《生物化学课件》12-RNA的生物合成

第十二章

RNA的生物合成5‘5‘3‘3‘E

第十二章5‘5‘3‘3‘E1学习目的与要求：

1.

RNA转录的概念，机制及过程2.RNA转录酶的组成，特点及其作用3.RNA转录后的加工修饰的方式4.RNA的复制方式重点：

1.RNA转录的机制及过程2.启动子的组成，特点

3.终止子的特点及终止方式4.RNA转录后的加工修饰方式难点：

1.RNA转录后的加工修饰的方式

2.RNA转录的终止方式学习目的与要求：2在生物界，RNA合成有两种方式：一是DNA指导的RNA合成,生物体内的主要合成方式。另一种是RNA指导的RNA合成，此种方式常见于病毒。转录产生的初级转录本是RNA（RNAprecursor），需经加工过程（processing）方具有生物学活性。第一节.DNA指导的RNA合成一.转录的概念

DNA携带的遗传信息（基因）传递给RNA分子的过程称转录（transcription

）。在生物界，RNA合成有两种方式：一是DNA指导的RNA3二.RNA转录的机制1.不对称转录

不对称转录:转录时，双链DNA中只有一条链作为转录的模板，这种转录方式称作不对称转录。

模板链(templatestrand)及反意义链(antisensestrand):

指导RNA合成的DNA链为模板链，又称反意义链。

编码链(codingstrand)及有意义链(sensestrand)：

不作为转录的另一条DNA链为编码链，又称有意义链。由于基因分布于不同的DNA单链中，即某条DNA单链对某个基因是模板链，而对另一个基因则是编码链。RNA在转录时每次只转录DNA上的一部分信息这种转录方式称作部分转录。2.部分转录二.RNA转录的机制1.不对称转录不对称转录:转录4不对称转录部分转录不对称转录部分转录5转录产物的种类原核生物--多顺反子真核生物--单顺反子转录产物的种类原核生物--多顺反子真核生物--单顺反子6三.RNA聚合酶（DDRP）(一).RNA聚合酶的性质模板:

单链DNA模板底物：

四种NTP辅因子：

Mg2+/Mn2+合成方向：

RNA5'→3'作用：连接方式–3’，5'磷酸二酯键起始核苷酸：5´—末端的常为GTP或ATP三.RNA聚合酶（DDRP）(一).RNA聚合酶的性质模板7(二).原核生物（大肠杆菌）的RNA聚合酶组成分子量功能全酶核心酶αββ’

σ数目2111136.5KD150KD160KD70KD11KD识别起始位点功能不清楚与DNA模板结合起催化作用与启动子结合ρ646KD终止因子(二).原核生物（大肠杆菌）的RNA聚合酶组成分子量功能全8(三).真核生物的RNA聚合酶分子量(KDa)转录产物（前体）

种类

分布

A(I)

B(II)

C(III)

核仁

核质

核质

不敏感(10-3

mol/l)高度敏感

(10-9

-10mol/l)中度敏感

(10-4-5

mol/l)rRNA(18s,28s,5.8s)hnRNA

tRNA,5srRNA

性质

活性50～70％20～40％10％500～700～700反应条件低离子强度要求Mg2+或Mn2+高离子强度高Mn2+浓度α—鹅膏蕈碱效应

(三).真核生物的RNA聚合酶分子量(KDa)转录产物（前9四.启动子和转录因子(一).启动子(Promoter)3’5’+1转录起始点AACTGTATATTATTGACATATAAT5’3’－35序列

Sextama框－10序列Pribnow框1.启动子的结构四.启动子和转录因子(一).启动子(Promoter)3’5102.真/原核生物启动子的结构特点原核生物真核生物位置起始部位识别部位结合部位特点特点位置Sextama框－35序列－10序列Pribnow框－70序列+1+1Hogness框T/CT/C－25序列CAAN序列生物组成2.真/原核生物启动子的结构特点原核生物真核生物位置起始部位11(二).转录因子转录因子：RNA聚合酶起转录需要的蛋白质辅助因子1.通用转录因子/基本转录因子（GTF）：识别起动子

如：TFII-X（X=A---F）6种

II类启动必需(RNA聚合酶II识别的)2.转录辅助因子：识别启动子上游元件(二).转录因子转录因子：RNA聚合酶起转录需要的蛋白质辅助12五.终止子和终止因子(terminater/terminators)(一).终止子的结构五.终止子和终止因子(terminater/terminat13(二).转录的终止方式1.弱终止子：依赖ρ因子（终止因子)的终止

NusA蛋白识别DNA链上的终止信号，在ρ因子帮助终止。

2.强终止子：(1)在终止点之前具有一段富含G-C的回文区域。（2）富含G-C的区域之后是一连串的dA碱基序列，它们转录的RNA链的末端为一连串U（连续6个）。转录终止信号有两种情况(二).转录的终止方式1.弱终止子：依赖ρ因子（终止因子)14六.RNA转录的过程(一).RNA转录的起始1.核心酶在σ亚基参与下，辩别启动子的识别部位2.全酶与识别部位结合，滑向结合部位与模板紧密结合,解链3.滑向起始点,转录从起始点开始，合成第一个三磷酸核苷.(二).RNA转录的延伸1.σ亚基从全酶中解离2.核心酶的构象发生变化，与模板DNA的结合变得较为松弛，以一定速度沿3，—5，方向滑动3.NTP为底物，在RNA链3，—OH末端上生成磷酸二酯键(三).RNA转录的终止1.RNA聚合酶滑动到模板的终止部位时，酶的作用受阻2.RNA聚合酶核心酶模板上脱落3.RNA链释放六.RNA转录的过程(一).RNA转录的起始1.核心酶在σ15-35-10pppG或pppA5‘5‘3‘3‘模板链E

起始延伸终止-35-10pppG或pppA5‘5‘3‘3‘模板链E起始16识别解链起始延伸终止识别17原核生物的mRNA转录后一般不需要加工，转录的同时即进行翻译（半寿期短）。第二节、RNA转录后加工修饰一.真核mRNA前体的加工1.5’-末端加上帽子结构0型：m7G5’ppp5’NpI型：m7G5’ppp5’NmpNpII型：m7G5’ppp5’NmpNmp2.3’-末端加上polyA结构真核生物加上：150-200A原核生物加上：50-100A原核生物的mRNA转录后一般不需要加工，转录的同时即第二节、183.拼接去除内含子，连接外显子3.拼接去除内含子，连接外显子19二.rRNA前体的转录后加工rRNA基因之间以纵向串联的方式重复排列。

加工过程：1.剪切作用：需核酸酶参与。

2.甲基化修饰：修饰在碱基上。

原核rRNA加工：rRNA含非转录的间隔区，其产物中含tRNA真核rRNA加工：

1.5S自成体系加工少无修饰和剪接。

2.45S加工中含剪切和甲基化修饰，需核酸酶。二.rRNA前体的转录后加工rRNA基因之间以纵向串联的201.原核生物rRNA前体加工2.真核生物rRNA前体加工P45RNaseIIIRNaseM16stRNA16s23s5stRNA23s5sP30P17.5P25P71.原核生物rRNA前体加工2.真核生物rRNA前体加工P421三.tRNA前体的加工tRNA前体在tRNA剪切酶的作用下，切成一定在小的tRNA分子1.3’-末端5’-末端及间隔区切除2.3’-末端加上CCA3.碱基的修饰：甲基化、脱氨和还原作用三.tRNA前体的加工tRNA前体在tRNA剪切酶的作用22某些RNA病毒可以以自身RNA为模板进行复制。