RNA生物合成

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核酸的生物合成—RNA的生物合成(生物化学课件)

3’
3’
5’
-35 -10
5’ 3’ 启动子
1.识别启动子
2.在启动子处打开双链
3. 加入第一个核苷三磷酸，通常为GTP 或ATP
4.依次加入与模板互补的
NTP NMP PPi
打开的双链区域约为17bp
图10-20
RNA
RNA链的聚合方向： 5’→3’
5’ RNA
5.转录的终止
富含A 富含T
全酶
核心酶
提取全酶时与聚合酶结合在一起，但功能不清楚
核心酶：5' →3' 方向合成RNA
σ：辨认转录的起始位点
RNA聚合酶： α2β β’ σ
（2）σ因子的机制：
辨认启动子，并使核心酶与启动子结合的亲和力增加，而与其它序列的亲和力下降。
（二）大肠杆菌的转录过程
5’
-10 -1 +1 +2 +100
（2）模板链
转录时作为RNA合成的模板，其碱基排列顺序与生成的RNA链反向互补。
（3）对每个基因来说，编码链是不变的。
每次转录出相同的RNA分子。
5’
3’
3’
5’
3’
5’
5’ 3’
2.转录是有选择的
基因只占DNA全长的一小部分（人：3％）
3.不对称转录
① DNA双链上的多个基因进行转录的模板并不在同一条DNA链上，故又称为不对称转录。
外显子：编码序列（先导序列L和编码氨基酸的序列1～7）
内含子：位于外显子之间，没有表达活性的序列。
3. tRNA前体的加工
RNA形成发夹结构，转录终止
（四） RNA转录后的“加工”：

RNA的生物合成

第十四章RNA的生物合成RNA生物合成的两种方式：●转录：DNA指导的RNA合成，生物体内的主要合成方式。

●RNA复制：RNA指导的RNA合成，常见于病毒。

RNA前体（RNA precursor）：转录产生的初级转录本，需经加工为成熟的RNA 后才具有生物学活性与功能。

一、转录的基本特点1.不对称转录：转录时，只以双链DNA中的一条链作为模板进行转录，将遗传信息由DNA传递给RNA的现象。

1)RNA分子只有一条链可转录，模板链并不总是在同一单链上。

2)每个基因的转录都受到相对独立的调控。

3)模板链及反（无）意链：指导RNA合成的DNA链，又称为负链（－链）。

4)编码链及有意链：不作为转录模板的另一条DNA链，又称为正链（+链）。

5)有意链与反意链并非固定不变。

2.转录的连续性1)RNA转录合成时，以DNA作为模板，在RNA聚合酶的催化下，从头连续合成一段RNA链（不需要引物），各条RNA链之间无需再进行连接。

2)单顺反子：合成的RNA中只含一个基因的遗传信息。

3)多顺反子：合成的RNA中含有几个基因遗传信息。

3.转录的单向性：RNA转录合成时，只能向一个方向进行聚合，所依赖的模板DNA链的方向为3’→5’，而RNA链的合成方向为5’→3’。

4.转录不需要引物5.有特定的起点和终点：1)启动子：RNA聚合酶特异识别、结合和开始转录的一段DNA序列。

2)终止子：提供转录停止信号的DNA序列，在DNA模板的特异位点处终止RNA的合成。

3)转录单位：DNA链上从启动子到终止子为止的一段DNA序列。

4)转录起点：与新生RNA链第一个核苷酸相对应的DNA链上的碱基，此点通常用+1表示；5)上游：转录起点前面（5’末端）的序列，用负数表示；6)下游：转录起点后面（3’末端）的序列，用正数表示。

