生物化学(简单清晰)第11章 转录
生物化学原理——RNA合成
生物化学原理——RNA合成第11章RNA合成本章概念总结：1、遗传学中心法则：2、转录：3、模板链：4、编码链：5、核心酶：6、RNA聚合酶：7、启动子：8、内含子：9、外显子：10、终止因子：11、核酶：12、剪接体：13、RNA加工过程：14、RNA剪接：15、转录因子：16、操纵子：17、操纵基因：18、结构基因：19、基因：20、阻遏物：21、衰减作用：希望同学们明确以上概念的含义，加油一、转录概述：蛋白质合成不是直接由DNA指导的，而是通过一个中介物mRNA 实现的。
所有的RNA都可与DNA的互补序列杂交，即所有的RNA都是从DNA模板转录来的。
要注意：DNA复制要求染色体两条链同时进行完全复制，而遗传信息的表达却只是基因组中某些单链区域。
转录就是将遗传信息由DNA转给RNA，也叫作RNA合成。
转录的模板只是双链DNA中的某一条链，能作为模板的链称为模板链，互补链叫做编码链。
从DNA到RNA的转录是由RNA聚合酶催化的。
同时，请同学们注意RNA合成和DNA复制之间存在的差别：① RNA合成的底物是核糖核苷三磷酸；②在RNA中，尿嘧啶与腺嘌呤配对；③ RNA合成不需要一个预先存在的引物；④ RNA合成的选择性非常强，只有基因中很小的一部分被转录。
二、RNA聚合酶大肠杆菌RNA聚合酶的核心酶是由5个蛋白亚基组成的，分别被命名为β，βˊ，α（2个）和ω亚基。
其中β亚基是催化亚基。
请注意：RNA聚合酶全酶还含有第6个亚基，称之σ亚基（也称为ζ因子），与核心的RNA聚合酶瞬时结合，其功能是识别模板上的启动子，使RNA聚合酶与启动子结合。
一旦延伸开始σ亚基就脱离聚合酶。
三、转录起始当E.coli RNA聚合酶结合到模板上的启动子后，就开始了RNA的合成。
可以说转录是在启动子调控下起始。
细菌启动子要行使其功能需要两个高度保守DNA序列，一个序列区是处于开始转录的第一个核苷酸的5ˊ端之前（习惯称之上游）的－35区（上游核苷酸编号为“－”），提供RNA聚合酶识别信号。
生物化学第11章维生素与辅酶
维生素D2与D3的结构
维生素D的活性形式与 生理作用
维生素D3经过肝和肾中的羟基化，最终形成高活 性的1,25-二羟胆钙化醇。1,25-二羟胆钙化醇的生理功 能是促进钙、磷的吸收，减少钙、磷从尿中排出，提 高血钙、血磷浓度，有利于新骨的生成与钙化。孕妇、 婴儿和青少年对维生素D的需要量大，如果此时维生 素D不足，会出现骨骼变软及畸形，发生在儿童身上 称为佝偻病，在孕妇身上为骨质软化症。
维生素的分类
各种维生素在化学结构上没有共同性。通常 按其溶解性质分为脂溶性和水溶性两大类。脂溶 性的维生素有维生素A、D、E、K等，水溶性的维 生素有维生素B1、B2、烟酸和烟酰胺、B6、泛酸、 生物素、叶酸、B12（它们都属于B族维生素）和 维生素C等。
维生素与辅酶的关系
见P434表11-1
二、脂溶性维生素
烟酰胺辅酶参与催化 的6类反应
维生素PP需要量及缺乏症
维生素PP在酵母、花生、肝、鱼及瘦肉中含 量丰富。人体每日需要量约20毫克。人缺乏维生 素PP时，表现为神经营养障碍，初时全身乏力， 以后在两手、两颊、左右额及其他裸露部位出现 对称性皮炎。故维生素PP又名抗癞皮病维生素。
维生素B2和黄素辅酶
视黄醛的顺反异构体
9
11
β－胡萝卜素的结构
维生素A的生理功能
维生素A是构成视觉细胞内感光物质的成分。眼 球视网膜上有两类感觉细胞，即圆锥细胞和杆细胞。 圆锥细胞对强光及颜色敏感，杆细胞对弱光敏感，对 颜色不敏感。杆细胞内含有感光物质视紫红质 （rhodopin）。视紫红质在光中分解，在暗中再合成。 视紫红质是由9,11－顺视黄醛和视蛋白中赖氨酸残基 的ε－氨基通过schiff碱缩合而成的一种缀合蛋白质。 眼睛对弱光的感光性取决于视紫红质的合成。当维生 素A缺乏时，视紫红质合成受阻，暗中的视力下降， 严重时可出现夜盲症。
生物化学第11章、脂类代谢
5
E SH S O C CH2 OH CH CH3
SH SH
2
E S
CoASH
COCH3
ACP
ACP
ACP
S
COCH2COOH
加氢 NADP+
缩合
E SH S O C CH2 O C CH3
3
β-酮脂酰-ACP合酶
4
NADPH+H+
ACP
CO2
（四）由脂肪酸合酶催化的各步反应
1、启动
CH3CO~SCoA CoASH
1、有利的一面 （1） 酮体具有水溶性，生成后进入血液，输送到 肝外组织利用； （2）作为燃料，经柠檬酸循环提供能量。 因此，酮体是输出脂肪能源的一种形式。 如：禁食、应急及糖尿病时，心、肾、骨骼肌摄 取酮体代替葡萄糖供能，节省葡萄糖以供脑和红 细胞所需，并可防止肌肉蛋白的过多消耗。 长期饥饿时，酮体供给脑组织50~70%的能量。
4、还原
