分子生物学_转录
药学分子生物学转录
RNA-pol I————TF I RNA-pol II————TF II RNA-pol III————TF III
参与RNA-polⅡ转录的TFⅡ
转录因子 亚基组成 分子量 (kD)
TFⅡD TBP*
38
TAF**
TFⅡA
12 ，19，35
TFⅡB
33
转录（transcription）
生物体以DNA为模板合成RNA的过程
DNA
RNA转录
成熟的mRNA
转录是遗传信息表达的第一步
复制 VS 转录
转录与复制的共同点
✓ 核苷酸聚合反应，生成磷酸二脂键
✓ 以DNA为模板 酶 ✓ 促反应 ✓ 遵从碱基配对规律
✓ 方向：从5’→3’
转录与复制的区别
RNA
UUUU...…
UUUU...…
茎环(stem-loop)/发夹(hairpin)结构
茎环结构使转录终止的机理
回文序列导致RNA形成茎环 结构
改变了RNA-pol的构象，使 其停顿
RNA和DNA各自形成双链， 使RNA/DNA杂化短链分开， 释放RNA
第二节 真核生物的转录
RNA聚合酶
RNA-pol辨认位点 (recognition site)
(Pribnow box)
转录的过程
转录起始 RNA的延长 转录终止
原核生物与真核生物转录的聚合酶、 起始、终止都有所不同
原核生物转录的过程
转录起始需解决两个问题：
1. RNA聚合酶必须准确地结合在转录模板的 起始区域。
2. DNA双链解开，使其中的一条链作为转录 的模板。
录
转录
分子生物学转录
分子生物学转录分子生物学是研究生命过程的学科，其中转录是一个非常重要的过程。
转录被定义为转化DNA链上的信息成为RNA链上的信息。
这个过程分为三个主要步骤：启动、延伸和终止。
启动阶段在转录开始之前，转录起始复合物（transcriptional initiation complex）必须被形成。
这个复合物由多种核酸酶和蛋白质组成。
最关键的一点是RNA聚合酶（RNA polymerase）必须存在。
RNA聚合酶是一个大型的多亚基蛋白质，在真核生物中有三种类型（RNA polymerase I，RNA polymerase II和RNA polymerase III）。
在细菌中，只有一种RNA polymerase。
RNA polymerase的活性需要很多辅助因子，其中最重要的是TATA结合蛋白（TBP）。
TBP是一个通过与DNA上的TATA盒子结合来启动转录的转录因子。
延伸阶段在转录启动后，RNA polymerase开始沿着DNA链扫描，实现RNA链的合成。
RNA链是DNA链的互补链，这意味着RNA链上的每个碱基都与DNA链上的一个特定碱基有钙镁离子的配对。
在RNA聚合酶的过程中，RNA链是相对不稳定的。
因此，在mRNA合成的早起阶段，特别是在细菌中，当新合成的RNA链长出来时，它通常会形成一个近似U型的结构，被称为“剪切线(loop)”。
这个结构可以通过转录因子的协同作用来解开。
终止阶段一旦RNA polymerase合成的RNA链已经达到终点，终止因子开始发挥作用，让RNA链从DNA链分离。
这个过程在不同的生物体内发生有所不同，但是终止因子通常是核糖核酸的一段序列，它会诱导RNA polymerase停止转录，并释放新合成的RNA链。
总结转录是许多基因表达过程中的重要步骤。
其过程涉及到许多转录因子和蛋白质，并需要多种辅助因子的协作作用。
研究转录的结构和机制已经成为分子生物学研究的重要领域，这将有助于增进我们对基因表达的理解，并为基因治疗的发展提供更多的思路和方法。
《现代分子生物学》第五章 1 转录
表 12-1 E.coli RNA Pol 的结构和功能 亚基 基因 分子量 数目 组分 可能的功能 （KDa） α rpoA 40 2 核心酶 酶 组 装 及 与 调 节 蛋白作用 β rpoB 155 1 核心酶 和底物（核苷酸） 结合 β ’ rpoC 160 1 核心酶 模板结合 ω 10 1 核心酶 σ rpoD 70 1 σ 因子 和启动子结合， 识 别模板链 参照 B. Lewin:《GENES》Ⅴ.1994, Table 14.1 14.2
转录过程中，DNA双链中的一条链为模板链 （template/antisense strand ），而另一条链为 编码链（coding/sense strand）。
