第三章 生物信息的传递(上)-从DNA到RNA

第二节启动子与转录起始1.启动子的基本结构（1）启动子：是一段位于结构基因5′端上游区的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确的相结合并具有转录起始的特异性。（2）转录单元：是一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列。(3)转录起点：是指与新生RNA链地一个核苷酸相对应DNA链上的碱基。（4）绝大部分启动子都存在-10区和-35区

-10区：在-6~-13bp之间，共同序列为TATAAT，又称pribnow框，酶在此处与DNA结合成稳定的复合物，在转录方向上解开双链形成开放型起始结构。-35区：共同序列为TTGACA，是RNA聚合酶起始识别区，这一识别过程与

因子有关。2.启动子的识别RNA聚合酶并不与直接识别碱基对本身，而是通过氢键互补的方式加以识别。3.酶与启动子区的结合

RNA聚合酶首先与启动子区闭合双链DNA相结合，形成二元闭合复合物，然后经过解链得到二元开放复合物。4.-10区和-35区的距离-10区和-35区相距约20bp，大致是双螺旋绕两周的长度，两个结合区在分子的同一侧面。5.增强子及其功能（1）增强子：使与它连锁的基因转录频率明显增强的DNA序列，是基因表达的重要调节元件。（2）作用机制：通过改变模板DNA的整体结构（影响DNA-Pro复合物的结构或改变DNA超螺旋密度）

（3）特点：

A.增强效应明显（10–200倍）；

B.增强效应与其位置和取向无关；

C.大多为重复序列，一般约为50bp；D.增强效应有严密的组织和细胞特异性，只有特定的蛋白质（转录因子）参与才能发挥其功能；

E.没有基因专一性。6.真核生物启动子对转录的影响（1.）原核和真核基因转录起始点上游区的结构差异

A.原核基因启动区范围较小，TATAAT的中心位于-7~-10，上游-30~-70为正调控因子结合序列，+1~-20为负调控因子结合序列；真核基因的调控较大，TATAAT的位于-20~-30，-40~-110区为上游激活区。

B.原核基因启动子上游只有TTGACA作为RNA聚合酶的主要结合位点，参与转录调控；真核基因除了CAAT外，大多数还有GC区和增强子区。（2）启动子区对转录的影响

A.TATA区主要是使转录精确的起始。B.CAAT区和GC区主要控制转录起始的频率，基本不参与起始位点的确定。C.CAAT区对转录起始频率的影响最大，该区任一碱基的改变都将极大地影响基因的靶转录强度。D.在CAAT区和相邻的两个UPE区之间插入核苷酸也会使转录减弱。第三节原核生物和真核生物mRNA的特征比较原核生物mRNA的特征1.原核生物mRNA的半衰期短。2.许多原核生物mRNA以多顺反子的形式存在（1）单顺反子：只编码一个蛋白质的mRNA。

（2）多顺反子：编码多个蛋白质的mRNA。是一组相邻或相互重叠基因的转录产物。（3）所有mRNA都包括：编码区、位于AUG之前的5′端上游非编码区、位于终止密码子后不翻译的3′端下游非编码区（4.）在多顺反子中，后面几个顺反子翻译的起始受其上游顺反子的调控。3.原核生物mRNA的5′端无帽子结构，3′端没有或只有较短的poly（A）二.真核生物mRNA的特征真核生物mRNA的5′端存在帽子结构（1）mRNA5′端加“G”的反应是由腺苷酸转移酶完成的。（2）mRNA的帽子结构常常被甲基化。（3）帽子结构可能使mRNA免遭核酸酶的破坏。（4）5′端帽子结构的功能保护mRNA免受5’-核酸外切酶降解；使mRNA进入细胞质；对翻译起识别作用（m7G5’ppp5’Np优先与核糖体结合）。2.绝大多数真核生物mRNA具有poly（A）尾巴（1）真核生物mRNA的加尾反应.（2）poly（A）尾巴的功能第四节终止和抗终止1.不需要ρ因子的转录终止——强终止子特点：DNA序列有双重对称，形成末端发夹结构，模板DNA上有一串A，RNA3’端有UUUU，使新合成的RNA脱落。2.需要ρ因子的转录终止终止子后无连续的A，

在ρ因子作用下，ATP酶水解，释放能量，使新生RNA与模板脱落。3.抗终止方式：（1）破坏终止位点RNA的茎-环结构（2.）依赖于蛋白质因子的转录抗终止第五节内含子的剪接、编辑及化学修饰

一.RNA中的内含子1.外显子extron：在DNA或成熟mRNA中都存在的序列2.内含子intron：在DNA上存在，而在mRNA（或cDNA）中不存在的序列，初级转录产物加工成成熟mRNA时被切除的间隔序列。3.

RNA中存在内含子的证据4.基因内含子的特点：（1）内含子是真核生物独有的，但并不是所有真核基因一定有内含子；（组蛋白基因家族）（2）内含子的数量和长度对不同的基因不同，一般基因越长，内含子越多；（3）在同一基因家族中，编码序列在进化过程中一直比较保守，而内含子变化迅速，差异较大；（内含子变异较外显子大）（4）内含子与外显子间的连接处有特殊的序列（序列GT——AG）。高度保守序列不连续基因剪接成mRNA可能遵照一种通用机制。（5）一个基因的内含子可以是另一个基因的外显子。（阅读框和剪切方式不同）

5.内含子可能的功能:（1）调控转录速度；通过与启动子、起始位点的精确碱基配对，阻止或增强RNA聚合酶的活性，从而调控转录。（2）内含子具有各种剪接信号，使用不同的剪接方式形成不同的成熟mRNA；

二.

RNA的剪接1.参与剪接的小分子物质核内RNA（如U1，U2，U4，U5和U6）以及与这些RNA相结合的核蛋白（snRNPs）。2.剪接过程3.

真核生物内含子5’剪接位点和3’剪接位点的保守顺序

三.RNA的编辑和化学修饰1.RNA编辑(RNAediting):DNA上不存在，在RNA产物中插入或删除几个碱基的现象。类型：(1)U的插入和删除；