NADPH+H NADP β -酮酰 —SH —SH OH E ACP还原酶 E ACP—S—COCH2CHCH3 ACP—S—COCH2COCH3
+ +
NADPH作为还原剂参与此反应。 脂酸生物合成中所需的NADPH大部分是戊糖磷 酸途径供给的，有些来自苹果酸酶反应。
5、脱水
—SH E
（二）丙二酸单酰CoA的形成
1、脂肪酸合成起始于乙酰-CoA转化成丙二酸单酰 - CoA，该反应是在 乙酰-CoA 羧化酶作用下实现 的。 2、乙酰-CoA羧化酶催化的反应是脂肪酸合成中 的限速步骤。 3、乙酰CoA羧化酶的组成 包括生物素羧基载体蛋白（BCCP）、生物素羧化 酶、羧基转移酶3个亚基，辅基为生物素。
生物化学课后习题答案-第十一章xt11
第十一章 DNA的生物合成一、课后习题1.怎样确定DNA复制的主要方式是双向复制，以及一些生物的DNA采取单向复制？2.假定在D环式的复制叉上，螺旋的解开会引起未复制部分的缠绕，当缠绕继续到不可能再进一步缠绕时，主链的增长便停止，然后随从链的延长才会被引发。
那么，在什么条件下更可能观察到大小与前体片段相似的D环？3.试述滚动机制有哪些主要特征？怎样鉴别环状与线状DNA？4.已知大肠杆菌DNA的长度为1100μm，其复制叉式在一个世代大约40min内通过一个复制叉完成的，试求其复制体的链增长速度、正在复制的DNA分子的转速。
参考答案：1.原核生物的染色体和质粒，真核生物的细胞器DNA都是环状双链分子。
实验表明，它们都在一个固定的起点开始复制，复制方向大多是双向的，即形成两个复制叉或生长点，分别向两侧进行复制；也有一个是单向的，只形成一个复制叉或生长点。
2.叶绿体和线粒体DNA（除纤毛虫的线粒体线性DNA分子外）的复制方式。
双链环在固定点解开进行复制，但两条链的合成是高度不对称的，一条链先复制，另一条链保持单链而被取代，在电镜下看到呈（取代环，D环）形状。
待一条链复制到一定程度，露出另一链的复制起点并开始复制。
两条多核苷酸链的起点不在同一点上，当两条链的起点分开一定距离时就产生D环（如线粒体DNA的复制）。
双链环两条链的起点不在同一位置，但同时在起点处解开双链，进行D环复制，称为2D环复制（如叶绿体DNA的复制）。
这时，更可能观察到大小与前体片段相似的D环。
3. Walter Gilbert（1968）提出滚环模型来解释φX174DNA的复制：首先由特异核酸内切酶在环状双链DNA（称为RF型、增值型，即单链DNA已复制一次成双链）的一条链上切开切口产生5′—P末端和3′—OH末端。
5′—P末端与细胞质膜连接，被固定在膜上，然后环形的双链通过滚动而进行复制。
以完整链（正链）为模板进行的DNA合成是在DNA 聚合酶参与下，在切口的3′—OH末端按5′—3′的方向逐个添加核苷酸；以5′—P 末端结合在细胞膜上的链（被切断的负链）作模板所进行的DNA合成也是由DNA聚合酶催化，先按5′—3′方向形成短链（冈崎片断），然后再通过DNA连接酶连接起来。
生物化学 第十一章
16SRNA 3′ HO-A-U-U-C-C-U-C-C-A-C-U-A…… 5′
细 菌 mRNA 5′ ……C-C-U-A-G-G-A-G-G-U-U-U-G-A-C-C-U-A-U-G-…… 3′
噬菌体
SD序 mRNA 5′ ……C-U-U-G-G列-A-G-G-C-U-U-U-U-U-U-A-U-G-…… 3′
精氨酸 精氨酸 终止密码 异亮氨酸
终止密码 终止密码
色氨酸 起始密码
二、核糖体 大肠杆菌核糖体
1. 组成与结构
真核细胞核糖体
16SrRNA 21种蛋白质
23SrRNA
5SrRNA
34种蛋白 质
18SrRNA ~33种蛋白质
28SrRNA 5SrRNA 5.8SrRNA 49种蛋白质
70S 80S
2. 功能位点
分类标志
反密码子：位于 tRNA反密码环可 与mRNA 的密码子 碱基配对的三个碱 基称为反密码子
2. 同工受体tRNA 概念：结合同一种氨基酸的tRNA
原因：tRNA 的数目（30余种）大于氨基酸数 3. 起始tRNA 概念：专一性识别起始密码子（AUG）tRNA
真核细胞： tRNA携带的是甲硫氨酸（Met） 原核细胞：tRNA携带的是甲酰甲硫氨酸（fMet）
2. 遗传密码 概念：mRNA编码区核苷酸的排列顺序与肽链中氨基酸的排列顺序的对应方
式为遗传密码。现已知，mRNA编码区三个相邻的核苷酸对应一个氨基酸，即三个 相邻的核苷酸为一个遗传密码，也称为三联体密码
mRNA 5′碱基 U
C
A
G
U 苯丙 苯丙 亮 亮 亮 亮 亮 亮 异亮 异亮 异亮 蛋（甲硫） 缬 缬 缬 缬
密码的特点： （1）无间断性。密码阅读方向5′-3′，密码之间无标点符号。
生物化学 - 转录
杂交链中A- U间氢键相对较弱，新生RNA易从模板上脱落，不需ρ因子即 可终止。