转录起始于RNA聚合酶和启动子(promoter) 结合之后，转录起始的第一个碱基称为转录 起始点(start point) 。在RNA聚合酶的作用下 合成RNA，至终止子(terminator)终止。 由启动子到终止子之间的序列称为转录单位 (transcription unit)。转录起始点前面的序列 称为上游(upstream)，后面的序列称为下游 (downstream)。
亚基可能参与全酶的组装及全酶识别启 动子。另外， 亚基还参与RNA聚合酶与 一些转录调控因子间的作用。 亚基具有与底物（NTP及新生的RNA链） 结合的能力。利福霉素可以阻断转录的起 始，链霉溶菌素可抑制延伸反应，二者均 是通过与亚基的结合而发挥作用的。
’亚基可能与模板结合。 肝素可与’亚基结合而抑制转录，并且可 以和’亚基竞争DNA的结合位点。 亚基和’亚基提供了RNA聚合酶的活性 中心，其一级结构与真核生物RNA聚合酶 大亚基有同源性。 亚基的功能是帮助全酶识别启动子并与之 结合。 亚基也可被看作一种辅助因子，因 此又可称为因子（ Sigma factor）。
分子生物学第五章原核转录
原核生物的RNA聚合酶（核心酶）按照5’ － 3’方向延伸RNA链，解旋区域也随之移 动，即边解旋，边合成，边重新螺旋。
转录过程-终止（Termination）
RNA聚合酶延伸到终止位点时，转录 结束，包括转录泡瓦解，RNA聚合酶 和DNA、RNA分开等。
终止子即转录终止位点，即提供终止 信号的DNA序列。
结构典型，都含有识别（R），结合（B）和起始 （I）三个位点；
序列保守，如-35序列，-10序列结构都十分保守； 位置和距离都比较恒定； 直接和多聚酶相结合； 常和操纵子相邻； 都在其结构基因的5端； 决定转录的启动和方向。
转录过程-起始（Initiation）
转录起始：RNA聚合酶与dsDNA的结合 启动子：位于结构基因5’-端上游区的DNA
大肠杆菌RNA聚合酶的组成分析
亚基 基因 分子量 亚基数 组分
功能
α rpoA 36500
2
核心酶 核心酶组装，启动子识别
β rpoB 151000
1
核心酶 β和β‘共同形成RNA合成的
活性中心，形成磷酸二酯键
β' rpoC 155000
1
核心酶
ω？ σ rpoD
11000 70000
1
核心酶
与DNA模板结合
从噬菌体的左、右启动子PL及PR和SV40启 动子的–35 bp附近找到了另一段共同序列： TTGACA。
与-10区序列相隔16-19bp。
-10区和-35区在转录起始中的作用
利用定点诱变技术突变启动子，研究-10、35区的功能。
结果：-10区的突变不影响RNA聚合酶与启 动子的结合速度，但是降低双链DNA解链 速度；-35区的突变降低RNA聚合酶与启动 子的结合速度，但是不影响降低双链DNA 解链速度。
分子生物学知识：转录控制因子的作用及调控机制
分子生物学知识：转录控制因子的作用及调控机制转录控制因子的作用及调控机制转录是生物体内基因表达的第一步，通过转录过程，DNA上的信息被转录为RNA分子，从而让基因得以表达。
转录控制机制是生命现象中至关重要的一环，这种机制的作用是调节基因的表达量，并在细胞发育和分化过程中发挥重要的作用。
在这个过程中，转录调控因子是必不可少的。
这些因子就是活跃在基因结构特定区域的蛋白质，它们能够影响DNA转录活性，从而调节特定基因的表达。
本篇文章将讨论转录控制因子的作用及调控机制。
转录控制因子的作用转录控制因子是蛋白质，通过识别和结合基因区域的特定序列，来调节DNA转录的可感性。
这些转录调控因子可以分为两种类型：激活因子和抑制因子。
激活因子的作用是增强转录的活性，从而提高基因表达水平；而抑制因子则被用来减少或者阻断RNA转录，降低基因表达水平。
在许多不同领域，亲核酸技术的发展也极大地推进了大规模基因表达的分析，以及转录调控因子在基因调控中的作用。
转录控制因子的调控机制转录调控因子与DNA上的特定序列区域结合，进而调控基因的表达。
这个过程是通过转录因子与其他生化分子的互作来实现的。
例如，转录因子的翻译后修饰和酶的催化反应以及螺旋框架上的某些局部伸展活动，都会对DNA转录的可感性产生影响。
特别是在生物的发育过程中，转录因子的变量可以被激活或抑制，继而调控分化，进而影响特定的细胞功能和特性。
下面是一些特定的转录调控机制，我们以实例来加以阐述。
