RNA转录与转录后加工
RNA的转录及加工
1.真核生物基因为什么要进行RNA转录后加工？（P209）原核生物没有细胞器的分化，转录与翻译同时进行。
真核生物有细胞器的分化，基因表达在时间和空间上存在明显间隔。
转录在细胞核内进行，翻译在细胞质内完成。
真核生物基因的初始转录产物被非编码序列或间隔区段分开，转录产物不连续，需要转录后加工。
2.细胞内RNA原初转录物一般都需要经过哪些过程的加工修饰？（P209）真核生物细胞内转录的RNA原初转录物要经过一系列变化，包括：①5’端形成帽子结构；②3’端形成一段PolyA；③切去内含子；④反式剪接；⑤部分核苷酸修饰；⑥RNA 编辑；⑦RNA的再编辑；⑧RNA链的断裂等过程。
3.真核生物RNA前体内含子的剪接分为哪几类？简述其区别。
（P217，P232）内含子的剪接分为三类：①自我剪接内含子②蛋白质或酶参与的内含子剪接③依赖于snRNA剪接的内含子。
区别：4.写出下列英文缩写的含义：PNaseP(212)、hnRNA（217）、RISC（252）、RNAi(251)、剪接体（220）、自我剪接（228）、反义RNA（251或上课PPT）、RNA干涉（251）、siRNA(252)、选择性剪接（235）、核酶（229）PNaseP：催化切除5’端额外核苷酸的酶hnRNA：核内不均一RNARISC：沉默复合物RNAi：RNA干涉剪接体：是mRNA前提在剪接过程中组装形成的多组分复合物，由多种snRNA和蛋白质因子组成，即剪接体是具有催化剪接过程的核塘核蛋白复合体。
自我剪接：rRNA的内含子能够自我剪接，无需剪接体反义RNA：与mRNA互补的RNA分子，也包括与其它RNA互补的RNA分子RNA干涉：在双链RNA引导的抑制过程中存在某种扩增效应，且有某种没活性参与其中。
siRNA：短干涉RNA，发生转录后基因沉默的小的双链RNA选择性剪接：一个基因的初始转录产物在不同的分化细胞、不同的发育阶段乃至不同的生理状态下，可以有不同的剪接方式，得到不同的成熟mRNA和蛋白质产物核酶：RNA本身具有酶的活性称为核酶5.名词解释：套索结构（219）、转酯反应（227）、Dicer酶（253）、顺式剪接（239）、反式剪接（239）套索结构：RNA剪接过程中的中间结构，其中有形成的带尾巴的环形结构转酯反应：在剪接体上完成剪接反应的生化本质是磷酸二酯键的转移，又称转酯反应Dicer酶：能将双链RNA特异性切成大小均一的片段的酶称为Dicer酶顺式剪接：存在与同一基因中的两个或多个外显子和内含子的剪接，称为顺式剪接反式剪接：几个外显子不在同一基因甚至不在同意染色体上的剪接叫反式剪接6.什么是RNA的自我剪接？自我剪接有哪些类型？（217或232）RNA的自我剪接：能自发进行剪接，无需酶或蛋白质参与。
转录后加工名词解释
转录后加工名词解释
转录后加工是指在基因组中进行转录的过程后，对转录产物（RNA分子）进行进一步的修饰和加工的过程。
转录是指在DNA模板上合成RNA分子的过程，而转录后加工则是在RNA分子合成完成后对其进行一系列的修饰和处理。
转录后加工的目的是为了产生成熟的RNA分子，使其能够发挥特定的功能。
在转录后加工过程中，RNA分子经历剪接、修饰和运输等多个步骤，以形成成熟的RNA分子。
剪接是转录后加工中最重要的步骤之一。
在剪接过程中，RNA 分子的内含子（非编码区域）会被剪除，而外显子（编码区域）则会被保留下来。
这样一来，通过剪接，一个基因可以产生多个不同的成熟RNA分子，从而扩大了基因的功能和多样性。
除了剪接，转录后加工还包括其他的修饰过程。
例如，RNA分子可能会经历5'端帽子的添加和3'端的聚腺苷酸尾巴的加入，这些修饰可以保护RNA分子免受降解，并有助于其在细胞内的稳定性和转运过程中的识别。
此外，转录后加工还可以包括RNA编辑、互补RNA合成和核糖体扫描等过程。
RNA编辑是指在转录后，RNA分子中的碱基序列可以发生改变，从而导致RNA分子的信息内容发生变化。
互补RNA合成是指利用RNA分子作为模板合成互补的DNA分子。
核糖体扫描是指RNA分子被核糖体识别并翻译成蛋白质的过程。
总的来说，转录后加工是一系列对转录产物进行修饰和加工的过程，通过这些过程，RNA分子可以获得特定的功能和稳定性，从而发挥其在细胞中的重要作用。
基因的转录、转录后调控
基因的转录、转录后加工及逆转录转录(transcription) 是以DNA单链为模板，NTP为原料，在DNA依赖的RNA 聚合酶催化下合成RNA链的过程。
与DNA勺复制相比，有很多相同或相似之处，亦有其特点，它们之间的异同可简要示于表13-1转录的模板是单链DNA与复制的模板有较多的不同特点，引出了下列相关概念。