不 需 因 子 的 终 止
ρ
发夹结构 寡聚U片段
B、需ρ因子终止 ρ因子是一个6聚体蛋白，其功能： 1）终止因子; 2）NTPase活性; 3）解旋酶活性。 过程： 1）在RNA存在下，水解NTP产能，使ρ因子与 RNApol结合； 2）解旋酶活性使RNA：DNA杂合链拆开，释放RNA，酶和ρ因子一 起从DNA上脱落下来。
ATP
需 因 子 终 止
ρ
(二) 真核细胞的转录 特点： --因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象。 --一个基因上可同时进行多个转录过程，产生多条RNA链。 --蛋白质编码基因多是不连续的，编码部分（外显子）被不编码基因（内 含子）隔断。
五、转录产物的加工 在专一酶作用下，切除多余部分或修饰，才成为“成熟的”RNA。 • 细菌中合成的mRNA大多不需要加工； • 真核细胞合成的mRNA需要加工。 涉及：(1) 5’-端的帽化（甲基化的鸟苷酸） (2) 3’-端的聚腺苷酸化（polyA) (3) hnRNA、snRNA的剪接 (4) 碱基修饰
帽子结构
鸡卵清蛋白基因
hnRNA
首、尾修饰
hnRNA剪接
成熟的mRNA
鸡 卵 清 蛋 白 基 因 及 其 转 录 、 转 录 后 修 饰
RNA聚合酶
基因起点
5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + ppi
DNA
转录起始复合物:
RNApol (2) - DNA - pppGpN- OH 3
2、延伸 A、 合成开始后,σ亚基释放，然后都由核心酶催化。 B、核心酶沿模板移动，选择NTP，暂时形成DNA-RNA杂交链。
生物化学总结复习笔记
生物化学总结复习笔记 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】11章.蛋白质的降解和氨基酸的代谢1.蛋白质的酶促降解.细胞内蛋白质的降解一般认为真核细胞对蛋白质的降解有两个体系。
其一是溶酶体降解。
其二是依赖ATP，在细胞溶胶中以泛素标记的选择性蛋白质的降解。
外源蛋白质的酶促降解外源蛋白质进入体内，必须先经过水解作用变为小分子的氨基酸，然后才能被吸收。
就高等动物来说，外界食物蛋白质经消化吸收的氨基酸和体内合成及组织蛋白质经降解的氨基酸，共同组成体内氨基酸代谢库。
所谓氨基酸代谢库即指体内氨基酸的总量。
氨基酸代谢库中的氨基酸大部分用于合成蛋白质，一部分可以作为能源，体内有一些非蛋白质的含氮化合物也是以某些氨基酸作为合成的原料。
2.氨基酸的分解代谢氨基酸的共同分解代谢途径包括脱氨基作用和脱羧基作用两个方面。
氨基酸经脱氨基作用生成氨及α-酮酸。
氨基酸经脱羧基作用产生二氧化碳及胺。
胺可随尿直接排出，也可在酶的作用下，转化为可被排出的物质和合成体内有用的物质。
氨基酸脱氨基的方式有氧化脱氨基作用、转氨基作用、联合脱氨基作用、非氧化脱氨基作用和脱酰胺基作用。
3.氨的排泄方式水生动物排氨鸟类及爬行动物排尿酸哺乳动物排尿素尿素是哺乳动物蛋白质代谢的最终产物10章.脂质代谢1脂质的酶促水解三酰甘油的酶促水解三酰甘油是重要的储能物质。
在脂肪酶的作用下水解为甘油和脂肪酸。
甘油可氧化供能也可糖酵解途径生成糖。
脂肪酸可彻底氧化供能。
磷脂的酶促水解磷脂酶A1和A2分别专一的出去Sn-1位或sn-2位上的脂肪酸，生成的仅含有一个脂肪酸的产物称溶血磷脂。
溶血磷脂是一种很强的表面活性剂，能使细胞膜和红细胞膜溶解。
2.脂肪酸的β-氧化作用脂肪酸的β-氧化作用是指：脂肪酸在氧化分解时，碳链的断裂发生在脂肪酸的β位，即脂肪酸的碳链的断裂方式是每次切除2个碳原子。
细胞溶胶中的长链脂肪酸首先被活化为脂酰辅酶A，然后长链脂酰辅酶A在肉碱的携带下进入线粒体。
生物化学教案——第十一章 RNA的生物合成
第十一章RNA的生物合成RNA的生物合成包括转录和RNA的复制。
转录（transcription）：以一段DNA的遗传信息为模板，在RNA聚合酶作用下，合成出对应的RNA的过程，或在DNA指导下合成RNA。
转录产物：mRNA 、rRNA、tRNA、小RNA除某些病毒基因组RNA外，绝大多数RNA分子都来自DNA转录的产物。
转录研究的主要问题：①RNA聚合酶②转录过程③转录后加工④转录的调控①~③是基本内容，④是目前研究的焦点，转录调控是基因调控的核心。
转录与DNA复制的异同：相同：要有模板，新链延伸方向5’→3’，碱基的加入严格遵循碱基配对原则。
相异：①复制需要引物，转录不需引物。
②转录时，模板DNA的信息全保留，复制时模板信息是半保留。
③转录时，RNA聚合酶只有5’→3’聚合作用，无5’→3’及3’→5’外切活性。
转录是基因表达的第一步，也是最关键的一步。
