高中生物竞赛辅导—生物化学十一(RNA的生物合成)
生物化学RNA的生物合成
DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成RNA 的一股单链，称为模板链(template strand) 。相对 的另一股单链是编码链(coding strand) 。
模板链
3
编码链
5
转录方向
转录的特点
1. 转录的不对称性 2. 转录方向的单向性 3. 转录过程有特定起始和终止点
二、 RNA聚合酶催化RNA合成
（一）RNA聚合酶能从头启动RNA链的合成
DNA依赖的RNA聚合酶催化合成RNA； RNA合成的化学机制与DNA依赖的DNA聚合酶
催化DNA合成相似。
模板 原料 酶 产物
配对 引物 特点
复制和转录的区别
复制
转录
两股链均复制 模板链转录（不对称转录）
dNTP DNA聚合酶
NTP RNA聚合酶（（RN无A校-po对l）功 能 ）
子代双链DNA mRNA，tRNA，rRNA （半保留复制）
A-T，G-C
A-U，T-A，G-C
需要
不需要
双向复制（半保留） 单向转录
( NMP )n + NTP → ( NMP ) n+1 + PPi
RNA
延长的RNA
DNA聚合酶在启动DNA链延长时需要引物存 在，而RNA聚合酶不需要引物就能直接启动 RNA链的延长。
RNA 聚 合 酶 和 DNA 的 特 殊 序 列 —— 启 动 子 (promoter)结合后，就能启动RNA合成。
生物化学——RNA合成
·RNA合成名词解释转录：生物体以DNA 为模板合成RNA 的过程不对称转录：DNA分子上一股可转录，另一股不转录，模板链并非永远在同一单链上转录单位(是DNA):RNA 链的合成是从模板特定的部位起始的，经过链的延伸终于与特定的模板部位。
一般将从转录起始点到转录终止点的整个区域称为转录单位转录本(是RNA):与转录单位相对应的RNA 称为转录本，转录子启动子：RNA 聚合酶识别、结合并由此启动转录的一段DNA 序列，位于转录起点的5’端上游，启动子本身一般是不被转录的转录起点：每个转录单位的起点。
该店编号1,上游负数，下游正数终止子：具有终止功能的特定的DNA 序列，为RNA 聚合酶提供终止转录信号的DNA 序列知识点RNA聚合酶反应特点：1. 以四种核苷三磷酸NTP 为底物， DNA 为模板2.5’→3’方向合成3. 无需引物，直接在模板上合成RNA 链4. 碱基配对是A-U 和G-C5. DNA的两条链中仅一条链可作为模板，称模板链，另一条为编码链RNA聚合酶：1.原核生物：亚基分子量每分子酶中所含数目功能a 36512 2 决定基因转录的特异性β1506181与转录全过程有关β'155613 1结合DNA模板0 70263 1 辨认起始位点σ亚基为起始因子，能使RNA 聚合酶结合到DNA 的启动子上。
σ因子具有特异性2.真核生物：种类 1 ⅡⅢ转录产物45s-rRNA hnRNA5s-rRNA,tRNA,snRNA(18S、5.8S、28S) mRNA前体中度敏感对鹅音覃碱耐受极敏感的反应123分别专一的转录不同的基因真核生物的启动子：(1) Hogness 框 (TATA 框) :中心在-25~30处，保守序列TAAA(T)AA(T),有助于DNA 局部解开(2 )CAAT 框：-75处，保守序列GGT(C)CAATCT ,与RNA 聚合酶结合有关(3) GC 框：在更上游处，保守序列GGGCGG , 与某些转录因子结合有关*RNA 聚合酶IⅢI (转录5S RNA 等)的启动子在转录区内部终止因子：1.rho 因子：具有核酸酶活力(水解三磷酸核苷酸),在 RNA 聚合酶遇到终止子暂停作用时解 RNA-DNA 螺 旋2.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，识别终止序列转录过程：(一)转录的起始1.原核生物的转录起始： RNA 聚合酶结合，双链部分解开形成转录空泡，σ因子辨认转录 起始位点。
RNA的生物合成-全国高中生物竞赛之《生物化学简明教程》课件
14/16，RNA的生物合成
14/16.RNA的生物合成
转录：DNA→RNA（主要） 存在于绝大多数生物体，以DNA为模板合成RNA的过程 ， 也就是把DNA的碱