1.跨膜转录调控因子的角色：跨膜转录调控因子是一些遍布在细胞膜表面的蛋白，具有感知环境信号的功能，进而影响某些特定的细胞转录调控。
学术界通过基因敲除和自然受精实验，发现在小鼠卵母细胞的发育过程中，一些包括LEP (立体正电性粒子)在内的跨膜转录调控因子可以调节基因活性，从而影响卵母细胞的发育、分化和功能。
2.组蛋白结构对转录因子的作用：组蛋白是一种蛋白质，和基因的组织结构有关。
组蛋白酶网络通过加入或去除特定碱基的甲基化或乙酰化等化学修饰，调节染色体的表观遗传学，并影响转录因子和转录机器的进入。
名词解释-分子生物学
1、转录（Transcription）：以某一DNA链为模板，按照碱基互补原则形成一条新的RNA链的过程，是基因表达的第一步。
2、编码链：与mRNA 有相同序列的DNA 链3、下游：沿着表达方向的序列。
例如，编码区是在起始区的下游。
4、上游：转录起点之前的序列，例如，细菌启动子在转录单位的上游，起始密码在编码区上游。
5、启动子：结合RNA 聚合酶并起始转录的DNA 区域。
6、RNA聚合酶：使用DNA作为模板合成RNA的酶(正式应为DNA-依赖性RNA 聚合酶)7、终止子：是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列。
DNA分子中终止转录的核苷酸序列。
8、转录单位：指RNA聚合酶起始位点和终止位点间的距离，可能包括不止一个基因。
9、初级转录本：与一个转录单位相对应的未修饰的RNA 产物。
10、组成型表达constitutive expression：个体发育的任一阶段，在所有细胞中都持续进行的表达。
一般是生命过程必需的基因。
11、负调控：在没有任何调节蛋白或其失活的情况下，基因表达；存在repressor的时候基因表达受阻。
12、正调控：在没有任何调节蛋白或其失活的情况下，基因关闭；存在activator的时候基因表达开启。
一般原核生物偏向负调控，原核生物的DNA裸露无保护，很容易启动转录，并翻译。
因此其细胞内的基因可以说是基本全部默认开启，因此在正常情况下原核细胞内存在大量不同的reressor阻遏着大量基因的转录。
细胞必须根据不同的条件，对一些被阻遏的基因进行去阻遏的调控，或对一些基因的表达进行阻止。
13、顺式作用元件cis-acting element DNA分子上的一些与基因转录调控相关的特定序列。
14、反式作用因子trans-acting factor一些与基因表达调控有关的蛋白因子。
15、顺式调控cis-acting regulation 一段非编码DNA序列对基因转录的调控作用，顺式正调控（启动子、增强子）；顺式负调控（沉默子）16、反式调控trans-acting regulation 转录因子作用于顺式作用元件对基因转录的调控。
分子生物学转录知识点总结
分子生物学转录知识点总结一、转录的过程在转录过程中，DNA的一部分被复制成RNA。
转录包括几个步骤：启动、延伸和终止。
启动是指RNA聚合酶结合到DNA的启动子上，并开始合成RNA的过程。
在这个过程中，RNA聚合酶将DNA模板上的核苷酸与互补的核苷酸配对，合成RNA链。
在延伸阶段，RNA聚合酶依次进行核苷酸配对合成RNA链，直到到达终止密码子位置。
在终止步骤中，RNA聚合酶到达终止密码子后停止合成RNA链，然后与DNA分子分离。
二、转录的调控在细胞内，转录是由一系列转录因子和启动子共同调控的。
转录因子是一类可以结合到DNA并调控基因转录的蛋白质。
它们可以促进或抑制RNA聚合酶的结合，从而控制基因的表达。
通过这种方式，细胞可以根据需要来调节基因的转录，进而调控蛋白质的合成。
三、转录因子转录因子是一类可以结合到DNA并调控基因转录的蛋白质。
它们可以通过不同的方式调控转录过程，包括直接结合到DNA上、与RNA聚合酶结合、调控染色质结构等。
转录因子的功能非常复杂，它们可以与DNA的启动子、增强子和沉默子结合，从而促进或抑制基因的转录。
四、转录启动转录启动是转录的第一步，也是调控转录的重要环节。
在启动阶段，RNA聚合酶首先与转录因子结合到DNA上，形成转录复合物。
然后，RNA聚合酶在转录因子的辅助下开始合成RNA链，直到达到终止密码子位置。
结语通过本文的介绍，我们了解了分子生物学转录的基本知识点，包括转录的过程、调控、转录因子和转录启动。
转录是生物体内的一种基本生物学过程，它在细胞中起着至关重要的作用。