7)操纵子：原核生物基因转录的功能单位，结构上包括调节基因、启动子、操作基因、多顺反子（结构基因区）和终止子等功能区。

医学分子生物学——RNA的生物合成

医学分子生物学名词解释——RNA的生物合成1、转录：生物体以DNA为模板合成RNA的过程称为转录。

2、结构基因：基因组中，能转录出RNA的DNA区段。

3、不对称转录：在双链DNA分子上，一股链用作模板，另一股链不转录；模板链并非永远在同一条DNA单链上。

4、TATA盒：基因的转录起始点上游多具有典型的TATA序列，通常认为是启动子的核心序列。

5、Pribnow盒：原核生物中，在起始密码子上游有一个由5-6个核苷酸组成的共有序列，以其发现者的名字命名为Pribnow盒，这个框的中央位于起点上游10bp处，所以又称—10序列，是转录的解旋功能部位，一般较保守。

6、内含子：真核生物中隔断基因的线性表达，而在剪切过程中被除去的核酸序列。

7、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。

8、转录前复合物：真核生物转录前，RNA-pol通过众多的TF与DNA相结合。

包括：TF ⅡD,A ,B,E,F,H,RNA-polⅡ和TATA序列形成的复合结构。

9、断裂基因：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，可翻译出完整蛋白质，这些基因称为断裂基因。

10、转录终止修饰点：真核生物读码框架的下游，常存在共同序列AATAAA，再下游还有相当多的GT序列，在该处对应的mRNA被切断并加polyA。

被称为转录终止修饰点。

11、转录因子：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。

12、转录空泡：也称转录复合物，在转录过程中由RNA聚合酶的核心酶、DNA和转录产物RNA三者结合形成的复合体。

13、CTD：羧基末端结构域，RNA聚合酶Ⅱ最大亚基的羧基末端有一段共有序列为yr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser的重复序列片段，称为羧基末端结构域。

14、核酶：具有催化活性的核糖核酸（RNA）称为核酶。

第十六章 RNA的生物合成

第十六章RNA的生物合成一、内容提要（一）RNA转录基本规律与体系1．RNA生物合成的概念转录是以DNA单链为模板，在DNA指导的RNA聚合酶催化下合成RNA的过程。

2．不对称转录在结构基因的DNA双链中，只有一条链可以作为模板，通常将这条能指导转录的链称为模板链或有意义链；与其互补的另一条链则称为编码链或反意义链，模板链并非总在一条链上。

转录的这种选择性称不对称转录。

3．RNA聚合酶原核生物中只有一种RNA聚合酶，由4个亚基αββ′σ组成五聚体（α2ββ′σ）蛋白质。

α2ββ′亚基合称核心酶，σ亚基加上核心酶称为全酶，转录起始需要全酶。

σ亚基的作用是能够识别不同基因的启动序列，从而使RNA聚合酶能特异地启动不同基因的转录。

真核生物有三种RNA聚合酶，分别为RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，RNA聚合酶Ⅰ的转录产物是45S rRNA，聚合酶Ⅱ的转录产物是hnRNA，RNA聚合酶Ⅲ的转录产物是5S rRNA、tRNA、snRNA。

（二）转录的过程1．原核生物RNA的转录过程（1）起始首先由RNA聚合酶的σ亚基辨认启动子，并以RNA聚合酶全酶的形式与启动子结合，形成酶-启动子开链复合物，使DNA 模板链暴露，启动转录。

（2）延伸链的延伸有核心酶催化，核心酶在DNA模板上沿3′→5′方向以屈伸交替状移行，一面使双股DNA解链，一面催化4种NTP按模板链互补的核苷酸序列逐个连接，使RNA按5′→3′方向不断延伸，直至转录终止处。

新合成的RNA链与模板形成RNA-DNA的杂交双链，当新生的RNA链离开模板DNA后，两条DNA链则重新形成双股螺旋结构。

（3）终止①依赖ρ因子转录终止：ρ因子在终止点处与转录产物结合，使RNA-DNA双螺旋解开，释放RNA，并和RNA聚合酶一起从模板上脱落。

②非依赖ρ因子的转录终止：DNA 模板上靠近转录终止部位有特殊的核苷酸序列，转录生成的RNA 产物可形成特殊的发夹结构，发夹结构可以阻止RNA聚合酶继续沿DNA模板向前移动，而终止转录。