基因表达的终产物：①RNA ②蛋白质转录过程涉及两个方面①RNA合成的酶学过程②RNA合成的起始信号和终止信号，即DNA分子上的特定序列。
DNA正链：与mRNA序列相同的DNA链。
负链：与正链互补的DNA链。
转录单位的起点核苷酸为+1，起点右边为下游（转录区），转录起点左侧为上游，用负数表示：-1，-2，-3。
DNA指导的RNA合成（转录）RNA链的转录，起始于DNA模板的一个特定位点，并在另一位点终止，此转录区域称为一个转录单位。
一个转录单位可以是一个基因（真核），也可以是多个基因（原核）。
基因的转录是有选择性的，细胞不同生长发育阶段和细胞环境条件的改变，将转录不同的基因。
转录的起始由DNA上的启动子区控制，转录的终止由DNA上的终止子控制，转录是通过DNA指导的RNA聚合酶来实现的。
一、RNA聚合酶RNA合成的基本特征①底物：NTP（ATP、GTP、CTP、UTP）②RNA链生长方向：5’→3’③不需引物④需DNA模板反应：1、E.coli RNA聚合酶（原核生物）E.coli和其它原核细胞一样，只有一种RNA聚合酶，合成各种RNA（mRNA、tRNA、rRNA）。
【生物化学简明教程】第四版11章 蛋白质分解和氨基酸代谢
11 蛋白质分解和氨基酸代谢1．蛋白质在细胞内不断地降解又合成有何生物学意义?解答：细胞不停地将氨基酸合成蛋白质，并又将蛋白质降解为氨基酸。
这种看似浪费的过程对于生命活动是非常必要的。
首先可去除那些不正常的蛋白质，它们的积累对细胞有害。
其次，通过降解多余的酶和调节蛋白来调节物质在细胞中的代谢。
研究表明降解最迅速的酶都位于重要的代谢调控位点上，这样细胞才能有效地应答环境变化和代谢的需求。
另外细胞也可以蛋白质的形式贮存养分，在代谢需要时将其降解产生能量供机体需要。
2．何谓氨基酸代谢库?解答：所谓氨基酸代谢库即指体内氨基酸的总量。
3．氨基酸脱氨基作用有哪几种方式?为什么说联合脱氨基作用是生物体主要的脱氨基方式?解答：氨基酸的脱氨基作用主要有氧化脱氨基作用、转氨基作用、联合脱氨基作用和非氧化脱氨基作用。
生物体内L-氨基酸氧化酶活力不高，而L-谷氨酸脱氢酶的活力却很强，转氨酶虽普遍存在，但转氨酶的作用仅仅使氨基酸的氨基发生转移并不能使氨基酸真正脱去氨基。
故一般认为L-氨基酸在体内往往不是直接氧化脱去氨基，主要以联合脱氨基的方式脱氨。
详见11.2.1氨基酸的脱氨基作用。
4．试述磷酸吡哆醛在转氨基过程中的作用。
解答：转氨酶的种类虽多，但其辅酶只有一种，即吡哆醛-5'-磷酸，它是维生素B6的磷酸酯。
吡哆醛-5'-磷酸能接受氨基酸分子中的氨基而变成吡哆胺-5'-磷酸，同时氨基酸则变成α-酮酸。
吡哆胺-5'-磷酸再将其氨基转移给另一分子α-酮酸，生成另一种氨基酸，而其本身又变成吡哆醛-5'-磷酸，吡哆醛-5'-磷酸在转氨基作用中起到转移氨基的作用。
5．假如给因氨中毒导致肝昏迷的病人注射鸟氨酸、谷氨酸和抗生素，请解释注射这几种物质的用意何在?解答：人和哺乳类动物是在肝中依靠鸟氨酸循环将氨转变为无毒的尿素。
鸟氨酸作为C 和N的载体，可以促进鸟氨酸循环。
谷氨酸可以和氨生成无毒的谷氨酰胺。
生物化学复习资料重点试题第十一章代谢调节解读
第十一章代谢调节一、知识要点代谢调节是生物在长期进化过程中,为适应外界条件而形成的一种复杂的生理机能。
通过调节作用细胞内的各种物质及能量代谢得到协调和统一,使生物体能更好地利用环境条件来完成复杂的生命活动。
根据生物的进化程度不同,代谢调节作用可在不同水平上进行:低等的单细胞生物是通过细胞内酶的调节而起作用的;多细胞生物则有更复杂的激素调节和神经调节。
因为生物体内的各种代谢反应都是通过酶的催化作用完成的,所以,细胞内酶的调节是最基本的调节方式。
酶的调节是从酶的区域化、酶的数量和酶的活性三个方面对代谢进行调节的。
细胞是一个高效而复杂的代谢机器,每时每刻都在进行着物质代谢和能量的转化。
细胞内的四大类物质糖类、脂类、蛋白质和核酸,在功能上虽各不相同,但在代谢途径上却有明显的交叉和联系,它们共同构成了生命存在的物质基础。
代谢的复杂性要求细胞有数量庞大、功能各异和分工明确的酶系统,它们往往分布在细胞的不同区域。
例如参与糖酵解、磷酸戊糖途径和脂肪酸合成的酶主要存在胞浆中;参与三羧酸循环、脂肪酸β-氧化和氧化磷酸化的酶主要存在于线粒体中;与核酸生物合成有关的酶大多在细胞核中;与蛋白质生物合成有关的酶主要在颗粒型内质网膜上。
细胞内酶的区域化为酶水平的调节创造了有利条件。
生物体内酶数量的变化可以通过酶合成速度和酶降解速度进行调节。
酶合成主要来自转录和翻译过程,因此,可以分别在转录水平、转录后加工与运输和翻译水平上进行调节。
在转录水平上,调节基因感受外界刺激所产生的诱导物和辅阻遏物可以调节基因的开闭,这是一种负调控作用。
而分解代谢阻遏作用通过调节基因产生的降解物基因活化蛋白(CAP促进转录进行,是一种正调控作用,它们都可以用操纵子模型进行解释。
