分子生物学课件 第六章 转录与逆转录

第六章转录与逆转录重难点转录后加工、真原核转录过程、增强子、终止与抗终止、RNA聚合酶（真原核）、转录起始复合物㈠转录一转录的定义与特点1.转录的定义：以DNA为模板，在依赖DNA的

RNA聚合酶的催化下，以4种NTP（ATP、CTP、GTP和UTP）为原料，合成RNA的过程。2.转录的特点：转录的不对称性：在RNA的合成中，DNA的两条链中仅有一条链可作为转录的模板。且多基因DNA中正负链可相间排列转录单向性：RNA5’→3’合成转录连续性：共线性，RNA与DNA序列一一对应,RNA链连续合成有特定起始、终止位点：启动子、终止子双链DNA转录能力大于单链：RNA聚合酶与双链结合后活性高于单链不需完全开链：只需部分解链，最后DNA还是双链※几个概念1.正链：与mRNA序列相同（T→U）的那条DNA链,编码链（有义链）负链：根据碱基互补原则指导mRNA合成的DNA链,模板链（反义链）2.转录单元：一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列，转录的功能单元3.启动子：一段位于结构基因5’端上游区的DNA序列，能活化RNA聚合酶，特异识别模板4.终止子：二转录的过程概述1.模板识别：原核细胞中：模板识别阶段主要指RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程。

真核细胞中：需要一些转录调控因子（辅助蛋白），RNA聚合酶才能识别启动子并形成转录前起始复合物（PIC）。※拼板理论：真核RNA聚合酶、反式元件、顺式元件相互作用使转录起始※RNAPol识别启动子后先一下合成子链（RNA）上多个核苷酸当合成的子链核苷酸>9个时，可继续复制当合成的子链核苷酸<9个时,因未到RNAPol结合位点RNAPol结合不稳，易脱落，不继续转录2.转录起始：RNA链上第一个核苷酸键产生，不需引物※σ因子：原核RNA聚合酶亚基，促进原核RNA聚合酶ββ’亚基与DNA模板启动子结合ρ因子：与终止子作用，终止转录依赖ρ因子的终止3.转录延伸：RNA聚合酶释放σ因子，核心酶沿着模板DNA移动并使新生RNA链不断伸长的过程。4.转录终止：当RNA链延伸到终止位点时，RNA停止合成，转录泡瓦解，DNA链复原，新生RNA链和RNA聚合酶将被释放下来。※转录所需的酶与复合物RNA聚合酶：是转录过程中最关键的酶，主要以双链DNA为模板，以4种核苷三磷酸作为活性前体，并以Mg2+/Mn2+为辅助因子，催化RNA链的起始、延伸和终止，它不需要任何引物，催化生成的产物是与DNA模板链互补的RNA。※原核生物只一种RNA聚合酶，真核生物有三种※真原核RNA聚合酶总结真核RNA聚合酶：RNA聚合酶Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ，对应三种内含子

RNA聚合酶Ⅱ为关键酶（对应hnRNA→mRNA），需反式因子作用下起作用

n型内含子：RNA聚合酶n对应的内含子RNA聚合酶Ⅰ--rRNA,对α-鹅膏蕈碱不敏感RNA聚合酶Ⅱ--hnRNA→mRNA,对α-鹅膏蕈碱敏感RNA聚合酶Ⅲ--tRNA,对α-鹅膏蕈碱有种属特异性原核RNA聚合酶：全酶-（α2ββ’）σ核心酶-α2ββ’

活性中心-ββ’★σ因子结构：六聚体蛋白、具有NTP酶和解螺旋酶活性，促使新生RNA链从三元转录复合物中解离出来，从而终止转录。σ因子作用：与启动子-35区识别作用机理：※RNA聚合酶与DNA聚合酶的区别：RNA聚合酶DNA聚合酶大小大，4.8×105da小，1.09×105da引物不需要需要产物较短，游离较长，与模板以氢键相连作用方式一条链的某一段两条链同时进行外切酶活性无5’3’，3’5’校对合成能力无有修复能力无有转录复合物（反式因子）：三启动子与转录起始⑴启动子定义：能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段起始位点上游的DNA序列。※下降突变：启动子突变后，启动子活性下降上升突变：启动子突变后，启动子活性上

升⑵转录单元：起始位点：

※上游序列：-n表示

下游序列：+n表示

-n…-3-2-1起始位点+1+2+3…+n※启动子中几个重要的序列：原核生物：-10区：TATAAT，位于上游10bp处，RNA聚合酶的结合位点（富含AT碱基，利于双链打开）-35区：TTGACA，位于上游35bp处，

RNA聚合酶的识别位点，决定转录启动的强弱△-10区与-35区之间的距离：16～19bp，小于15bp或大于20bp都会降低启动子的活性。适宜的距离可以为RNA聚合酶提供合适的空间结构，便于转录的起始。真核生物：TATA区：TATAAA，位于-25～-35，核心启动元件，使转录精确地起始，T85A97T93A85A63A83CAAT区：CCAAT，位于-70～-80，上游启动子元件，控制转录起始频率GC区：GGGCGG,位于-80～-110，上游启动子元件，

控制转录起始频率⑶启动子区的识别原核生物：RNA聚合酶与-35区识别（σ因子作用下）真核生物：RNA聚合酶与CG区、CAAT区识别⑷RNA聚合酶与启动子区的结合原核生物：RNA聚合酶ββ’与-10区结合（σ因子作用下）真核生物：RNA聚合酶与TATA区结合（反式因子作用下）※增强子定义、结构：作用机制：特点：代表：β-珠蛋白基因四终止子与抗终止不依赖ρ因子的终止子：RNA3’成茎环，又称内在终止子、强终止子内在终止子的结构特点：终止位点上游存在一个富含GC碱基的二重对称区，其转录生成的mRNA容易互补形成发卡式结构。终止位点前面有一段4～8个A组成的序列，转录生成的mRNA的3′末端中相应的有一连串U序列。新生RNA中出现发卡结构可导致RNA聚合酶暂停，破坏RNA-DNA杂合链5’端正常结构，寡聚U使杂合链3’端部分出现不稳定rU·dA区域。两者共同作用使RNA从三元复合物中解离出来。终止效率与二重对称序列和寡聚U的长短有关。长度

，效率

。依赖于ρ因子的终止：ρ结合RNA富C区，发挥ATP酶、解旋酶活性，又称弱启动子※真核的转录终止：终止修饰点处切离加尾有些终止点的DNA序列缺乏共性，不能诱导转录的自发终止，需要ρ因子的参与。大肠杆菌ρ-依赖型终止子占所有终止子的一半左右。※穷追模型抗终止：定义：由于不同生理要求，转录过程中有时即使遇到终止信号，仍需