基因操作中常用的生化技术—RNA的生物合成

子与核心酶分离。
2、RNA的延长： 5´ → 3´ RNA聚合酶沿模板链向前移动,使RNA链不断合成延长。
DNA 解旋，以一条链为模板合成RNA 细胞核中
DNA上游的离遗的传核信糖息核就苷传酸递(到原m料R）NA上
三、转录过程
mRNA在细胞核中合成
A A T C T A T A G DNA
细胞核
U U A G AU AUC
mRNA
核孔
细胞质
mRNA通过核孔进入细胞质
细胞核 A A T C T A T A G U U A G A U AUC mRNA U U A G A U A U C 细胞质 mRNARN源自的生物合成(转录)一、定义
转录:是遗传信息从DNA流向RNA的过程。即以双链DNA中的确定的一条链（模板链用于转录，编码链不用于转录）为模板，以ATP、CTP、GTP、UTP四种核苷三磷酸为原料，在RNA聚合酶催化下合成RNA的过程。进行转录时，一个基因会被读取并被复制为mRNA，即特定的DNA片断作为遗传信息模板，以依赖 DNA的RNA聚合酶作为催化剂，通过碱基互补的原则合成前体mRNA。
合成部位：细胞核合成原料：四种NTP
二、转录特点
1、转录单位：启动子
终止子
2、不对称转录：两条DNA链不同时进行转录的现象。
编码链或反意义链；模板链或有意义链
3、RNA聚合酶：
全酶：由 α2ββ'ω(核心酶、延长RNA链)+ σ(识别启动子，引发RNA的合成) 5个亚基组成，
三、转录过程
1、转录的起始：σ因子识别DNA分子上的启动子并与之结合,将DNA双链局部解开,RNA合成开始,σ因

分子生物学第四章 RNA的生物合成

第二节转录的基本条件
一.反应体系
含DNA模板,NTP,酶，Mg2+,Mn2+ 。其中原料为四种核苷三磷酸 NTP,DNA中的T在RNA合成中变为U ；合成过程: 连续，方向：5'→3' 合成部位：细胞核内。
二.转录反应的模板转录反应不但需要DNA作为模板，而且不同的RNA聚合酶对DNA两股链以及不同的DNA段落都有一定的选择性。
RNA聚合酶对利福平(rifampicin)和利福霉素(rifamycin)表现敏感的原因
（二） RNA聚合酶对模板的选择
RNA聚合酶对模板的选择包含两层意思。其一是不同的RNA聚合酶转录不同的基因，合成不同的RNA。其二是RNA聚合酶对DNA的两股链有选择性。
转录(transcription)的不对称性就是指转录只以双链DNA中的一条链作为模板进行转录，将遗传信息由DNA传递给RNA的现象。
他们的研究结果不仅破除了“酶一定是蛋白质”的传统观点，而且也破除了“RNA 的功能只是控制蛋白质的合成”这一传统观点。因此他们于1989年共同获诺贝尔化学奖。此后RNA的重要功能不断有新的发现，从而认识到——DNA是携带遗传信息分子，蛋白质是执行生命功能的分子，RNA则既是信息分子，又是功能分子。
二. RNA的结构与主要生理功能
RNA几乎总是线性单链的，极少有环状RNA分子。但几乎每个RNA分子都有许多短的双螺旋部分，称为发夹。除了标准的GC和AU对之外，还有较弱的GU对可帮助单链RNA形成二级结构。
一条正在延伸的RNA链的二级结构会影响这个RNA 分子的剩下部分的合成。
一个细胞中含有许多不同的RNA 分子，其长度为50个核苷酸到数万个核苷酸不等。