操纵子是在转录水平上控制基因表达的协调单位,由启动子(P、操纵基因(O和在功能上相关的几个结构基因组成;转录后的调节包括,真核生物mRNA 转录后的加工,转录产物的运输和在细胞中的定位等;翻译水平上的调节包括,mRNA 本身核苷酸组成和排列(如SD序列,反义RNA的调节,mRNA 的稳定性等方面。
生物化学11 RNA的生物合成与加工
RNA的生物合成与加工贮存于DNA中的遗传信息通过转录和翻译而得到表达。
在转录过程中，DNA的一条链作为模板，在其上合成出RNA分子，合成以碱基配对的方式进行，所产生的RNA链与DNA模板链互补。
细胞各类RNA，包括合成蛋白质的mRNA、ｒRNA、ｔRNA，以及具有各种特殊功能的小RNA，都以DNA为模板，在RNA聚合酶催化下合成的，最初转录的RNA也要经过一系列加工和修饰才能成为成熟的RNA分子。
RNA所携带的遗传信息也可以用于指导RNA或DNA的合成，前一过程即RNA复制，后一过程为逆转录。
由于RNA既能携带遗传信息，又具有催化功能，故推测生命起源早期存在RNA世界。
DNA指导下的RNA合成在DNA指导下RNA合成称为转录，RNA链的转录起始于DNA模板的一个特定起点，并在另一中指点终止。
此转录区域为转录单位。
转录单位可以是一个基因，也可是多个基因。
基因是遗传物质的最小功能单位，相当于DNA的一个片段。
它通过转录对表型有专一性的效应，并可突变成各种形式。
极影的转录是一种有选择性的过程，随着细胞的不同生长发育阶段和细胞内外环境的改变而转录不同的基因。
转录的起点是由DNA的启动子来控制的，控制终止的部位则称终止子。
转录是通过DNA知道的RNA聚合酶来实现。
DNA指导的RNA聚合酶该酶需要以四种核糖核苷酸作为底物，并需要适当的DNA作为模板，镁离子能促进聚合反应。
RNA链的合成方向也是5’-3’，第一个核苷酸带有三三个磷酸基，其后每加入一个核苷酸脱去一个焦磷酸，形成磷酸二酯键，反应是可逆的，但焦磷酸的分解可推动反应趋向聚合。
与DNA聚合酶不同，RNA聚合酶无需引物，它能直接在DNA模板上合成RNA链，但是RNA 聚合酶无校对功能。
分子杂交实验表明，合成的RNA只与模板DNA形成杂交体，而与其他DNA不能形成杂交体，这就说明反应产物RNA是在作为模板的DNA上，通过碱基配对机制合成的。
在体外，RNA聚合酶能使DNA 的两条链同时进行转录，但在体内的形况不同，许多实验证明，在体内DNA两条链中仅有一条链可用于转录，或某些区域以这条链转录，另一些区域以另一条链转录，用于转录的链叫做模板链，或负链。
生物化学考研 第11章 蛋白质降解和氨基酸的分解代谢
UB转移到一个E2的Cys 形成一个新 的硫醇酯
UB在UB的C-末端Gly 和ε-靶蛋白的 赖氨酸氨之间形成异肽键
泛素化需要多个蛋白
E1:泛肽活化酶 E2:泛肽载体蛋白 E3:泛肽蛋白质连接酶
Ub added to lysines
E1, E2, & E3
每一步过程调控的特异性增强: • E1: 只有一个 (?) • E2: 10-12 (相应的调控蛋白家族) • E3: 许多与结构无关(终极生物特异性)
Monoubiquitylation
Multiple monoubiquitylation
E1:泛肽活化酶 E2:泛肽载体蛋白 E3:泛肽蛋白质连接酶
泛肽
泛素共轭作用: 一个三步机理
泛肽(Ub) 活化酶 E1
在泛素C-末端的Gly和E1活性部位 的Cys之间形成高能硫酯(ATP/AMP)
泛肽载体蛋白 E2 泛肽蛋白质连接酶 E3
Aaron Ciechanover Avram Hershko
Irwin Rose
• Proteins build up all living things: plants, animals and therefore us humans. In the past few decades biochemistry has come a long way towards explaining how the cell produces all its various proteins. Aaron Ciechanover, Avram Hershko and Irwin Rose went against the stream and at the beginning of the 1980s discovered one of the cell's most important cyclical processes, regulated protein degradation. For this, they are being rewarded with this year's Nobel Prize in Chemistry.