通过对这些知识点的了解，我们可以更好地理解生物体内的基因表达调控机制，从而为生物学研究和生物技术应用提供理论依据。
分子生物学中的转录和翻译过程
分子生物学中的转录和翻译过程转录和翻译是分子生物学中的两个重要过程。
转录是指从DNA模板合成RNA分子的过程，其中RNA作为信息的中介传递到细胞内的核外，然后供翻译使用。
翻译是指将RNA翻译成蛋白质序列的过程，是生命体系中产生多种功能蛋白质的基础。
本文将分别介绍这两个过程的机制和重要性。
一、转录过程转录是一种基因表达过程，它涉及到模板DNA的开放和RNA合成。
本质上，转录是一种DNA依赖性RNA合成过程，能够启动生物体内大多数核苷酸序列的表达。
相比DNA，RNA分子更易于合成和分解，并且具有许多不同类型：传递RNA（tRNA）、转运RNA（rRNA）和信使RNA（mRNA）等。
转录过程的主要步骤如下：1. 启动子序列的结合：RNA聚合酶必须与某种DNA序列结合才能启动合成RNA的过程。
启动子序列通常位于基因的起始位置，用于指示RNA酶具体在哪一片段开始转录。
2. 开链：RNA酶从DNA双链中打开某一区段，从而产生一个开放的DNA单链。
该单链被稳定地保护，以避免在转录期间被其他元件损坏。
3. 合成RNA：RNA聚合酶沿着单链DNA向前移动，并利用进入口处的核苷酸再合成一个反义核苷酸链的RNA分子。
RNA聚合酶仅将核苷酸添加到5'末端，仅被用作RNA合成起始部分的碱基标志在3'末端停止合成。
整个过程持续到RNA合成末端的终止序列，然后RNA成品释放，并RNA聚合酶从DNA模板中离开。
二、翻译过程翻译是将RNA序列转化为蛋白质的序列的过程，可以分为三个主要步骤：启动、延长和终止。
启动从AUG（起始）密码子开始，在三联码（一种由三个核苷酸组成的密码子，每个三联码都代表一条氨基酸）的作用下继续进行。
翻译过程必须稍微转换一下信息：DNA中的碱基序列被翻译成RNA中的天然核苷酸单元，然后转变为氨基酸的多肽链中的化学信号。
然而，在许多细胞中，许多会影响翻译机制的复杂调节机制也存在。
三、结论转录翻译是基因表达的重要过程，可实现生命中原始信息的继承、分化和增加。
分子生物学中的转录和表观遗传学
分子生物学中的转录和表观遗传学转录和表观遗传学是分子生物学中非常重要的两个领域，它们探究的是细胞基因的表达方式以及如何通过外部环境和内部调控来影响这种表达方式。
这些研究涉及到了DNA的复制和转录、RNA的加工和运输等多个层面，同时也包括了DNA的甲基化和组蛋白修饰等诸多表观遗传学机制。
在这篇文章中，我将介绍有关这两个领域的一些基础概念以及最新的研究进展。
转录的基本概念转录是细胞基因表达的第一步，它指的是DNA模板上一段核苷酸序列的信息被转录成RNA的过程。
这个过程是由RNA聚合酶（RNA polymerase）进行的，RNA聚合酶能够在DNA单链上移动，读取模板链的序列，然后合成一个与它互补的RNA链。
DNA序列中的T会被转录成U。
这个过程中，RNA链会在RNA 聚合酶的活动下与DNA分离，并往外延伸，直到转录终止。
转录的调控在细胞中，转录过程是受到调控的。
这种调控包括转录因子的结合、表观遗传修饰、DNA和染色质构象的改变等多种方式，确保基因的表达和细胞的功能相匹配。
在生殖细胞和不同组织中，调控基因表达的方式是不同的。
例如，在许多真核生物中，组蛋白修饰是影响DNA可转录性的重要机制。
组蛋白是一类带有弱酸性的蛋白质，能够包裹DNA双链，形成染色质结构。
通过改变组蛋白的修饰状态，可以促进或者抑制RNA在某些基因上的发挥作用。
表观遗传学的基本概念表观遗传学指的是基因表达的模式和状态的继承性。
与传统的遗传学不同，表观遗传学是指环境和生活方式等因素影响细胞，进而影响个体的基因表达模式，并对子代产生影响。
表观遗传学因此成为了人们理解异质性表达、遗传上疾病等重要问题的工具。
表观遗传学的机制表观遗传学机制涉及到多种分子机制，例如甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控等。
甲基化是一种能够影响DNA的化学修饰方式，通过抑制一些基因的表达以及改变其他基因的表达方式，实现基因表达的调控。
组蛋白修饰则是另一种影响DNA自身结构的重要方法，不同的组蛋白状态与DNA的可卷曲程度和基因表达的关系有很大的关联。
分子生物学Chapter 4 转录
σ σ70 σ32 σ54