rna生物合成

RNA生物合成介绍RNA（核糖核酸）是生物体内的一种重要的核酸分子，主要参与基因组转录、翻译和调控等生命活动。

RNA生物合成是指RNA从DNA 模板合成的过程，包括3个主要的步骤：转录初始化、RNA链延伸和终止。

转录初始化转录初始化是RNA生物合成的第一步，它涉及到转录的起始和RNA聚合酶的结合。

在细胞核中，DNA的双链被RNA聚合酶酶启动因子（TFs）识别和结合，形成转录前初始化复合体。

这些酶启动因子是一些特定的蛋白质，它们与DNA序列发生特异性相互作用，并招募RNA聚合酶。

一旦酶启动因子与DNA结合，RNA聚合酶就会在转录起始位点处结合，准备开始RNA合成。

RNA链延伸在转录初始化的阶段，RNA聚合酶结合并开始合成RNA链。

RNA链的合成是通过将合适的核苷酸三磷酸核苷酸与DNA模板上的互补碱基配对而实现的。

当RNA聚合酶酰化核苷酸与DNA模板上的首个核苷酸基对时，转录泡泡形成，并且转录复合物会从起始位点移开，保持转录链的延伸。

转录过程中，DNA的双链减速融解以供RNA聚合酶复制模板链，然后缓慢重组以恢复DNA双链。

与DNA复制不同，转录过程中只有一个DNA模板链被用来合成RNA链。

终止在RNA链延伸过程完成后，终止是RNA生物合成的最后一个步骤。

终止的发生是由一系列的终止信号和蛋白质因子的作用决定的。

当RNA聚合酶遇到终止信号时，它会停止RNA链的合成并与DNA分离。

终止信号通常是一些特定的序列，如终止密码子和转录终止序列。

一旦RNA链被释放，RNA聚合酶与DNA分离，RNA链可以被修饰和进一步加工，以在细胞质中发挥其功能。

RNA合成调控RNA生物合成的调控是细胞内基因表达的重要手段之一。

细胞可以通过多个途径调控RNA生物合成活性，从而控制基因表达的水平和模式。

例如，转录因子和辅助蛋白可以与RNA聚合酶和酶启动因子相互作用，影响转录的起始和效率。

另外，某些RNA分子本身也可以参与调控RNA合成的过程，形成正、负反馈回路，进一步调节基因表达。

第7章 RNA的生物合成

原核生物 RNA 聚合酶的特征
Ø 不同种细菌中核心酶大小比较恒定，因子变化较大。
Ø 不同的因子识别不同的启动子，而使不同的基因得以表达；
Ø 细菌中的三种RNA由同一种RNA聚合酶转录。 Ø 噬菌体RNA聚合酶为单一多肽链，比较简单。
原核生物 RNA 聚合酶的抑制剂
Ø 可以被利福霉素（rifamycin）抑制； Ø 利福霉素是从链霉菌（streptomyces）中分离得
1、转录起点
上游
下游
• RNA链上掺入的第一个核苷酸通常是嘌呤： ATP or GTP；因此新生RNA的5’端通常为 pppA or pppG；
2、转录起始
• 1980年以前，普遍认为转录起始是指第一个磷酸二酯键的形成；
• 后来发现实际情况要复杂得多：起始阶段包括RNA聚合酶对DNA模板特定位置的识别、结合，DNA双链的局部解螺旋，以及最初几个磷酸二酯键的形成。
真核生物RNA聚合酶的结构特征
Ø 结构更复杂，多亚基； Ø 三种RNA pol结构上有相似之处：都含有2
个大亚基及其它小亚基； Ø 有类似α、β、β’ 、ω的亚基，并且有明显
的进化渊源； Ø 没有类似σ的亚基； Ø 有些亚基是三种酶共有的；
酵母RNA 聚合酶 II的亚基组成
亚基
大小(kD) 功能
启动子结构的确定
Ø 遗传学方法碱基序列突变同源性比对
Ø 生物化学方法 DNase I footprinting (足迹法) EMSA (electrophoretic mobility shift assay)
DNA酶足迹法
硫酸二甲酯（DMS）足迹法
EMSA
原核生物的启动子结构
David Pribnow分析了E.coli和噬菌体的多个启动子：