转录过程只以基因组DNA中编码RNA(mRNAtRNA rRNA及小RNA 的区段为模板。
把DNA分子中能转录出RNA的区段，称为结构基因(structure gene)。
结构基因的双链中，仅有一股链作为模板转录成RNA称为模板链(template strand)，也称作Watson(W链(Watson strand)、负(-)链(minus strand) 或反意义链(antisense strand) 。
与模板链相对应的互补链，其编码区的碱基序列与mRN的密码序列相同(仅T、U互换)，称为编码链(coding strand)，也称作Crick (0链(Crick strand )、正(+)链(plus strand)，或有意义链(sense strand)。
不同基因的模板链与编码链，在DNA分子上并不是固定在某一股链，这种现象称为不对称转录(asymmetric transcription) 。
模板链在相同双链的不同单股时，由于转录方向都从5'f 3'，表观上转录方向相反，如图13-1 o与DNA复制类似，转录过程在原核生物和真核生物中所需的酶和相关因子有所不同，转录过程及转录后的加工修饰亦有差异。
下面的讨论中将分别叙述。
? 参与转录的酶转录酶(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)。
转录过程及转录后修饰
★复习1．什么是转录？2．转录的模板、酶、原料、合成部位及方向、转录特点。
★新授：三、转录过程（一）转录起始阶段1．概况：RNA聚合酶结合到DNA模板；第一个NTP加入形成转录起始物2．相关概念＊操纵子：由若干结构基因及其上游的调控序列组成的转录单位。
＊启动子：RNA聚合酶全酶与DNA模板结合并启动转录的部位。
3．具体过程⑴根据模板链上核苷酸序列，NTP进入生成与DNA互补的RNA第一、第二位三磷酸核苷⑵RNA聚合酶催化第一、二位三磷酸核苷形成第一个3',5'－磷酸二酯键。
述：通常RNA链起始5'端总是三磷酸嘌呤核苷GTP或ATP，又以GTP更为常见。
4．举例――原核生物的转录起始●全酶（α2 ββ‘σ）结合启动子，σ70 识别-35区●RNA5'第一个核苷酸GTP（ATP）●第一个磷酸二酯键形成：pppGpN-3'OH●转录起始复合物：RNA pol（α2ββ'σ）-DNA- pppGpN-3'OH(二）链的延长1．概况：在起始阶段形成第一个磷酸二酯键后，σ亚基从转录起始物上脱落。
RNA聚合酶核心酶沿模板向下游（3'→5'）移动，新生的RNA链按碱基互补配对原则（T→U），以5'→3' 的方向进行延伸。
述：合成的RNA自3'末端逐步延长。
合成出的RNA与DNA 形成杂交分子,约12bp，因结合不紧很易脱离。
随转录的向前进行，RNA链的5'端不断脱离模板链，然后模板链与编码链又恢复双螺旋结构。
2．转录泡：是由DNA双链,RNA聚合酶与新合成的转录本RNA局部形成的结构,它贯穿于延长过程的始终。
（三）转录终止1．概况：RNA聚合酶合成移到终止信号时停止,转录产物RNA从转录复合物中脱落。
2．原核生物转录终止的类型⑴ρ因子参与的转录终止述：r因子与RNA产物中富含C的部位结合,并诱使RNA聚合酶构象改变停止滑动；ρ因子的解螺旋酶活性,利于RNA 产物的释放。
RNA转录和加工
套索结构的发现使人们认识到， 套索结构的发现使人们认识到，内含子的剪接是通过 两次转酯反应完成的。在第一次转酯反应中， 两次转酯反应完成的。在第一次转酯反应中，分支位 进攻5 剪接位点， 点A的2’－OH进攻5’剪接位点，使其断裂，同时这个A －OH进攻 剪接位点 使其断裂，同时这个A 与内含子的第一个核苷酸（ 形成2 与内含子的第一个核苷酸（G）形成2’ ， 5’ －磷酸 二酯键，内含子自身成环，形成套索结构。 剪接位 二酯键，内含子自身成环，形成套索结构。3’剪接位 点的断裂依赖于第二次转酯反应。上游外显子的3 － 点的断裂依赖于第二次转酯反应。上游外显子的3’－ OH末端攻击3 剪接位点的磷酸二酯键 促使其断裂， OH末端攻击3’剪接位点的磷酸二酯键，促使其断裂， 末端攻击 剪接位点的磷酸二酯键， 使上游外显子的5 －0H和下游外显子的 － 和下游外显子的5 使上游外显子的5’－0H和下游外显子的5’－磷酸基团 连接，并释放出内含子，完成剪接过程。 连接，并释放出内含子，完成剪接过程。被切除的内 含子随后变成线性DNA 随即被降解。 DNA， 含子随后变成线性DNA，随即被降解。