Biological Process
general Heat shock N metabolism
Consensus Sequence
…TTGACA…… TATAAT…
…TCTCNCCCTTGAA…… CCCCATNTA…
…CTGGNA…… TTGCA…
RNA聚合酶其它亚基的功能
-10区
C G/A T initiation site
转录起点
上游 upstream
下游 downstream
原核生物的扩展启动子
（Extended Promoter）
Extended promoter:
Core promoter: Binding site for RNA polymerase UCE (Upstream control Element，上游控制元件; Up element, UP,上游
β’ : recognize and bind to the template un-specifically
σ: recognize and bind the template specifically
α: unwind the double-strand β: nucleotide’s binding during initiation and elongation
ρ– dependent
ρ factor: (1) Moves along the nascent RNA towards the transcription complex (2) Hydrolyzes the ATP to energize the moving
(3) Helicase
分子生物学-转录
10个核苷酸的合成中，RNA聚合酶易从模板链上脱落，合成效率较低, 此阶段称为
流产转录(abortive trancription)；一旦合成的RNA链长度>10nt, 聚合酶可以与DNA、 RNA形成稳定的三维复合结构，进入转录延伸阶段，这一转变过程称为启动子逃
离（promoter escape）.
2)当RNA聚合酶成功脱离启动子后，进入转录延伸阶段（transcription elongation） 未转录的DNA双链从两蟹爪交接处进入聚合酶, 并分别进入酶分子中各自通道, 在
离开聚合酶后又重新恢复双链结构. 转录延伸中的RNA分子只有8～9nt与模板DNA
互补,其余的RNA链则从模板链上剥离, 并通过RNA通道离开RNA聚合酶. 在延伸过 程中, RNA聚合酶具有两种校正功能:
的平台。体外实验结果显示，其它GTFs与RNA聚合酶Ⅱ按照一定的顺序在启动子
上完成组装。
前起始复合物形成后在特定条件下，在TFⅡH解旋酶活性的催化下引起启动子区
域解链，并同时对RNA聚合酶Ⅱ大亚基羧基端(C-terminal domain,CTD)七肽重复序 列中（Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser）的Ser进行磷酸化修饰，使RNA聚合酶Ⅱ起始
PolⅡ core promoter
二、转录前复合物的形成
普通转录因子可以协助RNA聚合酶Ⅱ结合到启动子并协助实现从闭合复合物向 开放复合物的转化；同时还协助聚合酶脱离启动子顺利进入延伸阶段。把结合在
启动子上准备起始转录的一整套GTFs及RNA聚合酶Ⅱ称为前起始复合物（preinitiation complex）. 前起始复合物的形成位点是核心启动子的TATA元素。GTFs中的TFⅡD首先通过 TBP亚基结合到TATA序列上而形成一个其它GTFs与RNA聚合酶Ⅱ对启动子结合
分子生物学中的转录调控机理
分子生物学中的转录调控机理转录是指将DNA从线性双链结构转录为单链RNA分子的过程。
它是生物体内基本的遗传过程之一，直接决定了生物体内基因表达的情况。
为了保证生物体正常生长发育和应对外界环境的变化，生物体内需要对基因表达进行调控。
其中，转录调控是一种重要的机制。
转录调控是指生物体通过各种方法来调节基因转录的过程，从而控制基因的表达量和时机。
转录调控机理具有多样性、复杂性、时空特异性等特点，其深层次的了解对于深入理解生物体生长发育和疾病发生机理具有重要意义。
转录调控的影响因素在生物体内，转录调控的影响因素主要有DNA序列、RNA聚合酶、转录因子、上游、下游基因或信号分子和环境因素等。
在这些调控因素中，转录因子是最为重要的一种。
转录因子是指一类可与DNA结合的蛋白质，它能够直接或间接地影响基因转录和表达的过程。
