAbox105北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg106北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg107北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg108北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg1093.终止子：在指导转录作用的DNA分子中，具有停止转录作用的部位称为～，或终止信号。发夹结构。4.增强子：DNA链上增强转录作用的序列。5.抑制子（静息子）：DNA链上抑制转录作用的序列。6.结构基因：能转录出mRNA，指导蛋白质合成的基因。3.终止子：在指导转录作用的DNA分子中，具有停止转录作用的110编码链模板链其他调节元件增强子（+）静息子（-）CCAATTATA结构基因5’3’调节表达基础表达（启动子）转录起始部位+1-40～-110-253’5’真核生物基因结构特点调节序列编码链模板链其他调增强子（+）CCAATTATA结构基因5’111北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg112北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg113北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg114北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg115

116三DNA指导的RNA聚合酶1.原核生物RNA聚合酶（以大肠杆菌为例）1）结构：

全酶有五个亚基组成，为2’；全酶去除亚基后，即为核心酶（2’）。2）功能：亚基：又称因子，识别并结合启动子，协助转录的起始。又称起始因子。核心酶：催化合成RNA，参与RNA链的延伸。三DNA指导的RNA聚合酶1.原核生物RNA聚合酶（117TATAAT’TTGACA-35+1+20原核生物的RNA聚合酶全酶及其在转录起始区的结合DNA双链已打开，因子尚未脱落TATAAT’TTGACA-35+1+20原核生1183）特点：聚合速率慢，30－85NTP/秒。缺乏外切酶活性，无校对功能，错误率10-4不同的识别不同的启动子。利福平与RNA聚合酶的亚基专一性结合，可抑制结核菌的RNA合成。人的RNA聚合酶对利福平不敏感。利用此特点可研制杀菌药物。3）特点：1192.真核生物RNA聚合酶：较原核的酶复杂，已清楚的有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型。真核生物RNA聚合酶对利福平不敏感2.真核生物RNA聚合酶：真核生物RNA聚合酶对利福平不敏120北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg121起始阶段延长阶段终止阶段第二节转录过程起始阶段第二节转录过程122起始阶段（以原核为例）：

σ因子与核心酶组成全酶，识别起始位点并与启动子结合→DNA局部构象改变→解开一段DNA双链，形成转录空泡→RNA聚合酶进入转录起始部位→转录开始→σ因子从复合物脱落，与新的核心酶结合，起始另一次转录→σ因子脱落→核心酶沿DNA链向下游移动。转录空泡：也称为转录复合物，就是RNA的核心酶、DNA模板和转录产物RNA三者结合在一起的复合体与DNA复制不同的是，RNA合成不需引物。σ因子必需脱落，否则核心酶不滑动，RNA链不能延长。因子可再次与核心酶结合，循环使用。起始阶段（以原核为例）：123开始1.RNA聚合酶因子识别转录起点（启动子）识别部位，RNA聚合酶核心酶结合在启动子的结合部位(启动子)打开螺旋（17个核苷酸），形成聚合酶-DNA-RNA复合体。开始1.RNA聚合酶因子识别转录起点（启动子）识别部位，1242.σ因子脱落，并重复利用.RNA聚合酶移动沿5`→3`转录RNA链。17bp螺旋解开长度12bpDNA-RNA复合体长度3.DNA螺旋前开、后合,RNA延长，不断脱离DNA。(终止子)4.识别终止信号（终止子），结束转录，各自分离。2.σ因子脱落，并重复利用.RNA聚合酶移动沿5`→3`转125真核生物1基因→1RNA真核生物1基因→1RNA126真核生物的起始比原核生物的起始要复杂。除RNA聚合酶以外，要有复杂的DNA-蛋白质，蛋白质-蛋白质间的相互作用PICPICpre-initiationcomplex--RNAPolII,TF真核生物的起始比原核生物的起始要复杂。除RNA聚合酶以外，要127原料：NTP(ATP、GTP、CTP、UTP)延长方向：5’－3’规则：碱基互补配对过程：核心酶沿DNA模板链向下游方向滑动，每滑动一个核苷酸的距离，一个NTP按碱基互补关系进入模板，与先前的NTP形成一个磷酸二酯键，如此一个一个延长下去。核心酶滑过的部位，DNA链很快恢复双螺旋结构。原核生物和真核生物转录延长过程相似。二延长阶段：原料：NTP(ATP、GTP、CTP、UTP)二延长128起始延长终止起始延长终止129RNA聚合酶模板链DNA解链编码链DNA再螺旋NTP解链与复合相互进行RNA聚合酶模板链DNA解链编码链DNA再螺旋NTP解链与复130三终止阶段：1.当核心酶滑动到DNA模板的转录终止部位（终止信号）时，不再滑动，转录完成。2.新合成的RNA链、核心酶、因子等从模板释放，释放的核心酶可以与σ因子结合，参与下一次转录过程。终止信号特点：终止部位含GC富集区与AT富集区,形成发卡结构，以终止转录。蛋白（U)因子参与终止：辅助识别终止信号；诱使RNA聚合酶构象改变停止滑动;因子的解螺旋酶活性使RNA产物释放。三终止阶段：131北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg132