通过分析体外剪接反应中形成的中间体， 通过分析体外剪接反应中形成的中间体，发现内含子 是以一种套索结构（ 是以一种套索结构（lariat structure ）的形式被切除 即内含子5 端的鸟苷酸依靠 ， － 端的鸟苷酸依靠2 的，即内含子5’端的鸟苷酸依靠2’，5’－磷酸二酯键与 靠近内含子3 末端的一个腺苷酸连接在一起 末端的一个腺苷酸连接在一起。 靠近内含子3’末端的一个腺苷酸连接在一起。该腺苷 酸被称作分支位点 分支位点， 酸被称作分支位点，因为在套索结构中它形成了一个 RNA分支 分支。 RNA分支。
在内含子的剪接过程中， 在内含子的剪接过程中，剪接装置必须识别正确的 剪接位点，以保证外显子在剪接的过程中不被丢失， 剪接位点，以保证外显子在剪接的过程中不被丢失， 同时荫蔽的剪接位点要被忽略。 同时荫蔽的剪接位点要被忽略。所谓隐蔽剪接位点 （cryptic splice site ）是指与真正的剪接位点 相似的序列。已经知道一类被称为SR蛋白（ 相似的序列。已经知道一类被称为SR蛋白（SR SR蛋白 protein）的剪接因子在剪接位点的选择中发挥重要 protein） 作用。 作用。
《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
第五讲--RNA的转录与转录后加工(一)讲课教案
成环假说 扭曲假说 滑动假说 渗流假说
RNA转录的抑制作用
RNA转录的抑制剂
某些核酸代谢的拮抗物和抗生素可抑制核苷酸或 核酸的合成，因而可以用于抗病毒或抗肿瘤药物， 也可以用于核酸的研究。
嘌呤和嘧啶类似物 DNA模板功能的抑制剂 RNA聚合酶的抑制物
真核生物RNA转录的抑制因子
核小体在转录中的抑制作用
操纵子是原核生物转录调控的主要形式，相关的 基因排列成簇，由一个调节蛋白所控制，一开俱开， 一闭俱闭，从而对环境条件的改变作出相应的反应。
环腺苷酸（cAMP）在原核生物的基因表达调控 过程中有重要作用。
噬菌体的时序调控
有关噬菌体的时序调控一般都是通过转录水平来 控制的。不同的噬菌体采的策略不同，常见的有三 类：
由组蛋白封闭有关的DNA序列； 多个调控因子同时与邻近的特异DNA部位结合
转录的调节控制
顺式作用元件与反式作用因子
基因的转录特别是转录起始作用取决于基因组中 顺式调控元件与反式作用因子的相互作用。
顺式作用元件是反式作用因子的结合位点，其调 控基因转录的作用正是通过反式作用的作用来实现 的。
反式作用因子
真核生物启动子
真核生物的三种RNA聚合酶有三类转录起始 所必需的启动子。它们均由转录因子而不是 RNA聚合酶所识别。
➢ Ⅰ型启动子 ➢ Ⅱ型启动子 ➢ Ⅲ型启动子
真核生物启动子
Ⅰ型启动子
Ⅰ型启动子是RNA聚合酶Ⅰ的启动子，它控制 rRNA前体基因转录，其产物经剪接加工后生成各 种成熟rRNA。
Ⅰ型启动子可分核心启动子和上游控制元件 （UCE） 。
转录终止与终止因子
终止子与终止因子 RNA合成的终止发生在转录DNA特殊
的碱基顺序中，能提供转录终止信号的 DNA序列称为终止子，协助RNA聚合酶 识别终止信号的蛋白因子则称为终止因子。
RNA的合成与加工
RNA的生物合成（转录）
RNA Biosynthesis（Transcription）
本章主要内容
转录 RNA转录后的加工成熟 真核生物转录后的加工成熟 原核生物转录后的加工成熟 催化活性RNA的发现
RNA合成方式
在生物界，RNA合成有两种方式：一是DNA 指导的RNA合成，此为生物体内的主要合成 方式。
ρ结合上来追赶 RNApol ρ追赶上来 （暂停） ρ与RNApol相 互作用使杂交链 解链
ρ
终止子
（五）DNA模板上的启动子
RNA聚合酶结合模板DNA的部位叫启动子（promoter）, 是20-200个碱基的特定顺序。 原核生物起始区域的共同序列
-10顺序：TATAAT一致性序列（Pribnow box）是双 螺旋打开形成起始复合物的区域 -35顺序：TTGACA一致性序列,是RNA-pol对转录起 始的辨认位点
3、延长 在转录泡上进行
4、转录终止
RNA聚合酶在DNA模板上遇到终止结构，停顿下来 不再前进，转录产物RNA链从转录复合物上脱落下 来，核心酶脱落，转录终止。
转录终止有两种形式：不依赖于ρ因子的终止和 依赖于ρ因子的终止
IR
不 依 赖 于 因 子 的 终 止
IR
茎部富含GC
ρ
依 赖 于 因 子 的 终 止
真核生物的转录和后加工
– 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
鸡卵清蛋
清
白基因
蛋
白
基
hnRNA