基序列抄录成RNA的碱基序列。
复制：RNA→RNA 存在于某些病毒体内，以RNA为模板合成RNA的过程 。
• 真核生物的启动子分为三类，即Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类。
14/16.RNA的生物合成 14.3 真核生物的转录 14.3.2 真核生物转录的起始
顺式作用元件（cis-acting element）
14/16.RNA的生物合成 14.3 真核生物的转录 14.3.2 真核生物转录的起始
1.真核生物Ⅰ类启动子控制的转录起始 Ⅰ类启动子主要控制rRNA前体的转录起始，由RNA polI催化 Ⅰ类启动子的核心启动子或核心元件位于-45至+20，上游控制元件位于-187～
14.3.2 真核生物转录的起始 3.真核生物Ⅱ类启动子控制的转录起始 （2）起始子（initiator，Inr）
Байду номын сангаас
Y为嘧啶碱
（3）转录因子 能直接或间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质，统称为反式作用因
子（trans-acting factors） 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
14/16.RNA的生物合成 14.1 RNA生物合成的概况
2.几个基本概念 （1）结构基因： DNA分子中能转录出RNA的区段。
14/16.RNA的生物合成 14.1 RNA生物合成的概况
2.几个基本概念 （2）模板链（template strand）
Watson，W链、负（－）链、反意义链 以该链中的DNA碱基顺序指导RNA的合成即被转录的那条DNA链。 （3）编码链（coding strand） Crick，C链、正（＋）链、有意义链 不被转录的那条DNA链，但其碱基顺序除T代替U外，其余与mRNA相同。
生物化学11章 RNA的合成
模板链：反意义链（antisense，(-)链） —— 以该链中的DNA碱基顺序指导RNA的合成 即被转录的那条DNA链。
编码链：有意义链（sense，（+）链） ——不被转录的那条DNA链，但其碱基顺序除 T代替U外，其余与mRNA相同。
四、 转 录 的 特 点
RNA聚合酶不需引物 RNA聚合酶无较读作用 转录的不对称性
tRNA 的二级结构
三叶草形
氨基酸臂
DHU 环
TC 环 额外环 (可变的)
反密码环
反密码子
tRNA 的三级结构
倒L形
tRNA 的功能
活化搬运氨基酸 到核糖体，参与蛋白 质的翻译。
中心法则 (Central Dogma)
Replication
Reverse transcription
转录从DNA模板特定位点开始，并在一定的 位点终止。此转录区域为一个转录单位。
启动子 （promoter)
模板链（templatte strand） 反意义链
(antisense strand)
终止子 (terminator)
有意义链(sense strand)
二、参与RNA生物合成的物质
1.DNA模板 2.NTP底物 （ATP, UTP, GTP, CTP） 3.RNA聚合酶（RNA polymerase, RNA-pol） 4.二价阳离子Mg2+、Mn2+ 5.蛋白质因子---转录因子（真核） 6.蛋白质因子--终止蛋白（原核）
转录（transcription）
生物体以DNA为模板合成RNA的过程 。
DNA
转录
RNA
本章教学要求
♧ 转录的特点 ♧ 真核生物RNA聚合酶及转录因子 ♧ 转录的过程 ♧ 转录后的加工 ♧ 原核生物的转录特点
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 第十一章 RNA的生物合成
Norman Bethune college of Medicine
阚慕洁， Ph. D., Dept. of Biochemistry kanmj@
原核生物的DNA聚合酶不同点
DNA pol Ⅲ的比活性远高于DNA pol Ⅰ，是原 核生物复制延长中真正起催化作用的酶。
真核生物的DNA聚合酶
复制的基本规律： (4个)
