分子生物学第五次课

分子生物学第五次课第1页，共31页，2023年，2月20日，星期三转录(

transcription

)——生物体以DNA为模板合成RNA的过程转录RNADNA

第2页，共31页，2023年，2月20日，星期三一、与RNA生物合成的相关概念1.转录单位：

从启动子延伸到终止子所跨越的DNA部分称为一个转录单位。2.启动子：指DNA分子上被RNA聚合酶识别并结合形成转录起始复合物的区域，还包括一些调节蛋白因子的结合序列。3.终止子：在转录的过程中提供转录终止信号的序列成为终止子第3页，共31页，2023年，2月20日，星期三RNA的作用及种类RNA主要以单链形式存在于生物体内，负担着储藏及转移遗传信息的功能，又能作为核酶在细胞内发挥代谢功能。生物体内共有3种RNA：mRNA

rRNAtRNA第4页，共31页，2023年，2月20日，星期三DNA

mRNAtRNArRNA蛋白质第5页，共31页，2023年，2月20日，星期三生物信息的传递从DNA到RNA蛋白质ArgGlyTyrDNA5’3’C----GG----CT-----AG----CG----CA----TT----AA----CC----G3’5’mRNA5’CGUGGAUAC3编码链又称有义链模板链又称反义链第6页，共31页，2023年，2月20日，星期三

模板

5335模板链编码链（codingstrand）结构基因（structuralgene

）编码链模板链（templatestrand）

第7页，共31页，2023年，2月20日，星期三不对称转录

（asymmetrictranscription）在DNA分子双链上某一区段，一股链可转录，另一股链不转录；

模板链并非永远在同一单链上。第8页，共31页，2023年，2月20日，星期三二、参

与

转

录

的

物

质原料:4种NTP

(ATP,UTP,GTP,CTP)

模板:DNA酶:RNA聚合酶其他蛋白质因子第9页，共31页，2023年，2月20日，星期三36512决定哪些基因被转录150618催化功能

155613结合DNA模板

70263

辨认起始点

ω

110000?

亚基分子量功能1.RNA聚合酶

原核生物的RNA聚合酶

:第10页，共31页，2023年，2月20日，星期三核心酶coreenzyme全酶holoenzyme第11页，共31页，2023年，2月20日，星期三2.真核生物的RNA聚合酶

种类

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

对鹅膏蕈碱的反应45S-rRNAhnRNA

5S-rRNAtRNA、snRNA耐受极敏感中度敏感转录产物胞内定为核仁核质核质第12页，共31页，2023年，2月20日，星期三

所有三种RNA聚合酶均有其对应的启动子和终止子。以聚合酶Ⅲ所识别的启动子研究得最多，并发现这种启动子很奇怪──不是位于转录起始点的前面，而是在转录起始点的下游(+50-+83)。

RNA聚合酶Ⅱ合成hnRNA，它是最直接和遗传调节相关的酶。因此对聚合酶Ⅱ的研究是目前的热点之一。第13页，共31页，2023年，2月20日，星期三3.模板和酶的辨认、结合

一个转录区段可视为一个转录单位，称为操纵子（operon，包括若干个结构基因及其上游的调控序列。

5335结构基因调控序列RNA-pol第14页，共31页，2023年，2月20日，星期三启动子的研究：

(RNA聚合酶保护法)55RNA聚合酶保护区结构基因第15页，共31页，2023年，2月20日，星期三

保守序列

（一致性序列）开始转录TTGACAAACTGT-35

区(Pribnowbox)TATAATPuATATTAPy-10

区1-30-5010-10-40-205335嘌呤Sextamabox第16页，共31页，2023年，2月20日，星期三

原核生物启动子的序列长约20－200bp不等。E.coli典型的启动子结构（80bp）如下：

TGTTGACATATAAT起始位点…16~19bp……5~8bp…-35序列-10序列AATAAT下降突变TATGTTTATATT上升突变增强子72bp第17页，共31页，2023年，2月20日，星期三

-35序列是RNA聚合酶全酶的识别位点，对全酶有很高的亲和性。如果-35序列发生突变或缺失，将大大降低对全酶的亲和性，即降低RNA聚合酶与启动子的结合速度，但不影响转录起始位点附近DNA双链的解开。

第18页，共31页，2023年，2月20日，星期三4.启动子区的识别RAN聚合酶不直接识别碱基对本身，而是通过氢键加以识别RNA聚合酶启动子区DNA二元闭合复合物二元开链复合物三元复合物（DNA、RNA聚合酶、RNA）RNA聚合酶既是双链DNA结合蛋白，也是单链DNA结合蛋白第19页，共31页，2023年，2月20日，星期三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第20页，共31页，2023年，2月20日，星期三RNA聚合酶与启动子的结合模式图50-90bp/s第21页，共31页，2023年，2月20日，星期三5.原核生物的转录起始

DNA双链解开,形成转录空泡

RNA聚合酶全酶(2)与模板结合

在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应–

5’-pppGpN–OH+ppiRNApol-DNA-pppGpN-OH

pppGNTPpppGpN-OHppi三元复合物:5’-pppG-OH+NTP第22页，共31页，2023年，2月20日，星期三6.真核生物的转录起始也需要RNA聚合酶辨认、结合转录起点上游的DNA序列，生成起始复合物。顺式作用元件

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真核生物结构基因上游的调控区存在相似或一致性的DNA序列。

第23页，共31页，2023年，2月20日，星期三-GCGC---CAAT---TATA转录起始

Hogness,-25bpTATA盒

-75bp,CAAT盒

-90bp,GC盒

结构基因

增强子

顺式作用元件上游启动子元件也称上游激活序列，第24页，共31页，2023年，2月20日，星期三真核生物启动子对转录的影响将TATA区上游序列称为上游启动子元件UTP，或者上游激活序列TATA区主要作用使转录精确的起始CAAT区和GC区控制转录起始频率第25页，共31页，2023年，2月20日，星期三DTATAABDNATATAFE反式作用因子

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直接或间接辨认、结合顺式作用元件并影响其功能的蛋白质。

RNA聚合酶与模板DNA的结合需一系列转录因子(TF)的参与。RNA聚合酶第26页，共31页，2023年，2月20日，星期三1、下列有关TATA盒(Hognessbox)的叙述,哪个是正确的:A.它位于第一个结构基因处

B.它和RNA聚合酶结合

C.它编码阻遏蛋白

D.它和反密码子结合

B第27页，共31页，2023年，2月20日，星期三

2.转录需要的原料是:dNTPB.dNDPC.dNMPD.NTPE.NMPD第28页，共31页，2023年，2月20日，星期三3、DNA模板链为5’-ATTCAG-3’,其转录产物是:A.5’-GACTTA-3’

B.5’-CTGAAT-3’

C.5’-UAAGUC-3’

D.5’-CUGAAU-3’

D第29页，共31页，2023年，2月20日，星期三4、DNA复制和转录过程有许多相同点,下列描述哪项是错误的?A.转录以DNA一条链为模板,而以DNA两条链为模板进行复制

B.在这两个过程中合成均为5`-3`方向