因
及
首、尾修饰
其 转
录
、
hnRNA剪接
转
录
后
成熟的mRNA
修
饰
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
ppi
mRNA鸟苷酰转移酶 5` GpppN
pppG pi
mRNA
甲基化酶
（S-腺苷甲硫氨酸）CH3
5` m7GpppN
mRNA
注：帽子结构中G未甲基化，翻译效果差，但稳定性不变
帽子结构
3`-末端多聚腺苷酸的合成
• 先于剪接加工 • poly A polymerase 催化，转录后修饰
点序列（AAUAAA）提供信号 • 一般长度为100~200个腺苷酸
1. 转录起始前的上游区段
顺式作用元件(cis-acting element)
• 顺式作用元件是指与结构基因串联的特定DNA序列，是转录因子的结合位点，它们通 过与转录因子结合而调控基因转录的精确起始和转录效率。
AATAAA
OCT-1
翻译起始点
外显子
转录起始点
内
含
TATA盒
子
转录终止点
CAAT盒
GC盒
解聚现象。
•
核小体
转
录
延
RNA-Pol
长 转录方向
中
5第六章转录、转录后加工及逆转录
•
不同的σ因子识别不同的启动子 E.coli 中有五种σ因子（σ70、σ32、σ54、σ28 、 σ24 ） 枯草杆菌中有11种σ因子 （σ因子的更替对转录起始的调控）
（2）α因子 核心酶的组建因子 α＋α • • 2α＋β α2β＋β’
☻ 以上三个保守序列在绝大多数启动子中都存在
（4）
增强子（enhancer）：
研究SV40病毒时发现，启动子上游的某些序列若发生变化，则大大 降低转录活性，这些序列对转录起增强作用，故称增强子。 一段能够加速基因转录的调节性序列，通过改变DNA模板的螺旋结 构和顺势调控RNA聚合酶及特异性蛋白。 效率高：是转录频率增加10-200倍。 特点：1.位置不定（5‘端上游，3端下游，甚至于内含子中） 2.序列长，有芯(TGGA/TA/TA/T)
• CTD参与转录 → ⅡB → ⅡA → 使 RNApol易于离开
启动子进入延伸过程（10倍）
二、 真核生物的启动子 三种 RNApol 识别三种启动子 三种聚合酶需要不同的转录因子-TF Ⅰ、 TF Ⅱ、TF Ⅲ等 注：每种转录因子根据发现的先后再分为A\B\C (TF Ⅲ A\ TF Ⅲ B) 三种转录方式 三种产物： RNA聚合酶Ⅱ——mRNA前体； RNA聚合酶Ⅰ——rRNA； RNA聚合酶Ⅲ——tRNA和 5S RNA
记为正值
－10 upstream ＋1 start point ＋10 downstream
一、原核生物启动子和终止子 启动子（promoter）:RNA聚合酶的结合区域。 启动子的特点: (1)在转录起始点的5’端 (2)TTGACA:Sextama框，RNA聚合的识别部位（酶 靠σ亚基与之结合），在-35区。 (3)TATAAT: Pribnow 框，RNA聚合酶的结合区，在10区。
简述RNA转录的概念及其基本过程
简述RNA转录的概念及其基本过程
RNA转录是指在细胞内，通过RNA聚合酶（RNA polymerase）将DNA模板转录成RNA分子的过程。
它是基因表达的重要步骤，将DNA中的遗传信息转化为可被细胞翻译成蛋白质的RNA分子。
RNA转录的基本过程如下：
1. 转录起始：在DNA的启动子区域，RNA聚合酶结合到DNA的双链上，并开始脱掉DNA 的双链中的氢键。
2. 转录：RNA聚合酶沿着DNA模板链向下滑动，依次合成RNA链。
它根据DNA模板链的碱基序列，选择并连接适应的核苷酸单元（A、U、G和C），在合成RNA链时形成RNA与DNA的互补碱基配对。
3. 终止：当RNA聚合酶到达终止序列时，终止转录过程。
在原核生物中，终止序列会形成一个稳定的RNA二级结构，阻止RNA聚合酶进一步合成。
在真核生物中，终止信号会导致RNA聚合酶释放，并形成成熟的mRNA分子。
4. 加工和修饰：在真核生物中，转录后的RNA分子（称为原始RNA或前体RNA）经过一系列的加工和修饰，包括剪接、5'端修饰、3'端修饰和RNA修饰。
这些过程将产生成熟的mRNA，可以被核糖体读取并翻译成蛋白质。
RNA转录是基因表达的重要步骤，它将DNA中的遗传信息转录成RNA分子，为蛋白质合成提供模板。
这个过程在细胞内发挥着关键的调控和调整功能，对维持正常的细胞功能和生命活动至关重要。
RNA的转录与转录后加工