细胞内转录因子总数可能超过2000个，每一类转录因子又可能具有多个亚型。
DNA序列也是影响转录调控的重要因素之一。
DNA序列的不同，会直接影响RNA聚合酶与DNA之间的配对效率，从而影响基因的转录速率和转录因子的结合。
此外，上游、下游基因或信号分子和环境因素等也会影响转录调控。
上游基因指转录因子靠近基因的基因；下游基因是指在转录因子反向作用下相对远离基因的基因。
转录因子的调控可以对上游或下游基因产生影响，这种影响可能与疾病发生或者发展有着密切的联系。
环境因素，如温度、日照时间、营养成分等，可以影响基因的表达和转录水平，从而影响生物体的生长和发育。
转录调控机制基因表达的过程非常复杂，它包含了转录和翻译两个阶段。
其中，转录调控是基因表达调控的重要环节。
转录调控机制可以分为顺式调控和反式调控两种类型。
其中，顺式调控是指转录因子直接结合到基因上游的启动子区域，通过改变RNA聚合酶的结构或相互作用，调控基因的转录速率或沿着RNA链的方向模板使用；反式调控则是指存在于基因内部的调控区域，如启动子区域、转录抑制区域等，在转录因子调控下对基因转录产生影响。
分子生物学——转录
转录起始复合物
RNApol (α2ββ′σ - DNA - pppGpN- OH 3′ α ββ′σ) ′
（二）转录延长
1. σ亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变 亚基脱落， 聚合酶核心酶变 构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前 与模板结合松弛，沿着 模板前 移； 2. 在核心酶作用下，NTP不断聚合， 核心酶作用下 作用下， 不断聚合， 不断聚合 RNA链不断延长。 链不断延长。 链不断延长 (NMP) n + NTP → (NMP) n+1 + PPi
• 在DNA分子双链上某一区段，一股链 分子双链上某一区段， 分子双链上某一区段 可转录，另一股链不转录； 可转录，另一股链不转录； • 模板链并非永远在同一单链上。 模板链并非永远在同一单链上。
聚合酶（ 二、RNA聚合酶（DDRP） 聚合酶 ）
1. 原核生物的 原核生物的RNA聚合酶 聚合酶 E.coli的RNA聚合酶是由四种亚基 的 聚合酶是由四种亚基 组成的六聚体（ ωσ） 组成的六聚体（ α2 β β′ ωσ）
TF II B
TF II H
DNA
转录 前 起 始 复 合 物
4. 拼板理论 拼板理论(piecing theory)
一个真核生物基因的转录需要3至 个 一个真核生物基因的转录需要 至5个 转录因子。转录因子之间互相结合，生成 转录因子。转录因子之间互相结合， 有活性和专一性的复合物，再与 有活性和专一性的复合物，再与RNA聚合 聚合 酶搭配而有针对性地结合、 酶搭配而有针对性地结合、转录相应的基 因。
一、原核生物的转录过程
转录的名词解释分子生物学
转录的名词解释分子生物学转录是指在细胞核内将DNA的信息转录成RNA的过程，是分子生物学研究中的重要课题之一。
通过转录过程，可以将DNA的遗传信息转化为RNA分子，进而在细胞内进行蛋白质的合成。
转录是生物体内遗传信息的重要传递通路，对维持生物体正常功能起到至关重要的作用。
转录的过程主要由三个关键步骤组成：启动、延伸和终止。
启动是指RNA聚合酶在某一特定的起始位点结合到DNA上，并开始转录RNA的过程。
DNA双链在转录起始位点被分离，形成一个转录泡。
泡中的单链DNA充当模板，合成RNA 分子的新链与模板DNA互补配对。
聚合酶在将核苷酸加入到RNA链的3'末端时，会以5'-3'方向移动，延伸RNA链。
这一过程被称为延伸。
当转录到终止信号时，RNA链被释放出来，转录过程终止。
转录的调控是细胞内基因表达调控的重要机制之一。
细胞通过调控转录过程来控制不同基因的表达水平。
转录调控可以通过改变RNA聚合酶的结合能力、修改启动转录的蛋白质结构或招募共转录因子等方式进行。
这些调控机制可以使不同细胞在相同遗传背景下表达不同的基因，从而实现细胞的多样性。
在转录过程中，转录因子起着关键作用。
转录因子是一类可以结合到DNA上的蛋白质，可以识别特定的DNA序列，从而调控基因的转录。
转录因子结合到启动子区域上，可以引导RNA聚合酶正确定位，并启动转录。