图12-8ρ因子的终止作用北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg1333.其它终止方式：GC区形成发卡结构，聚U区使配对不稳定,RNA产物的释放。3.其它终止方式：134转录起始延长终止转录起始延长终止135加工——使粗品RNA（没有功能）→成品（有生物功能）方式——剪切、拼接，修饰，添加甲基（rRNA)第三节转录后的加工过程转录产物的“加工”（剪切、拼接针对个别没能避免内含子转录的RNA）加工——使粗品RNA（没有功能）→成品（有生物功能）第三节136北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg137一信使RNA（mRNA）的加工（真核生物为例）剪切与剪接：hnRNA切去部分核苷酸片段（内含子）并联接其余片段加“帽”：mRNA5’末端特殊结构，7-甲基鸟嘌呤核苷三磷酸（m7GTP）加“尾”：3’末端多聚腺苷酸的尾碱基的修饰：mRNA中含少量稀有碱基，如甲基化碱基等一信使RNA（mRNA）的加工剪切与剪接：hnRNA切去138信使RNA生成特点：原核是多顺反子（多作用子）--几个结构基因利用共同启动子，转录生成的mRNA可生成几种蛋白质；真核生物的mRNA是单顺反子名，一条mRNA只能生成一个肽链。信使RNA生成特点：139mRNA前体的加工（heterogeneousnuclearRNA,hnRNA)原核生物转录生成的初级mRNA仅进行简单的加工及多顺反子裂解为单顺反子即可。真核生物较为复杂：5’加帽，3’端加尾，剪切内含子，甲基化以及核苷酸编辑mRNA前体的加工（heterogeneousnucle140A.5’’端加帽结构的生成加帽在细胞核内进行的。三磷酸末端的pppNp-仅磷酸酶水解成双磷酸成ppNP然后在鸟苷酸转移酶作用下与尿苷反应生成GpppNp,再后，再甲基化酶作用下生成m7GpppNmpA.5’’端加帽结构的生成加帽在细胞核内进行的。141B.3’端多聚A的生成该过程也是在细胞核内进行的。RNA+nATP----RNA(AMP)n+nPPiB.3’端多聚A的生成该过程也是在细胞核内进行的。142C.SplicingmRNAhnRNA内含子的起始序列是GU,终止序列是AGC.SplicingmRNAhnRNA内含子的起始序列是G143D.甲基化的作用E.RNAeditingD.甲基化的作用144基因假基因基因外区域Exon外显子——DNA结构基因中具有表达活性的编码序列Intron内含子——无表达活性，不能编码相应氨基酸的序列断裂基因：真核细胞基因为断裂基因，由编码区和非编码区相间隔组成。基因假基因基因外区域Exon外显子——DNA结构基因中145北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg146基因中的外显子转录提问：如何实现跨越内含子转录外显子区呢？绕环闭合内含子区域。基因中的外显子转录提问：如何实现跨越内含子转录外显子区呢？绕147（剪切、拼接针对个别没能避免内含子转录的RNA）粗品RNA5`加帽子3`加尾巴剪切(内含子对应部分)，拼接(外显子对应部分)成熟的mRNA（剪切、拼接针对个别没能避免内含子转录的RNA）粗品RNA5148GorAPPPOHOHGuanylyltransferaseMethyltransferaseCapping&methylationPhosphataseP+PPGorAPPPOHOHGuanylyltransfer149GorA保护mRNA5‘端，加强翻译GorA保护mRNA5‘端，加强翻译150北医本科课件《生物化学》第13章rna生物合成zwg151RNA穿出细胞核，指导蛋白质合成转