RNA的转录与转录后加工一、名词解释1、基因诊断2、RFLP3、启动子 4. 信号肽 5. 核受体 6.hnRNA7、基因治疗8、反义RNA9、核酶10、三链DNA11、SSCP12、管家基因13. 增强子14. 基础转录装置18. 重叠基因19.假基因20.RNA干扰21.酵母双杂交22.转录因子23.转录因子的结构24.衰减子25.内含子27.弱化子28.魔斑29.上游启动子元件30.DNA探针31．SD sequence 32．Ribozyme 33．Terminator二、填空题1、转录是以DNA一条链为模板的RNA的酶促合成。
我们把模板链称为-- --------。
2、数个生化反应可由----- -----------催化，这种具有催化功能的RNA可以剪切自身或其它的RNA分子，或者完成连接或自身剪接反应。
3．RNA酶的剪切分为（）、（）两种类型。
4.原核生物中有三种起始因子分别是（）、（）和（）。
5.hnRNA与mRNA之间的差别主要有两点：（），（）。
6.mRNA在转录开始后不久就与结合，形成颗粒，这种颗粒排列于mRNA 分子上，呈串珠状，就像核小体一样。
7、原始转录物的一些序列被_____________，叫做RNA编辑。
8. 真核生物mRNA的5'-帽子结构是_______,其3'末端有________结构。
9. 原核生物DNA指导的RNA聚合酶的核心酶的组成是___________.10. 真核生物RNA聚合酶III负责转录_________.11. 在转录过程中RNA聚合酶全酶的σ因子负责__________,核心酶负责________.三、选择题1、RNA合成的底物是------ ---------。
A dA TP, dTTP , dGTP , d CTPB A TP, TTP , GTP , CTPC A TP ,GTP, CTP,UTPD GTP, CTP,UTP，TTP2．模板DNA的碱基序列是3′—TGCAGT—5′，其转录出RNA碱基序列是：A．5′—AGGUCA—3′B．5′—ACGUCA—3′C．5′—UCGUCU—3′D．5′—ACGTCA—3′E．5′—ACGUGT—3′3、转录终止必需。
RNA转录与转录后加工
RNA转录与转录后加⼯第7章 RNA转录与转录后加⼯1 本章主要内容1)转录的基本概念2)⼤肠杆菌RNA聚合酶及其转录3)真核⽣物的RNA聚合酶及其转录4)RNA的转录后加⼯和反转录2 教学⽬的和要求通过本章学习，掌握转录的基本概念，原核转录的主要参与者（RNA聚合酶和启动⼦）以及原核转录的过程（起始、延伸和终⽌）。
1)掌握真核转录的三种主要RNA聚合酶、所转录的基因类型和参与转录过程各种因⼦等。
2)了解不同前体RNA的加⼯机制。
3)了解反转录的特点3 重点难点1) 转录2) ⼤肠杆菌RNA聚合酶、原核转录的过程3) 真核⽣物的RNA聚合酶、真核转录过程、转录因⼦4) RNA的转录后加⼯、反转录4 教学⽅法与⼿段讲授与交流互动相结合，采⽤多媒体教学。
5 授课内容1)RNA转录概述2)细菌基因的转录3)真核⽣物的转录4)RNA的转录后加⼯5) RNA的反转录第⼀节 RNA转录概述⼀、信使的发现1955年Brachet⽤洋葱根尖和变形⾍进⾏实验：–若加⼊RNA酶，则蛋⽩质合成就停⽌；–若再加⼊来⾃酵母的RNA，⼜可合成蛋⽩质。
这表明什么？同年Goldstein和Plaut⽤同位素标记变形⾍RNA前体——发现标记的RNA在核内。
标记追踪实验：经过⼀段时间⼜发现被标记的RNA在细胞质中，这表明什么？1956年E. Volkin和L.Astrachan：⽤同位素脉冲⼀追踪标记表明T2噬菌体新合成的RNA的碱基⽐和⾃⾝的DNA碱基⽐相似，⽽和细菌的碱基⽐不同。
T2感染细菌时注⼊的是DNA，⽽在细胞⾥合成的是RNA。
这表明什么？最令⼈信服的证据是Hall.B.D和Spiegeman,S的DNA-RNA的杂交实验：将T2噬菌体感染E.coli后产⽣的RNA分离出来，分别与T2和E.coli的DNA进⾏分⼦杂交。
结果这种RNA只能和T2的DNA形“杂种”链，⽽不能和E.coli的DNA进⾏杂交。
Jacob和Monod预⾔:（1）这种“ 信使”应是⼀个多核苷酸；（2）其分⼦平均不⼩于5 105bp,⾜以携带⼀个基因的遗传信息；（3）它们⾄少是暂时连在核糖体上；（4）其碱基组成反映了DNA的序列；（5）它们能⾼速更新。
RNA的合成与加工转录后加工
一、原核生物（一）核糖体RNA：大肠杆菌共有7个核糖体RNA的转录单位，每个转录单位由16S、23S、5SRNA和若干转运RNA基因组成。
16S和23S之间常由转运RNA隔开。
转录产物在RNA酶III的作用下裂解产生核糖体RNA的前体P16和P23，再由相应成熟酶加工切除附加序列。