生物化学-基因转录-思维导图
基因转录D NA 指导下RNA 的合成转录 转录是指DNA 指导下RNA 的合成 转录单位 RNA 链的转录起始于DNA 模板的一个特定起点，并在另一终止处终止，此转录区域称为转录单位，一个转录单位可以是一个基因，也可以是多个基因. 基因与转录 基因是遗传物质的最小功能单位，相当于DNA 的一个片段。
通过转录对表型有专一性的效应，并可突变成各种等位形式。
基因的转录是一种有选择性的结果，随着细胞的不同生长发育阶段和细胞内外条件的改变而转录不同的基因。
有的中⽌信号的作⽤可被特异的因⼦所阻⽌使RNA 聚合酶得以越过终⽌⼦继续转录这称为通读这类引起抗终⽌作⽤的蛋⽩质称为终⽌因⼦如噬菌体N 蛋⽩即是⼀种启动子 启动子是DNA 上控制转录起始的一段特殊序列D NA 指导的RNA 聚合酶R NA 聚合酶的催化特点 ①该酶需要以四种核糖核苷酸三磷酸作为底物，需要DNA 作为模板，Mg2+能促进聚合反应②RNA 链的合成方向是5'→3' ③反应是可逆的，焦磷酸的分解可推动反应趋向聚合 ④RNA 聚合酶无需引物，直接在模板上合成R NA 链；RNA 聚合酶无校对功能转录与复制的不同点 转录不需要RNA 引物，以四种三磷酸核糖核苷（N TP ）为底物转录反应一般只有一小段DNA 链可以作为模板D NA 经转录后仍以全保留的方式保持双螺旋结构R NA 合成特点 模板链是指用于转录的链，又称负链，为非编码链，反义链 编码链是指模板链互补的链，与mRNA 序列相同，即正链，为非模板链，有意义链 不对成转录：在DNA 分子双链上，按碱基配对规律能指导转录生成RNA 一股链作为模板指导转录，另一股链则不转录，这种模板选择性称为不对称转录R NA 聚合酶原核生物RNA 聚合酶R NA 聚合酶能从头启动RNA 链的合成R NA 聚合酶由多个亚基组成α：决定哪些基因被转录β：催化聚合反应β'：结合DNA 模板，双螺旋解链σ：辨认起始点，结合启动子a 2ββ'称为核心酶核心酶+σ=全酶 转录的起始需要全酶，转录延长阶段仅需要核心酶真核生物的RNA 聚合酶 RNA 聚合酶Ⅰ：rRNA 前体45s ，rRNA 前体在加工成28s 、5.8s 和18s RNA 聚合酶Ⅱ：hnRNA=核不均一RNA ，In-c RNA ，miRNAa,piRNAR NA 聚合酶Ⅲ：tRNA,5sRNA ，snRNA启动子和转录因子 启动子：启动子是指RNA 聚合酶识别，结合和开始转录的一段DNA 序列，结构不对称，决定了转录的方向；原核生物的启动子-35区 TTGACA 提供了RNA 聚合酶识别的信号 -10区 TATAAT pribnow 框 有助于DNA 局部双链解开真核生物启动子 序列中心在-25至-30左右，7bp 保守区。
浙江农林大学生物化学--转录PPT课件
酶的碱性基团间的非特异性吸附作用，核心酶能与模板DNA 非特异性松驰结合； ❖ σ亚基的功能是识别启动子，辩认转录起始点，但不能单独 与DNA模板结合，当它与核心酶结合时，可引起酶构象的改 变，从而改变核心酶与DNA结合的性质，使全酶对转录起始 点的亲和力比其他部位高4个数量级，在转录延长阶段，σ亚 基与核心酶分离，仅由核心酶参与延长过程。
-
4
第二节 转录所需的条件
一、RNA聚合酶， 二、启动子（-10序列和-35序列）， 三、各种转录因子（TFA、TFB、TFD）。 四、四种NTP。
-
5
一、RNA聚合酶
❖ 转录酶（transcriptase）是依赖DNA的RNA聚合酶 （DNA dependent RNA polymerase，DDRP）， 亦称为DNA指导的RNA聚合酶（DNA directed RNA polymerase），简称为RNA聚合酶（RNA pol）。 它以DNA为模板催化RNA的合成。
-
14
第四节 真核生物的转录
一、真核生物与原核生物转录的区别 1、转录与翻译部位不同 2、RNA聚合酶不同 3、启动子不二、真核生物的转录过程
一)转录的起始
1、RNA聚合酶I催化的转录起始RNA聚合酶I催化前 rRNA（40S RNA）的合成。前rRNA基因转录起始 点上游有两个顺式作用元件，一个是跨越起始点的 核心元件，另一个在–100bp处有上游调控元件（ UCE）。RNA聚合酶I催化的转录需要2种转录因子 ，分别称为上游结合因子（UBF）和选择性因子1 （SL1）。SL1含有4个亚基，一个是TATA盒结合蛋 白（TBP），另3个是TBP相关因子（TAF）。UBF 与DNA结合令模板DNA发生弯曲，使相距上百bp的 UCE和核心元件靠拢，接着SL1和pol I相继结合到 UBF-DNA复合物上，完成起始复合物的组建,开始 转录 。
生物化学之转录
转录----生物体以DNA为模板合成RNA的过程 转录所需的酶叫RNA聚合酶（依赖DNA的RNA 聚合酶） 复制和转录的异同点 相同点：1. 都以DNA为模板
2. 原料为核苷酸
3. 合成方向均为5′→3′方向 4. 都需要依赖DNA的聚合酶 5. 遵守碱基互补配对规律 6. 产物为多聚核苷酸链
Tyr
-35区
-10区
+1
tRNA TTTACA ....N16.....TATGAT.....N7.....A... lac TTTACA.....N17.....TATGTT......N6....A....