《生物化学》-RNA的生物合成

snRN放A线是菌细素胞D内是有从小土核壤R微N生A物。获它得是的真一核种生抗物菌转素录,后它加对工某过些程癌症中有RN特A殊剪疗接效体,(但sp由lic于eo毒s性om较e大)的,主限要制成了分它，的参广与泛m应R用N。A前体的加工分过子程生。物学家对它感兴趣的原因是：它能和DNA分子的双螺旋hn结RN构A紧:不密均结一合核,抑RN制A蛋(h白et质er合og成en过e程ou中s 从nuDcNlAe分ar子R上NA转)，录在mR真NA 的核步生骤物,中并，阻最止初tR转NA录和生rR成NA的的R合NA成。,从hn而R使NADN多A分属子信上使携RN带A的（遗传信mR息N不A能）在前蛋体白。质这合些成hn中-R体N现A在,因受此到放加线工菌之素后D，如移何至与细DN胞A结质合，就成作为长mR时N间A以而来发探挥讨其的功研能究。课大题部。分的hnRNA在核内与各种特异的蛋白质形成复合体而存在着。
6-9bp
AATXXX...XXXAXX
转录泡 XXXX 3′
′3 XXXXAACTGTXXXX...XXXXATA
XXXX 5′
-35序列
TTAXXX...XXXTXX
σ亚基识别
-10序列
Pribnow框（普里布诺框）
起点+1
2.延伸：σ因子脱落，核心酶继续沿DNA滑动，催化
链的延伸，直到转录终点
2.在真核细胞中，对α-鹅膏蕈碱不敏感的RNA合成是（）：
a.r-RNA b.hnRNA c.snRNA d.tRNA
二、RNA的转录过程（以原核生物为例）
RNA转录由起始、延伸、终止三个阶段组成
1.转录起始
启动子：是指RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段 DNA序列。它包括σ亚基的识别部位、RNA聚合酶的紧密结合部位和转录起点三个部位

第十三章RNA生物合成

核心酶(α2ββ)
β——和模板DNA结合 β——与底物结合 α——酶的连接、装配
起始因子全酶(αββ )
2. RNA聚合酶的催化特点
（1）模板：DNA （2）活化的底物有四种三磷酸核苷酸—ATP、 GTP、UTP、CTP （3）二价的金属离子，主要是Mg+2、Mn+2
RNA聚合酶合成的方向5’→3’，即RNA聚合酶沿模板链 3’→5’方向移动。合成一条与被转录的DNA互补和反平行的RNA链。
RNA聚合酶与DNA聚合酶不同，它不要求引物，也没有核酸外切酶的活性，缺乏校对功能，故RNA合成错误率约为105，远低于DNA聚合酶的精确性（1091010）。所以可以产生非遗传上的错误。
RNA聚合酶催化的反应
3´
5´
U
A
GC
CG
ห้องสมุดไป่ตู้
A
3´
模板DNA
U
5´
新合成RNA
DNA模板上的启动子
1.概念
mRNA的加工
rRNA的加工
tRNA的加工
（一）mRNA的加工
原核生物转录生成的mRNA基本上不经加工即可进行蛋白质的生物合成。许多原核生物的mRNA是在转录尚未完成之前就已开始翻译了。也就是说，转录与翻译是偶联在一起的。
（二）rRNA的加工
rRNA前体合成后与蛋白质结合，形成新生核糖体颗粒，再经过一系列的加工过程，生成有功能的核糖体。
5、转录的特点
转录的概念和DNA的模板链和编码链
转录：是在DNA指导下的RNA聚合酶的催化下，按照碱基配对的原则，以四种核苷酸为原料合成一条与模板DNA互补的RNA的过程。
RNA的转录从DNA模板的特定位点开始，该部位称为转录起始位点（start point），而终止于模板上的特殊顺序，称之为终止子（terminator）或终止位点（termination site）。