前体加工时还进行甲基化，产生修饰成分，特别是a-甲基核苷。
N4,2’-O二甲基胞苷(m4Cm)是16S核糖体RNA特有成分。
5S核糖体RNA一般无修饰成分。
（二）转运RNA：有60个基因，其加工包括：1.内切酶在两端切断，大肠杆菌RNA酶P是5’成熟酶2.外切酶从3’修剪，除去附加顺序。
RNA酶D是3’成熟酶3.3’端加上CCAOH，由转运RNA核苷酰转移酶催化，某些转运RNA已有，切除附加序列后即露出。
4.核苷的修饰：修饰成分包括甲基化碱基和假尿苷，修饰酶具有高度特异性。
甲基化对碱基和序列都有严格要求，一般以S-腺苷甲硫氨酸为甲基供体。
（三）信使RNA：细菌多数不用加工，转录与翻译是偶联的。
也有少数多顺反子信使RNA必须由内切酶切成较小的单位，然后翻译。
如核糖体大亚基蛋白与RNA聚合酶的b亚基基因组成混合操纵子，转录后需经RNA酶III切开，各自翻译。
因为RNA聚合酶的合成水平低得多，切开有利于各自的翻译调控。
较长的RNA会产生高级结构，不利于翻译，切开可改变其结构，从而影响其功能。
二、真核生物（一）核糖体RNA：基因拷贝数多，在几十到几千之间。
基因成簇排列在一起，由RNA聚合酶I转录生成一个较长的前体，哺乳动物为45S。
核仁是其转录、加工和装配成核糖体的场所。
RNA酶III等核酸内切酶在加工中起重要作用。
5SRNA基因也是成簇排列的，由RNA聚合酶III转录，经加工参与构成大亚基。
核糖体RNA可被甲基化，主要在核苷2’羟基，比原核生物甲基化程度高。
多数核糖体RNA没有内含子，有些有内含子但不转录。
（二）转运RNA：由RNA聚合酶III转录，加工与原核相似，但3’端的CCA 都是后加的，还有2’-O-甲基核糖。
- 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)。
第7章RNA转录与转录后加工1本章主要内容1）转录的基本概念2）大肠杆菌RNA聚合酶及其转录3）真核生物的RNA聚合酶及其转录4）R NA的转录后加工和反转录2教学目的和要求通过本章学习，掌握转录的基本概念，原核转录的主要参与者（RNA聚合酶和启动子）以及原核转录的过程（起始、延伸和终止）。
1）掌握真核转录的三种主要RNA聚合酶、所转录的基因类型和参与转录过程各种因子等。
2）了解不同前体RNA的加丄机制。
3）了解反转录的特点3重点难点1）转录2）大肠杆菌RNA聚合酶、原核转录的过程3）真核生物的RNA聚合酶、真核转录过程、转录因子4）R NA的转录后加工、反转录4教学方法与手段讲授与交流互动相结合，采用多媒体教学。
5授课内容1）RNA转录概述2）细菌基因的转录3）真核生物的转录4）RNA的转录后加工5）RNA的反转录第一节RNA转录概述一、信使的发现•1955年Brachet用洋葱根尖和变形虫进行实验：一若加入RNA酶，则蛋白质合成就停止；一若再加入来自酵母的RNA, 乂可合成蛋白质。
这表明什么？•同年Goldstein和Plaut用同位素标记变形虫RXA前体---•发现标记的RNA在核内。
•标记追踪实验：经过一段时间乂发现被标记的RNA在细胞质中，•这表明什么？•1956年E. Volkin和L. Astrachan：•用同位素脉冲一追踪标记•表明T2噬菌体新合成的RNA的碱基比和自身的DM碱基比相似,而和细菌的碱基比不同。
T2感染细菌时注入的是DNA,而在细胞里合成的是RNA。
•这表明什么？•最令人信服的证据是Hall. B. D和Spiegeman, S的D\A-RNA的杂交实验：•将T2噬菌体感染E coli^产生的RNA分离出来,分别与T2和E c。
"的DNA进行分子杂交。
•结果这种RNA只能和T2的D\A形“杂种”链，而不能和E. coli的D\A进行杂交。
Jacob 和Monod预言：（1）这种“信使”应是一个多核昔酸；（2）其分子平均不小于5 105bp,足以携带一个基因的遗传信息；（3）它们至少是暂时连在核糖体上；（4）其碱基组成反映了DNA的序列；（5）它们能高速更新。
Jacob和Monod将它定名为：信使RNA （Messenger RNA）或mRNA。
二、儿个基本概念•转录（transcription）:是指以D\A为模板，在依赖于DNA的RNA聚和酶催化下，以4 种rNTP （ATP、CTP、GTP和UTP）为原料，合成RNA的过程。
•在有些病毒中，RNA也可以指导合成RNA。
•转录是基因表达的第一步，也是最关键的一步。