recA
TTGATA.....N16.....TATAAT......N7....A.... CTGACG....N18.....TACTGT......N6....A...
（一）原核生物的RNA聚合酶 大肠杆菌 分子量为480kD，由四种亚基组成α2ββ′σ(全 酶) 去掉σ亚基称为核心酶 RNA聚合酶各亚基及其功能
亚基 α β σ 分子量 36512 150618 每分子酶中所含数目 2 1 1 1 功能 决定基因转录的特异性 与转录全过程有关 结 合 DNA 模 板 辨认起始位点
四、终止因子 1、终止因子（NusA）：协助RNA聚合酶 识别终止信号的辅助因子，与RNA聚 合酶的核心酶结合（α2ββ’NusA复合物 ），识别终止序列。
2、 rho因子：具有核酸酶活力（水解核苷 三磷酸NTP，为聚合酶向前移动提供能 量）。在RNA聚合酶遇到终止子暂停 作用时，解RNA-DNA螺旋，起解链酶 作用。
SAM=S-腺苷甲硫氨酸
m7 G5’ppp5’N1pN2p-RNA+SAM
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
来，转录产物RNA链从转录复合物上脱 落下来。
分 类：
• 依赖Rho (ρ)因子的转录终止 • 非依赖Rho因子的转录终止
1. 依赖ρ因子的转录终止
• 因子是同六聚体蛋白； • 因子能结合RNA，与poly C的结合力最
强； • 因子还有ATP酶和解螺旋酶的活性。
mRNA编辑
肝脏 apo B100 （分子量为500 000）
小肠 apo B48
（分子量为240 000）
• RNA编辑作用说明，基因的编码序列经过转录 后加工，是可有多用途分化的，因此也称为分
化加工(differential RNA processing)。
二、tRNA的转录后加工
DNA
TGGCNNAGTGC
TF II F
TF II A
TBP TAF
TATA
TF II B
TF II E
TF II H
DNA
转录前起始复合物
4. 拼板理论(piecing theory)
一个真核生物基因的转录需要3至5个 转录因子。转录因子之间互相结合，生成 有活性和专一性的复合物，再与RNA聚合 酶搭配而有针对性地结合、转录相应的基 因。
转录和复制的区别
复制
转录
模板
DNA双链
DNA的一条链
原料 dNTP (N=A、G、C、T) NTP(N=A、G、C、U)
引物
需要
不需要
酶
DNA聚合酶
RNA聚合酶
产物
DNA
RNA
配对
A-T、G-C
A-U、T-A、G-C
参与转录的物质
原料: NTP（ATP, UTP, GTP, CTP） 模板: DNA 酶: RNA聚合酶（RNA polymerase,
转录
RNA 5' G C A G U A C A U G U C 3'
不Байду номын сангаас称转录
(asymmetric transcription)
• 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。
二、RNA聚合酶（DDRP）
1. 原核生物的RNA聚合酶 E.coli的RNA聚合酶是由四种亚基 组成的六聚体（ 2 ）
Unit of transcription in a DNA strand
3’
5’
4. mRNA的剪接
—— 除去hnRNA中的内含子，将外显子连接。 •snRNP与hnRNA结合成为并接体
二次转酯反应
5. mRNA的编辑(mRNA editing)
人类apo B基因
mRNA（14500个核苷酸）
结合TATA盒 辅助TBP-DNA结合 稳定ⅡD-DNA复合物 促进RNA-polⅡ结合 解螺旋酶
ATPase 蛋白激酶，使CTD磷酸化
3. 转录起始前复合物 (pre-initiation complex, PIC)
真核生物RNA-pol不与DNA分子直接 结合，而需依靠众多的转录因子。
RNA pol II
转录
剪接
rDNA 45S - rRNA
18S - rRNA
5.8S和28S-rRNA
RNA聚合酶结合模板DNA的部位称为 启动子(promoter)。是调控转录的关键部位。
调控序列
结构基因
5'
3'
启RN动A-p子ol
3'
5'
RNA聚合酶 保护法
RNA聚合酶保护区 结构基因
5
3
3
5
5
3
-50 -40 -30 -20 -10 1 10
3
5
-35 区
TTGACA AA C T G T
2. 不依赖ρ因子的转录终止
DNA模板上靠近终止处，有特殊的碱
基序列，转录出RNA后，RNA产物形成特 殊的结构来终止转录。
茎环结构终止转录的机理
• 使RNA聚合酶变构，转录停顿； • 使转录复合物趋于解离，RNA产物释 放。
二、真核生物的转录过程
（一）转录起始
真核生物的转录起始上游区段比原核 生物多样化，转录起始时，RNA-pol不 直接结合模板，其起始过程比原核生物 复杂。
• 外显子 在断裂基因及其初级转录产物上出