名词解释rna的生物合成

名词解释rna的生物合成RNA（Ribonucleic Acid）是一种生物分子，是DNA的近亲，也是生物中一种重要的核酸。

与DNA不同，RNA在细胞内起着多种关键的功能，参与到生物体的生物合成中。

RNA的生物合成通常包括三个主要过程：转录、剪接和翻译。

一、转录（Transcription）转录是指在细胞核内，DNA通过RNA聚合酶的作用，将其中一条基因上的信息转录成RNA分子的过程。

转录过程分为启动、加工和终止三个阶段。

转录的启动是通过DNA上特定区域的结构和一些特殊信号以及转录因子的作用来实现的。

一旦启动，RNA聚合酶开始将DNA解旋，并将以RNA单链形式合成的RNA链沿DNA模板复制。

此过程中，RNA分子与DNA模板通过碱基互补配对而合成。

在RNA合成过程中，还存在着转录因子帮助RNA合成酶定位于启动子区域并识别起始点。

剪接是指在合成过程中，不同的外显子和内含子之间的“剪接”过程。

最后，转录会在特定的终止位点上停止，并释放出产生的RNA分子。

二、剪接（Splicing）在转录产生的RNA分子中，存在一些内含子部分。

这些内含子在基因表达过程中会被剪接掉，成为成熟的RNA分子。

这一过程称为剪接。

剪接的过程由剪接酶、snRNP等核酸分子参与，这些核酸分子将内含子部分剪除，将外显子拼接在一起，使得RNA转录产物具有良好的稳定性和功能。

在这个过程中，剪接有多种方式，包括单内含子剪接、多内含子剪接、选择性剪接等。

剪接的错误会导致产生错误的蛋白质，甚至造成一些遗传疾病的发生。

因此，剪接的研究对于我们理解基因表达的精细调控以及疾病的形成具有重要意义。

三、翻译（Translation）转录合成的RNA（称为mRNA）通过翻译过程转化为蛋白质。

翻译过程是将RNA中的编码信息翻译成蛋白质结构的过程，需要mRNA、tRNA和核糖体等多种分子的参与。

翻译分为三个主要阶段：起始、延伸和终止。

翻译开始时，小核糖体亚基与mRNA的起始信号结合，然后带有特定氨基酸的tRNA与该起始信号结合。

分子生物学第7章RNA的生物合成

复制和转录的共同点:
DNA 模板碱基配对规律生成磷酸二酯键链延长方向5'→3'
模板原料
酶
产物
配对
复制和转录的不同点:
复制
转录
两股链均复制
dNTP DNA聚合酶需要引物子代双链DNA (半保留复制)
A -T，G-C
模板链转录(不对称转录) NTP
RNA聚合酶不需要引物 mRNA ， tRNA ， rRNA
起始位点的嘌呤碱基与模板+1位碱基配对
在模板指导下依次引入NTP
延伸位点引入与模板＋ 2位碱基配对的第二个 NTP，形成磷酸二酯键
新合成RNA链延伸约 6~10碱基后，σ因子从
全酶脱落
延伸阶段
图7-12 基因转录起始过程中第一个磷酸二酯键的形成
开放复合物内的RNA聚合酶往往会重复催化短RNA分子的合成并释放它们，这样的合成称为“无效”合成。聚合酶的活性中心最多能容纳8 nt，差不多等于“无效”转录物的长度。
n4CMP
产物RNA
7.1.2.2. 原核细胞RNA聚合酶的结构与功能
7.1.2.2.1 细菌的RNA聚合酶
核心酶(core enzyme)：2
全酶(holoenzyme)： 2
图7-2 E. coli RNA pol的体外组装
大肠杆菌RNA聚合酶各亚基的性质与功能
亚基基因 rpo A
rpo B rpo C
7.1 DNA转录
7.1.1 转录的一般特征
(1) 转录发生在DNA分子上某些特定的区域转录只发生在DNA分子上具有转录活性的区域，DNA两条链并不是总会被转录。对某一特定基因来说，作为模板的 DNA链称为模板链、无义链、Waston链，与模板链互补的另一条链称为编码链、有义链、Crick链。

RNA的生物合成

第十四章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。

第一节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（A TP、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）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 ）。