三、RNA合成的基本特点•1960年Weiss, S,B等发现RNA聚合酶（RNA Pol） o其特点是：（1）以核糖核昔三磷酸（rNTR）为底物；（2）以DNA为模板；（3）按5' -3'方向合成；（4）无需引物的存在能单独起始链的合成；（5）笫一个引入的rNTP是以三磷酸形式存在；（6）在体内DNA双链中仅一条链作为模板；（7）RNA的序列和模板是互补的。
确定有义链•1963 J. Marmur和Doty Spiegelnan区分有义链。
采用枯草杆菌的SP8噬菌体为材料, SP8 DNA双链有"轻”、"重”差异明显。
•现在将作为转录模板的DXA单链称为模板链或反义链（antisen strand）,•非模板链称为有义链（sense strand）或编码链。
•在体外DNA的两条链都可作为RNA合成的模板。
•怎样用实验证实mRNA的合成总是延着5' - 3f方向进行的?•Eco"在0 C时需13秒钟才能加上一个核昔酸，但在37 C每秒就可加上40个核昔酸；•利用这个差别以叱来标记U,在0 C培养E.coli, o•提取这种正在伸长的mRNA分子，发现一一•X'C标记首先出现在伸长的3’端，因此可以证明合成是延着5’ -3’方向进行的。
四、RNA合成和DNA复制的区别（1）转录时只有一条DNA链为模板，而复制时两条链都可作为模板；⑵DNA-RNA^合双链不稳定，RNA合成后释放，而DM复制义形成后一直打开，新链和母成子链；（3）RNA合成不需引物，而DNA复制需引物：（4）转录的底物是rNTP,复制的底物是dNTP；第二节细菌基因的转录一、细菌的RNA 聚合酶1. 全酶(Holo Enzyme)和核心酶(Core Enzyme)(1) 全酶(Holo Enzyme)•用于转录的•依鼎空间结构与DNA 模板结合(o 与核心酶结合后引起的构象变化)•专一性地与DNA 序列(启动子)结合•结合常数：1014/mol•半衰期：数小时(107 / mol 1秒以下)•转录效率低，速度缓慢(o 的结合)(2) 核心酶(Core Enzyme)•作用于转录的延伸过程(终止)•依靠静电引力与DNA 模板结合(蛋口质中碱性基团与DXA 的磷酸根之•非专一性的结合(与D\A 的序列无关)•结合常数：1011 / mol•半衰期:60秒E. Coll RNApol 的亚基组成core enzyme(3) 全酶的组装过程•此外，新发现的一种3亚基的功能尚不清楚。
2. 各亚基的特点和功能(1) 0因子• 0因子可重复使用・修饰RNApol 构型•使Holo Enzyme 识别启动子的Sextama Box( — 35区)，。
与模板链结合E. coli 中不同的因子可识别不同的启动子(2) a 因子•核心酶的组建因子(5)聚合酶系不同。
并通过•促使RNApol与D\A模板链结合•前端a因子一一使模板D\A双链解链为单链•尾端a因子一一使解链的单链D\A重新聚合为双链(3)B因子•完成NMP之间的磷酸酯键的连接；•Editing功能(排斥与模板链不互补的碱基)；•与Rho ( P )因子竞争RNA 3' -end;•构成Holoenzyme后，B因子含有两个位点；•I site (initiation site . R辻s)：该位点专一性地结合；•ATP或者GTP (需要高浓度的ATP或GTP);•E site (elongation site RifR):对NTP非专一性地结合(催化作用和Editing 功能).(4) B '因子•参与RNA非模板链(sense strand)的结合(充当SSB)•有义DNA链结合位点(P '亚基提供)•DNA/RNA朵交链结合位点(0亚基提供)•双链DNA解链位点(前端a亚基提供)•单链DNA重旋位点(后端a亚基提供)•o因子作用位点原核生物RNApol (Core)的结构与功能RNA pol执行多种功能(1)识别DNA双链上的启动子；(2)使DNA变性在启动子处解旋成单链：(3)通过阅读启动子序列，RNA pol确定它自己的转录方向和模板链；(4)最后当它达到终止子时，通过识别停止转录。
二、原核生物转录的起始延伸1.启动子(promoter)的结构和功能启动子(promoter):是指DNA分子上被RNA聚合酶识别并结合形成起始转录复合物的区域，它还包括一些调节蛋白因子的结合位点。
启动子由两个部分组成•上游部分一CAP-cAMP结合位点：(基因表达调控的正控制位点)CAP (catabolite gene Activator Protein)降解物基因活化蛋白，环腺甘酸(cAMP)的受体蛋白•下游部分一RNApol的进入(结合)位点-35 ~ -10包括识别位点和结合位点(R B位点)2.RNA聚合酶的进入位点(1)Sextama 框(Sextama Box)—33序列，RNA聚合酶的松弛(初始)结合位点一RNA聚合酶依靠其o亚基识别该位点，为转录选择模板一一识别位点(R位点)-大多数启动子中共有.序列为T SC T^G TS A SS C SS A I S一重要性:很大程度上决定了启动子的强度(RNApol的。