1.半保留复制 2.双向复制 3.半不连续复制 4.高保真复制
Norman Bethune college of Medicine
阚慕洁， Ph. D., Dept. of Biochemistry kanmj@
参与DNA复制的物质
引物
与模板互补的
RNA片段
阚慕洁， Ph. D., Dept. of Biochemistry kanmj@
多种酶参与DNA解链和稳定状态
DnaA(dnaA)
辨naC)
DnaB(dnaB)
运送并协同DnaB
解开DNA双链 原核生物复制
起始的相关蛋
白质
引物酶
DnaG(dnaG) 催化RNA引物生成 拓扑异构酶
第一节
原核生物转录的模板和酶
Templates and Enzymes
Norman Bethune college of Medicine
阚慕洁， Ph. D., Dept. of Biochemistry kanmj@
参与转录的物质
• 端粒(telomere)
由端粒酶催化, 在真核线性DNA的末端形成一种特 殊的结构并与蛋白质结合成端粒。
结构特点
• 由末端单链DNA序列和蛋白质构成。 • 该序列是多次重复的富含T、G碱基
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。
11RNA的生物合成
构 的
pppG
鸟苷酸 转移酶
生
ppi
成
5 GpppGp…
SAM
甲基转移酶
5 m7GpppGp…
2、真核生物 mRNA的剪接、编辑、再编码
断裂基因-真核生物的结构基因，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。
A
B
C
D
外显子-真核生物的结构基因上，能够为特定的蛋白质 编码的DNA序列（编码序列）。
几种主要的加工方式 ：
1、剪 接 (splice) 2、剪 切 (clavage )
3、碱 基 修 饰
4、添 加
一、mRNA的转录后加工
1、mRNA前体的一般加工
• 5端形成 帽子结构(m7GpppNmp —)，功能：与翻 译的起始识别有关，防止5端被水解。
• 3端加上多聚腺苷酸尾巴(poly A)，功能：维持 mRNA稳定性，保持模板活性，20-200bp长。
病毒RNA复制：
模板链
RNA复制酶
RNA（正链） RNA（正链）
RNA（负链）
模板链
RNA复制酶
RNA（负链）
组装
RNA（正链）
RNA（正链）＋外壳蛋白＝病毒粒子
第四节 RNA的转录后加工
在细胞内，由RNA聚合酶合成的 原初转录物往往需要一系列的变化， 包括链的裂解、5和3末端的切除和特 殊结构的形成、核苷的修饰、以及拼 接和编辑等过程，才转变为成熟的 RNA分子。此过程总称为RNA的成熟 或称为RNA的转录后加工。
第十一章 RNA的生物合成
模板和酶 以DNA为模板合成RNA的过程 以RNA为模板合成RNA的过程
RNA的转录后加工
第一节 模板和酶
《生物化学》-RNA的生物合成
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
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）。
生物竞赛辅导之DNA和RNA的生物合成 2018
制的主要酶。
DNA聚合酶Ⅲ和δ的作用： 1）聚合作用 以 DNA为模板， 4种脱氧核苷三磷酸（ dNTP）为底物，在 Mg2+ 及 RNA 引物存在时，在引物 3’-OH 末端与 dNTP 反应形成 磷酸二酯键，使DNA链沿5’ →3’方向合成。 2） 校对作用 3’ → 5’ 外切酶活性具有校对作用。
第11节 DNA的生物合成
DNA的生物合成有两种方式： ① DNA复制（最普遍）
② 反转录（逆转录）：以 RNA 为模板合成 DNA 。催化这一过 程的反转录酶存在于某些 RNA 病毒中，如HIV。
囊膜（脂双层来自细胞膜）
（一）DNA的复制
模板：亲代DNA的两条链 原料：4种dNTP （脱氧核苷三磷酸） DNA聚合酶 Mg2+ 作用①与dNTP结合，屏蔽磷酸基团的负电荷；② 直接参与催化。 PPi（焦磷酸）：在焦磷酸酶的作用下，→ 2 Pi
2009年江苏初赛第49题
如果一种mRNA的序列是：UCAGCCGUC，那么，它
