分子生物学_转录

转录 (transcription)
生物体以DNA为模板合成RNA的过程(原料 、原则、酶、方向） 。
转 录
DNA
RNA
复制和转录的相同点
❖ 酶促的核苷酸聚合； ❖ DNA为模板； ❖ 依赖DNA的聚合酶； ❖ 生成3’，5’磷酸二酯键； ❖ 5’ →3’方向聚合； ❖ 遵从碱基配对规律。
目录
•均由多个亚基构成，抑制剂——鹅膏蕈碱（毒 蘑菇“死亡之伞”）
种类
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
转录产物
rRNA的前体45S mRNA前体hnRNA, tRNA, 5S rRNA
rRNA
lncRNA, piRNA, snRNA
miRNA
对鹅膏蕈碱 的反应
耐受
敏感
高浓度下敏感（ 中度敏感）
细胞内定位
核仁
核内
核内
目录
Amanita phalloides
（death cap）
α-amanitin
目录
真核生物RNA聚合酶的结构比原核生物复杂，所 有真核生物的RNA聚合酶都有两个不同的大亚基 和十几个小亚基.
RNA聚合酶Ⅱ由12个亚基组成，其最大的亚基称 为RBP1。
RNA聚合酶Ⅱ最大亚基的羧基末端有一段共有序 列 (consensus sequence) 为 Tyr-Ser-Pro-Thr-SerPro-Ser的重复序列片段，称为羧基末端结构域
(carboxyl-terminal domain, CTD)。 CTD对于维
持细胞的活性是必需的。
第二节
原核生物的转录过程
The Process of Transcription in Prokaryote
一、原核生物的转录过程
起始 延长 终止
（一）转录起始
转录起始过程：
1. RNA聚合酶全酶(2)与模板结合，形成闭 合转录复合体(closed transcription complex) ；
复制和转录的区别
复制
转录
模板 两股链均复制 模板链转录（不对称转录）
原料 dNTP
NTP
酶
DNA聚合酶
RNA聚合酶（RNA-pol）
产物 子代双链DNA mRNA，tRNA，rRNA
（半保留复制）
配对 A-T，G-C
A-U，T-A，G-C
引物
需要
不需要
参与转录的物质
原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) 模板: DNA 酶: RNA聚合酶(RNA polymerase, RNA-pol) 其他蛋白质因子
5′···GCAGTACATGTC ···3′ 编码链 3′··· c g t g a t g t a c a g ···5′ 模板链
转录 5′···GCAGUACAUGUC ···3′
翻译
mRNA
N······Ala ·Val ·His ·Val ······C 蛋白质
二、 RNA聚合酶
Roger Kornberg Won Nobel Prize for
（二）原核生物的RNA聚合酶（1种）
亚基
ห้องสมุดไป่ตู้
分子量
36512 150618 155613 70263
功能
决定哪些基因被转录 催化功能
结合DNA模板 辨认起始点
核心酶 (core enzyme) 全酶 (holoenzyme)
参与转录延伸
参与转录起始
利福平和β亚基结合抑制 RNA聚合酶
（三）真核生物的RNA聚合酶 （3种）
一是DNA指导的RNA合成，也叫转录，此为生物
体内的主要合成方式，也是本章介绍的主要内 容。
另一种是RNA指导的RNA合成(RNA-dependent RNA synthesis)，也叫RNA复制(RNA replication), 由RNA依赖的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase)催化，常见于病毒，是逆转录病毒以 外的RNA病毒在宿主细胞以病毒的单链RNA为模 板合成RNA的方式。
RNApol (2) - DNA - pppGpN- OH 3
4. 亚基脱落
1、模板上酶的辨认、结合
调节序列
结构基因
5
RNA-pol
3
3
5
转录是不连续、分区段进行的。
每一转录区段可视为一个转录单位，称为操纵
子(operon)。操纵子包括若干个结构基因及其
上游(upstream)的调控序列。
调控序列中的启动子是RNA聚合酶最先结合模
2. DNA 双 链 局 部 解 开 ， 形 成 开 放 转 录 复 合 体 (open transcription complex) ；
3. 在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形 成转录起始复合物：
5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + ppi
转录起始复合物:
• DNA分子上能转录出RNA的区段，称为结构基因 (structural gene)。
• 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)，也称 作无意义链或Watson链。相对的另一股单链是编 码链(coding strand)，也称为有意义链或Crick链 。
第十六章
RNA的生物合成
RNA Biosynthesis
学习目标
掌握：DNA复制和转录的区别 掌握：转录模板的特点和所需的酶 理解：原核和真核生物转录的过程及二者间的差
异 熟悉：真核生物mRNA的加工过程（掌握断裂基
因、内含子、外显子的概念） 了解：tRNA和rRNA的加工
在生物界，RNA合成有两种方式：
板DNA的部位，也是控制转录的关键部位。
原核生物以RNA聚合酶全酶结合到DNA的 启动子上而起动转录，其中由σ亚基辨认启 动子，其他亚基相互配合。
chemistry 2006.
目录
（一）RNA聚合酶催化RNA链合成的机制
RNA合成的化学机制与DNA依赖的DNA聚合酶 催化DNA合成相似。
( 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。
第一节
模板和酶
Templates and Enzymes
一、转录模板
不对称转录
转录方向
5
编码链
3
模板链
模板链
3
编码链
5
转录方向
不对称转录(asymmetric transcription)
• 在DNA分子双链上某一区段，一股链用作 模板指引转录，另一股链不转录 ；
• 模板链并非永远在同一条单链上。