第六章 RNA的生物合成

RNA聚合酶I起始转录需要两种辅助因子，上游结合因子（ upstream binding factor，UBF）和选择因子（ selectivity factor 1, SL1）。
SL1至少由4个亚基组成，其中一个亚基是TBP（TATA binding protein），其他三个亚基叫做TBP相关因子（TBPassociated protein, TAF）。Pol I通过其伴随因子Rrn3与 SL1相互作用形成前起始复合物（preinitiation comlex）。此时，启动子即转换到“开启(open) ”状态，转录起始。
在第二种称为水解编辑（hydrolytic editing）的校对机制中，聚合酶倒退一个或更多个核苷酸，并切断RNA产物，去除含有错误碱基的核苷酸序列。水解编辑是由Gre因子激发的。Gre因子不但能够增强RNA聚合酶的水解编辑功能，还能够作为延伸因子（elongation factor）使RNA聚合酶进行高效的延伸反应。
第六章 RNA的生物合成
转录是以DNA为模板酶促合成RNA的过程，是基因表达全过程的第一步，并最终导致由基因编码的蛋白质的合成。转录在化学和酶学上与DNA的复制非常相似，二者都是通过酶的作用合成一条与模板DNA互补的核苷酸链。需要双链DNA模板。
需要4种前体核糖核苷酸。聚合酶是沿5’→3’方向延伸RNA链的。 RNA合成不需要引物。
在－35位置附近的上游区也有一段保守的6聚体序列，其共有序列是TTGACA。－35序列被认为是RNA聚合酶最初识别的序列，它在高效启动子中是非常保守的。该6聚体的前三个碱基最保守。－35框和－10框之间的序列并不重要，但它们之间的距离非常重要。实验表明，两个序列之间为17 bp时转录效率最高。在90％的启动子中这段距离有16～18 bp。

生物化学第十二章RNA的生物合成

（三）转录的终止
RNA聚合酶Ⅱ参与整个转录过程，直到出现多聚腺苷酸化信号为止。这个信号顺序是保守序列AAUAAA和其下游富含GU的序列。这些序列称为转录终止的剪切信号序列（cleavage signal sequence）。具体的剪切点位于AAUAAA下游 10～30核苷酸处，距GU序列20～40核苷酸。剪切信号序列可被核酸内切酶、多聚腺苷酸聚合酶等所识别和结合，并切断此初级转录物。 RNA聚合酶Ⅱ被释放，剪切点下游被RNA聚合酶Ⅱ合成的多余RNA片段被水解。
图 12-2 RNA 的不对称转录
RNA 转录与DNA 复制不同点：
2. 与DNA 聚合酶不同，RNA聚合酶不需要引物，可利用NTP 作底物直接合成RNA。 3. RNA聚合酶没有核酸酶的活性，即没有3’到5’ 外切酶的活性，也没有5’到3’外切酶的活性，因此，在RNA合成过程不起较对作用。 4. 对于一个基因组来讲，转录只发生在一部分基因，而且每一个基因的转录都受到相对独立的控制。 5. RNA 合成后需要加工才能成为有功能的 RNA。
RNA 转录与DNA 复制不同点： 1.RNA转录是不对称的，即仅用DNA双链中某一单链作为模板进行转录，被作为模板的那条DNA单链称模板链（template strand）。与模板链互补的DNA单链为编码链(coding strand)，即合成的RNA 碱基序列与编码链相同，仅是U 替代了T。在特定的染色体中，有时基因的编码序列可能位于另一条链中，这种现象称不对称转录。转录后DNA模板成分无改变。
3．需要二价金属离子，如Mg2+和Mn2+。 n(NTP) DNA
RNA聚合酶
pppN(pN)n-1 + (n-1)PPi