的DNA编码链的序列是（
双向复制：复制叉同时向两个相反的方向移动。
（2009年江苏高考）12．下图为真核生物染色体上DNA分子复
制过程示意图，有关叙述错误的是（单选）（ ）
A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的 B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的 C．真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶
D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率
单链。
（2）DNA前导链的合成 一条新链的合成是连续
的，称为前导链；
（3）DNA后随链的合成 另一条新链的合成是不 连续的，即分段合成的，称 为后随链（滞后链）。
复 制 叉 移 动 方 向
5’
3’
生物化学 第11章 RNA的生物合成(1)
第三节 转录后的加工
二、tRNA的加工修饰
➢ 方式：
1. 剪切 2. 3’末端加 CCA-OH 3. 化学修饰（稀有碱基） 4. 剪接
第三节 转录后的加工
三、rRNA的加工修饰
第三节 转录后的加工
第三节 转录后的加工
DNA复制与转录的异同
种类
部位
模板
产物
功能
特点
原料
DNA
细胞核 两条DNA单 DNA 链
遗传信息
RNA
细胞核 一条DNA单 RNA 链
三种RNA 功能各异
半保留复制 半不连续复制
双向性 无终止点
不对称 有终止点 连续性 单向性
A、G、C、 T
A、G、C、 U
谢谢观看
➢ 方式：
剪切和剪接 末端添加核苷酸 化学修饰 RNA编辑
第三节 转录后的加工
一、mRNA的加工修饰
➢ 方式：
剪切和剪接
一、mRNA加工修饰
第三节 转录后的加工
➢ 方式：
剪切和剪接
第三节 转录后的加工
一、mRNA的加工修饰
➢ 方式：
末端添加核苷酸
7-甲苷基三鸟磷嘌酸5’ 呤戴帽-核5’
多3’ 加聚尾腺苷酸
RNA在细胞内的降解
第一节 转录体系与特点
转录：在RNA聚合酶催化下，以DNA一条链为模板，以4种三磷酸核 苷（ATP, GTP, CTP, UTP） 为原料进行的RNA聚合反应。
DNA
转录
RNA
第一节 转录体系与特点 一、转录的体系
➢模板：DNA的一条链 ➢原料：NTP (ATP, GTP, CTP, UTP) ➢酶：RNA聚合酶
第十一章
RNA的生物合成
中国医科大学-生物化学试题-11章 RNA的生物合成
第11章 RNA的生物合成(转录) 1.思考题1．试述核酶的概念及其意义。
2．复制和转录过程的异同。
3．原核生物和真核生物的RNA聚合酶有何不同？2.名词解释1．转录2．不对称转录3．内含子4．外显子3.英汉互译1．pre-initiation complex (PIC)2．transcriptional factor (TF)3．lariat RNA4．transcription bubble5．post-transcriptional modification6．断裂基因7．外显子8．启动子9．转录10．内含子4.选择题1．识别转录起始点的是A．RNA聚合酶的α亚基B．RNA聚合酶的β亚基C．RNA聚合酶的β′亚基D．RNA聚合酶的σ因子E．dnaB蛋白2．真核细胞hnRNA的内含子的切除依靠A．snRNPB．限制性核酸内切酶C．核酶D．蛋白酶E．RNase3．DNA上某段有意义链碱基顺序为5′GTCAACTAG3′，转录后的mRNA上相应的碱基顺序为A．5′-TGATCAGTC-3′B．5′-CUAGUUGAC-3′C．5′-CAGUUGAUC-3′D．5′-CTGACTAGT-3′E．5′-GACCUAGUU-3′4．在真核生物中，经RNA聚合酶Ⅱ催化的转录产物是A．hnRNAB．18SrRNAC．28SrRNAD．tRNAE．全部RNA5．tRNA和5SrRNA是由真核生物哪种酶催化转录产生的？A．RNA聚合酶ⅠB．逆转录酶C．RNA聚合酶D．RNA聚合酶全酶E．RNA聚合酶Ⅲ6．ρ因子的功能是A．在启动区域结合阻遏物B．增加RNA合成速率C．释放结合在启动子上的RNA聚合酶D．