不同的转录因子具有不同的功能和特异性，它们的调控作用决定了不同基因在不同细胞中的表达模式。
除了转录因子外，转录过程还受到其他一些调控因素的影响。
比如，甲基化是DNA上一种重要的化学修饰，可以对基因转录进行调控。
DNA的甲基化状态可以改变染色质的结构，从而影响转录因子的结合能力和转录起始复合物的形成。
此外，转录过程还受到组蛋白的修饰、染色质结构的改变等因素的影响。
这些调控机制的复杂网络使得细胞可以对环境变化和内外信号作出相应的调整。
转录在细胞生物学中具有非常重要的意义。
分子生物学知识：转录因子的结构和调控机制
分子生物学知识：转录因子的结构和调控机制转录因子是调控基因表达的重要分子，可以通过结合DNA调节基因的转录过程。
其结构和调控机制的研究有助于深入理解基因调控的分子机制。
本文将介绍转录因子的结构特点以及调控机制。
一、转录因子的结构特点转录因子是一类质量较小的蛋白质，通常由数百个氨基酸组成。
它们的结构通常包括DNA结合域和调控域两个部分，DNA结合域可以介导转录因子与DNA结合，并且根据其结构可以分为四类：脱氧核糖核酸激酶（histone kinase）结构域、环状结构域、锚定结构域和交叉型锚定-散板结构域。
除了DNA结合域外，转录因子还含有一些调控域，其可以与其它蛋白质发生相互作用，从而进一步影响基因表达。
例如，某些转录因子可能含有酶促活性域，在结合到DNA时可以将某些辅助蛋白质或小分子酶转运到适当的基因片段上，从而影响相关基因的表达。
不同的转录因子结构域在不同的生物过程中发挥不同的作用。
例如，锚定结构域可以将转录因子锚定在DNA上，限制其与其它转录因子相互作用，而核糖核酸激酶结构域则可以通过直接与DNA结合，调控某些基因的表达。
在某些病理生理状态下，转录因子结构域的突变可能导致基因表达异常，从而引发一系列地病理反应。
二、转录因子的调控机制转录因子的结构域决定了其与DNA结合的方式和程度，从而影响基因表达调控的结果。
除了结构域之外，转录因子还可以通过一些调控机制影响基因表达。
常见的转录因子调控机制包括：1.翻译后修饰翻译后修饰是指在蛋白质翻译后，通过酶反应等方式对蛋白质结构进行调整的过程。
例如，利用乙酰化、甲基化等化学修饰方式对转录因子进行调节，可以有效地改变转录因子结构，从而影响其与DNA 结合的能力以及对基因表达调控的效果。
2.miRNA调控miRNA是一种小RNA分子，可以通过结合靶基因mRNA调节基因表达。
某些miRNA可以直接结合转录因子，从而调节转录因子的表达和活性。
例如，在胰岛素受体信号通路中，转录因子FOXP3可能被miR-125b调节，从而影响胰岛素对膜蛋白的响应，并进一步影响胰岛素的作用。
分子生物学转录
转录名词解释1.转录:是指以DNA为模板，在依赖于DNA的RNA聚合酶催化下，以4种rNTP（A TP、CTP、GTP和UTP）为原料，合成RNA的过程。
2.启动子:在DNA模板上，控制RNA合成开始、并且与RNA聚合酶结合的特异部位或区域，称为启动子(Promoter)3.RNA拼接: RNA拼接（RNA splicing）：一个基因的外元和内元共同转录在一条转录产物中，将内元去除而把外元连接起来形成成熟RNA分子的过程左、右拼接点5‟ 拼接点或左拼接点（内元上游）, 3‟ 拼接点或右拼接点（……下游）不连续转录：反式拼接转录终止子终止子（terminator）：在转录的过程中，提供转录终止信号的RNA序列简答题1、说明RNApol全酶各个亚基的主要功能。
2、以E.coli为例，说出Prok.启动子结构及各部分功能。
答大部分启动子都存在这两段共同序列，即位于–10 bp处的TA TA区和–35 bp处的TTGACA区，它们是RNA聚合酶与启动子的结合位点。
位于-10bp左右，A.T较丰富，易于解链。
其功能是：(1) RNA pol紧密结合;(2) 形成开放启动复合体；(3) 使RNA pol定向转录。
位于-35序列又称为Sextama盒（Sextama box）其功能是:(1) 为RNA pol的识别位点。
σ亚基识别-35序列，为转录选择模板(2) -35和-10序列的距离是稳定的，此与RNA pol的结构有关。
3、以Prok.为例简述转录起始过程。