第八章 RNA的生物合成

，亚基释放离开核心酶，使核心酶的β’亚基构象亚基释放，转录起始后，σ亚基释放，离开核心酶，使核心酶的亚基构象变化，模板亲和力下降，上移动速度加快，变化，与DNA模板亲和力下降，在DNA上移动速度加快，使模板亲和力下降上移动速度加快 RNA链不断延长。链不断延长。链不断延长转录起始后，亚基便从全酶中解离出来然后nusA亚基结合亚基便从全酶中解离出来，转录起始后， σ亚基便从全酶中解离出来，然后亚基结合到核心酶上，亚基识别序列。到核心酶上，由nusA亚基识别序列。常需要转录因子（ DNA 亚基识别序列常需要转录因子（转录中协助转录的辅助因子）参与。转录中协助转录的辅助因子）参与。
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 聚合酶转录的调控 ① ~③是基本内容，④是目前研究的焦点，转录 ③是基本内容，是目前研究的焦点，是基因表达的第一步，也是最关键的一步。是基因表达的第一步，也是最关键的一步。转录水平的调控是基因调控的核心。平的调控是基因调控的核心。
第八章 RNA的生物合成的生物合成
RNA的生物合成包括转录和的生物合成包括转录和RNA的复制。的复制。的生物合成包括转录和的复制转录（的遗传信息为模板，转录（transcription）：以一段）以一段DNA的遗传信息为模板，的遗传信息为模板聚合酶作用下，在 RNA聚合酶作用下，合成出对应的聚合酶作用下合成出对应的RNA的过程的过程 (DNA指导的指导的RNA合成）。合成）指导的合成转录产物：转录产物：mRNA 、rRNA、 tRNA、小RNA 、、除某些病毒基因组RNA外，绝大多数外绝大多数RNA分子都来自除某些病毒基因组分子都来自 DNA转录的产物。转录的产物。转录的产物

第十五章 RNA的生物合成

5. 原核细胞基因转录的产物大多数为多顺反子mRNA，这是由于原核转录系统中功能相关的基因共享一个启动子，它们在转录时，以一个共同的转录单位进行转录。而真核细胞，每一种蛋白质的基因都有自己独立的启动子，所以真核细胞转录产物是单顺反子mRNA。
原核
DNA
A
B
C
P
转录
mRNA
A
B
C
真核
DNA P A P B P C
依赖ρ因子（rho factor）的终止：
（三）真核生物与原核生物转录的主要区别
1. 真核细胞RNApol种类较多，根据它们对α-鹅膏蕈碱的
敏感性不同分为RNA pol I 、II 、III（or A、B、C），
它们是高度分工的，不同的RNA聚合酶负责合成不同的RNA。
2. 真核启动子比原核启动子更复杂和更多样性，不同的 RNA聚合酶有不同的启动子。
组成上类似于DNA（类似于DNA的RNA，D-RNA），代谢很快，迅速合成和降解。 HnRNA分子很大，其中大约只有10%转变成mRNA，其余在转录后的加工过程中被降解掉。
HnRNA转变成mRNA的加工过程包括
（1）戴帽（2）加尾（3）剪接（splicing）（4）修饰：主要是链内腺苷的甲基化
Qβ的基因次序:
5ˊ末端成熟蛋白一外壳蛋白（或A1蛋白）一复制酶β亚基 3ˊ-末端
QβRNA复制酶由4种亚基组成：α、β、γ、δ亚基，除了β亚基来自Qβ噬菌体外，其余的（α、γ和
δ）亚基都来自宿主即E.Coli。
当噬菌体Qβ侵入E.Coli后，先以Qβ的RNA为横
板合成β-亚基，然后再和宿主细胞中的α、γ、δ亚基结合成复制酶，有了复制酶就可进行RNA的复制。

RNA生物合成

核酸的生物合成—RNA的生物合成(生物化学课件)

RNA的生物合成

医学分子生物学——RNA的生物合成

第十六章 RNA的生物合成

基因操作中常用的生化技术—RNA的生物合成

分子生物学 第四章 RNA的生物合成

rna生物合成

第7章 RNA的生物合成

《生物化学》-RNA的生物合成

第十三章RNA生物合成

名词解释rna的生物合成

分子生物学第7章RNA的生物合成

RNA的生物合成

第六章 RNA的生物合成

生物化学第十二章RNA的生物合成

第八章 RNA的生物合成

第十五章 RNA的生物合成

分子生物学第四章 RNA的生物合成