化工专业生物化学课件-RNA的生物合成和加工

第36章RNA的生物合成和加工主要内容DNA指导下的RNA合成RNA的转录后加工RNA指导下的RNA和DNA合成1.DNA转录—DNA指导下的RNA合成（P456）DNA转录在RNA聚合酶的催化下，以DNA为模板，以四种核糖核苷酸为原料，合成RNA的过程DNA模板不对称转录：模板链（负链）和编码连（正链）1.DNA转录—RNA聚合酶的结构（大肠杆菌为例）（P456）结构特点寡聚酶，由6个亚基组成核心酶：α2ββ起始亚基：σ亚基未知亚基：ω亚基可以被利链霉素抑制（β）1.DNA转录—RNA聚合酶特点（P455）RNA聚合酶特点底物：四种核糖核苷酸三磷酸新链合成方向：通过形成磷酸二酯键在53的方向上延伸引物：不需要引物，可以以某一个核糖核苷酸三磷酸为起始单元辅因子：需要Mg2+协助催化校对功能：不具有校正功能：没有35和53外切酶活性转录速度：50个NTP/S1.DNA转录—转录过程：3个阶段（P457）模板识别和转录起始RNA链延伸转录终止1.DNA转录—第一阶段：模板识别和起始-1（P457）启动子序列DNA上RNA聚合酶最初结合的部位是RNA聚合酶的σ因子的识别序列不同序列的启动子，启动不同类型RNA的合成（P461）转录因子辅助RNA聚合酶结合到DNA上的蛋白质识别启动子序列或其他转录因子形成转录起始复合物不同物种中，转录起始需要的转录因子的种类和数目不同大肠杆菌启动子序列示意图（P460）大肠杆菌启动子共有序列及碱基对编号+1：转录起点-10：富含TA的保守序列，称pribnow框，有助于DNA双链解螺旋-35：RNA聚合酶识别区1.DNA转录—第一阶段：模板识别和起始-2（P457）分为三个过程01RNA聚合酶的σ亚基及转录因子结合到启动子区域（真核生物，形成起始前复合物，P460）02DNA链的双螺旋结构被局部解开，形成转录泡03第一个（1-9）核苷核苷酸三磷酸进入酶活性部位1.DNA转录—第二/三阶段：延伸和终止-1（P457）延伸RNA链不断伸长转录后的DNA区域恢复双螺旋结构终止终止子：一段特殊的DNA序列，被终止序列蛋白识别并结合释放RNA1.DNA转录—第二/三阶段：延伸和终止-2（P464-5）终止子DNA上提供终止信号的序列回文结构：终止序列之前的一段序列，以其为模板合成的RNA可以形成发卡结构，组织聚合酶前进终止因子协助RNA聚合酶识别终止序列的蛋白质，如ρ因子（P464）通读现象：某些蛋白质与终止序列结合后，使聚合酶通过终止序列继续转录2.RNA转录后加工—原核生物（P473）mRNA一般不需要加工，边转录边翻译rRNA的加工切除各种rRNA之间的连接序列（RNaseIII）tRNA加工和rRNA一起转录（在同一条RNA前体上）切除多余序列并加上CCA-OH序列2.RNA转录后加工—真核生物-1（P475）mRNA的加工5-端形成帽子结构3-端形成PolyA切除内含子序列甲基化修饰（碱基）rRNA的加工甲基化（核糖）不需要剪切内含子：不含内含子，或者有但是不转录加工部位：核仁2.RNA转录后加工—真核生物-2（P475）tRNA加工切除内含子切除3-和5端多余序列碱基修饰（甲基化）3-端加上CCA-OH2.RNA转录后加工—其他加工方式（P478）RNA拼接（P478-85）剪切除去内含子后，将相应的外显子连接到一起举例：多亚基蛋白的每个亚基的基因序列自我剪切：没有蛋白酶参加，由RNA自己（核酶）完成剪切酶促剪切：在蛋白酶的作用下完成内含子的剪切选择性拼接：同一preRNA，剪切内含子后，只有部分外显子序列拼接为成熟的RNA，通过组合形成不同序列的成熟RNA（同工酶）意义：基因表达调节的重要手段RNA编辑（P486）在转录或转录后加工过程中，通过插入或删除核苷酸、碱基修饰等方式改变RNA序列和翻译信息的加工过程自我剪切I型自我剪切鸟苷酸作为辅助因子分两步完成II型自我剪切RNA链中的腺苷酸作为辅助因子分两步完成3.RNA指导下的RNA和DNA合成（P491）RNA的复制以RNA为模板合成相同的RNA序列病毒中比较常见RNA指导下的DNA合成（逆转录）第一步，以RNA为模板合成单链互补DNA，也成cDNA第二步，水解RNA-DNA混合链中的