答 1.全酶与模板的DNA接触，生成非专一的,不稳定的复合物在模板上移动；2. 起始识别：全酶与－35序列结合，产生封闭的酶-启动子二元复合物（closed binary complex）；3.全酶紧密地结合在-10序列处，模板DNA局部变性，形成开放的启动子二元复合体；4. 酶移动到I，第一个rNTP转录开始,σ因子释放,形成酶-启动子-rNTP三元复合（ternary complex）。
分子生物学中的DNA复制和转录
分子生物学中的DNA复制和转录DNA复制和转录是分子生物学中非常重要的两个过程，它们是生命的基本过程之一。
在细胞的生命周期中，复制和转录是发生频率最高的过程之一。
理解DNA复制和转录的机制对于我们研究细胞的生命活动、探究疾病机制以及开发新型药物都具有非常重要的意义。
一、DNA的复制相信很多人都知道DNA是人体的基因物质，它担负着遗传信息的传递和维护。
而DNA的复制则是指在一个细胞分裂成两个细胞时，在新的细胞中也具有和母细胞相同的一整套基因组，这样才能保证下一代细胞也能传递父代的基因。
DNA复制的过程可以分为三个步骤，包括：1. 分离DNA双链：在复制过程中，DNA的两条链要先被分离成两个单链。
这个过程是由一种称为DNA解旋酶的酶催化的。
解旋酶是一个非常重要的酶，通过解旋双链DNA，使得复制酶可以顺着单链DNA向前移动。
2. 合成RNA引物：RNA引物是一小段RNA序列，它可以作为DNA合成的起始点。
在DNA单链的末端，由一种称为原始转录酶（primase）的酶合成。
引物的长度通常为10个核苷酸左右。
3. 合成新链：在RNA引物的作用下，DNA聚合酶在单链DNA 模板上逐个加入互补核苷酸分子，形成新的DNA链。
DNA聚合酶有能力在模板链上逐一读取每个碱基，添加与其互补的碱基形成新链。
根据DNA双链的性质，新合成的链是与模板链互补的新链，因此在其另一端合成的新链也是互补的。
二、DNA的转录DNA的转录是指将DNA序列信息转化为RNA序列的过程，RNA序列则用于指导蛋白质的合成。
DNA转录的过程被分为三个步骤。
1. RNA聚合酶与启动蛋白质结合在DNA启动子上RNA聚合酶和启动蛋白质的结合是转录的第一步。
启动蛋白质的作用是帮助RNA聚合酶识别位于DNA上的启动信号，这个启动信号决定了RNA合成的起始点。
2. RNA链的合成RNA合成是通过建立与模板链互补的链来实现的。
RNA聚合酶可以识别模板链上的碱基，选择相应的互补核苷酸进行合成。
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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：
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:
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。
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
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
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
（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
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。
(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) ；
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。
（二）原核生物的RNA聚合酶（1种）
亚基
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）
• 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 。
•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
) - 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
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。