现，并表达为成熟RNA的核酸序列。
• 内含子 隔断基因的线性表达而在剪接过程
中被除去的核酸序列。
鸡卵清蛋白成熟mRNA与DNA杂交电镜图
鸡卵清蛋白 基因
hnRNA 首、尾修饰
hnRNA剪接 成熟的mRNA
鸡 卵 清 蛋 白 基 因 及 其 转 录、 转 录 后 修 饰
－ 10区
+1
TTAACT N7 A
TATGAT N7 A
TATGTT N6 A
TATAAT N7 A
TACTGT N6 A
TATAAT
40 25 30 41 29 44
原核生物启动子
－35区：一致性序列为TTGACA 是RNA-pol的辨认位点
－10区：一致性序列为TATAAT 又叫Pribnow盒 是RNA-pol的结合位点
3. 内含子的分类
I：主要存在于线粒体、叶绿体及某些低 等真核生物的 rRNA基因；
II：也发现于线粒体、叶绿体，转录产 物是mRNA；
III：是常见的形成套索结构后剪接，大 多数mRNA基因有此类内含子；
IV：是tRNA基因及其初级转录产物中的 内含子，剪接过程需酶及ATP。
Transcript modification
断裂基因(splite gene)
真核生物结构基因，由若干个编码区和非 编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非 编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成 的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因。
7 700 bp
L
12 3 4
56
7
A B CD E F
G
非编码区 A~G 编码区1~7
2. 外显子(exon)和内含子(intron)
Post-transcriptional Modification
一、mRNA的转录后加工
(一)首尾的修饰 1. 5´-端加帽：m7GpppG—— 2. 3´-端加尾：多聚腺苷酸 (poly A)
帽子结构
帽子结构的生成
5 pppGp… 磷酸酶 5 ppGp…
Pi pppG PPi
鸟苷酸 转移酶
5 GpppGp…
SAM 甲基转移酶
5 m7GpppGp…
加帽过程
（二）mRNA的剪接
1. hnRNA 和 snRNA
• 核内的初级mRNA称为杂化核RNA (hetero-nuclear RNA, hnRNA)
• snRNA (small nuclear RNA)
snRNA 小分子核糖核酸蛋白体 核内的蛋白质 （并接体, splicesome）
反式作用因子中，直接或间接结合 RNA聚合酶的，则称为转录因子(transcriptional factors, TF)。
参与RNA-pol Ⅱ转录的TFⅡ
转录因子
亚基和(或)分子 量（kDa）
功能
TFⅡD
TFⅡA TFⅡB TFⅡF TFⅡE TFⅡH
TBP，38 TAF 12，19，35 33 30，74 57()，34(β)
转录泡（transcription bubble）：
在转录延长过程中，由局部打开的 DNA双链、RNA聚合酶核心酶及新生成 的RNA三者结合在一起的复合体，为空 泡状结构，又称转录复合物。
电镜下原核生物转录过程中的羽毛状现象 转录未完成，翻译已开始进行。
转录的起始及延长过程
(三) 转录终止
核全心酶酶（（hcoolore neznyzmymee））
RNA聚合酶全酶及核心酶电泳图谱
E. coli RNA聚合酶组分
亚基
分子量
功能
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
其他原核生物的RNA聚合酶，在结构、 组成、功能上均与E.coli相似。
第十一章
RNA 生物合成 (转录)
RNA Biosynthesis (Transcription)
转录（transcription）
生物体以DNA为模板合成RNA的过程 。
转录
DNA
RNA
转录与复制的相似点： 1. 模板均为DNA； 2. 延长机理都是形成磷酸二酯键； 3. 方向均为5′→3′。
另一条互补链称为编码链，又叫反 义链（antisense strand）或 Crick链。
转录产物RNA的碱基序列，除了 T 变U 外，其余与编码链相同。
5' G C A G T A C A T G T C
DNA
3' C G T C A T G T A C A G
3' 编码链 5' 模板链
RNA-pol） 其他蛋白质因子
第一节
转录的模板和酶
Templates of Transcription and Enzymes
一、转录模板
5'
3'
3'
5'
结构基因（structural gene）
双链DNA分子中能作为模板转录出 RNA的那条链，称为模板链。又叫有意 义链（sense strand）或Watson链。
GGTTCGANNCC
tRNA前体
RNAaseP、 内切酶
连接酶
tRNA核苷酸 转移酶
（2） （1）