因子)(2)Pribonow 框(Pribonow Box)•TO序列是lllPribnow和Schaller (1975)发现，故也称为Pribnow框盒(Pribnow box) o•-10序列，RNA聚合酶的牢固结合位点——结合位点(B位点)•一致序列：TsoAgsT^sAeoAsoT, (TATPuAT),因此乂称TATA Box•位置范围一4到一13(3)转录起始位点(I)• + 1位点•RNA聚合酶的转录起始位点•转录开始时模板上的第一个碱基在原核中常为A或G•而且位置固定典型启动子的结构3.起始过程(1)全酶与模板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：全酶与一35序列结合，产生封闭的酶-启动子二元复合物(closedbinary 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，。
因子释放，形成酶-启动子-rNTP三元复合体（ternary complex）。
图起始过程图RNA核心酶和全酶在DNA上的分布：①。
和1/3的RNApol结合成全酶，或在非特异位点的松散复合体中，或在启动子中的二元复合体中；②其中半数的核心酶从事转录；③余下的核心酶大量存在于闭合松散复合体中；④估计数量很少的全酶是游离的。
4. RNA链延伸三原核生物转录的终止1.终止子的种类（1）不依赖P因子的终止子（内在终止子）：体外实验中，只有核心酶和终止子就足以使转录终止（2）依赖P因子的终止子：蛋白质辅助因子一一P因子存在时，核心酶终止转录两者有共同的结构特征（序列差异）①不依赖P因子的终止子（强终止子）•结构特征：e一是形成一个发夹结构茎….7~20 bp的IR序列形成（富含G/C）环….中间不重复序列形成发夹结构的突变可阻止转录的终止e二是6、8个连续的U串（发夹结构末端）②、依赖P因子的终止子a结构IR序列中的G/C对含量较少发夹结构末端没有固定特征b靠与P的共同作用而实现终止2.原核生物转录的终止（1）不依赖P因子的终止子终止转录①新生RNA链发夹结构形成造成高度延宕（典型的有60秒左右）②RNApol暂停为终止提供了机会，6 ~ 8个连续的U串可能为RNApol与模板的解离提供了信号RNA—DNA之间的rU-dA结合力较弱于是：RNA—DNA解离一三元复合体解体-RNApol解离一转录终止③真正的终止点不固定，在U串中的任何一处④IR丿了;列和U串同等重要IR中的G/C对含量的减少U串的缩短或缺失⑤DNA上与U串对应的为富含A / T的区域说明：AT富含区在转录的终止和起始中均起重要的作用（2）依赖P因子的终止子终止转录①通读（read through） : P因子的转录终止过程中，RNApol转录了IR序列之后，虽发生一定时间的延宕，但如果没有P因子存在，则RNApol会继续转录②P因子&、活性形式为六聚体促进转录终止的活性，NTPase活性b、RNA长度大于50nt时，依赖RNA的NTPase活性最大说明：P因子识别和结合的是RNA③P因子对终止子的作用a、P因子与RNA结合（终止子上游的某一处，RNA的5'端）b、P因子沿RNA从3' -3'移动（VTP水解供能）（终止子处的较长时间的延宕给P因子追赶的机会）c、P因子与RNApol相互作用而造成转录的终止RNA Pol转录DNA•P因子附着到RNA识别位点上•P因子跟在R NA Pol后沿RNA移动•RNAPol在终止位点停下，并被P因子追上•在转录泡中P因子使DNA-RNA^种双链解开•转录终止,释放出RNA Pol, P子和RNA④终止反应还需要RNA与DNA的相互作用•即：需要一定的RNA序列•因为：其与模板的结合力必须弱到一定数值，才能配合P因子与RNApol的作用(发夹结构下游的AU序列)•序列不同的终止子一不同的终止程度一基因表达调控的途径之一要点回顾♦儿个基本概念5' ——GCAGTACATGTC ------- 3'编码链DNA3' ——CGTCATGTACAG ------- 5'模板链5，——GCAGUACAUGUC ------- 3' mRNAN ------- Ala—Vai--His—Vai -------- C蛋白质5-不对称转录1.DNA双链上，一股链可转录，另一股不转录。