参加转录的终止过程E．允许特定转录的启动过程7．原核生物的pribnow盒是A．转录的起始点B．翻译的起始点C．RNA聚合酶与DNA模板稳定结合处D．DNA聚合酶的活性中心E．DNA合成起始位点8．外显子是A．不转录的DNAB．基因突变的表现C．真核生物结构基因中的非编码序列D．真核生物结构基因中为蛋白质编码的序列E．断裂开的DNA片段9．Pribnow box序列是指A．AATAAAB．AAUAAAC．TAAGGCD．TTGACAE．TATAAT10．核酶（ribozyme）A．有催化作用的蛋白质B．以NAD+为辅酶C．三叶草结构D．能催化RNA的自我剪接E．是由snRNA和蛋白质组成。
王镜岩版生化第十一章 RNA 生物合成
A RNAaseD C b、末端添加：3’-端添加CCA序列。 C
c、修饰：形成稀有碱基如DH2
表示核酸内切酶的作用
。
表示核酸外切酶的作用
表示核苷酸转移酶的作用
表示异构化酶的作用
真核细胞mRNA的加工
5′端接上一个“帽子”(CAP)结构 3′端添加PolyA“尾巴”,由RNA末端核苷酸转移酶催化 剪接：剪去内含子(intron)，拼接外显子(extron)
核 mRNA
mRNA
真核生物
四、启动子和转录因子
启动子( promoter)是指RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段 DNA序列。 RNA聚合酶起始转录需要的辅助因子（蛋白质）称为转 录因子(transcriptional factor)。 利用足迹法(footprint)和DNA测序法可以确定启动子的序列结构。 例：大肠杆菌启动子共有序列的功能
抗菌素:如利福平、曲张霉素 肽类化合物：-鹅膏蕈碱
DNA和RNA合成的比较
练习题
问
答
1、比较DNA复制与RNA转录的异同。 2、比较DNA聚合酶与RNA聚合酶催化作用的异同。 3、DNA复制的高度准确性是通过什么来实现的？
4、肽链合成后的加工处理主要有哪些方式？
5、何谓基因工程？简述其基本理论、基本过程及应用价值 名词解释 中心法则 有意义链 冈崎片段 半保留复制 反意义链 突变 转录 内含子 反转录 外显子 翻译
顺反子(cistron )
5´ “帽子 ”
PolyA 3´
m7G-5´ppp-N-3 ´ p
AAAAAAA-OH
二、RNA的拼接、编辑和再编码
大多数的真核基因都是断裂基因，断裂基因的转录产物产物需要通过拼
生物化学与分子生物学第11章 RNA的生物合成
核心酶参与整个 转录过程，σ亚基容 易脱落。
σ辅助核心酶识别 并结合启动子区域 的特定寡核苷酸序 列
σ改变核心酶与 DNA的亲和力。
σ70 识别大多数的 启动子
RNA聚合酶缺乏3′→5′外切酶活性，没有 校对功能，合成的错误率较高。但可以通 过转录后加工校正错误。
（二）真核生物的RNA聚合酶
5
3
-50 -40 -30 -20 -10 1 10
3
5
大肠杆菌启动子共有序列的功能
识别区
16-19bp
结合部位
TATA盒
起始部位 5-9bp
×× TTGACA××××××××××××××TAT ×× AACTGT××××××××××××××ATA
AAT×××××× ××××× TTA×××××× ×××××
二、DNA作为转录模板指导RNA的合成
蛋白质 mRNA
N……Ala Val His Val……C 5’ ……GCA GUA CAU GUC …… 3 ’
DNA
5’ ……GCA GTA CAT GTC ……GAC TAC TGC ATG …… 3 ’ 3’ ……CGT CAT GTA CAG ……CTG ATG ACG TAC …… 5 ’
RNA聚合酶缺乏3‘ → 5’外切酶活性，没有校对功能
The function of β and β′subunit in RNA polymerase
Rifampicin（利福 平） binds in a
pocket of the β
subunit of RNA polymerase and blocks transcription of bacterial.
-35
-10
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。