分子生物学课件 转录与逆转录
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分子生物学
整合(Integration) or 环化(circulation)
整合
整合酶
5. Transcription
From provirus to RNA
Poly (A)
U3携带一个启动子。多数情况下，只有左边LTR 的启动子具有活性，负责前病毒的起始转录
LTR同样可携带一个增强子 polyA主要生成位点位于右边LTR的R与U5的交界 处
Retrovirus/retroposon Reverse transcriptase Endogenous/Integration Open reading frame
siRNA miRNA piRNA
特点 产生 功能
特点
逆转录病毒 序列
逆转座子 逆转录酶
逆转录—— 整合
in E.coli
主要途径
repeats (δ) at each end
2 mRNA of Ty: 2 开放阅读框(Open reading frame, ORF) TyA: DNA结合蛋白; TyB: 具有RTase, protease, integrase活性
病毒样 颗粒
病毒样颗粒(Virus-like particle, VLP)
Transducing virus 携带癌基因(v-onc gene) 癌基因(v-onc gene)来自于宿主细 胞(host cell)的原 癌基因(c-onc gene)
7. 逆转座子Retroposon
LTR逆转座子:
1.也称为病毒超家族(viral superfamily) 2.序列组成和转座机制类似于逆转录病毒 3.失去感染性
Copia
序列特点: ~5kb; direct terminal repeat of 276 bp; 5 bp generated when integrated
第十三章基因的转录、转录后加工及逆转录ppt课件
◆真核生物启动子 （1）DNA序列在转录起始点的5’端区(上游 区)（2）-25bp ：TATA盒（Hogness box） （3）-90bp ：GC盒 （4）-70bp ：CAAT盒
-90
-70
GC
CAAT
RNA聚合酶Ⅱ催化的转录起始
RNA聚合酶Ⅱ催化各种前体mRNA的合 成
需要多种TF参与：TFⅡA-J
第一节 参与转录的酶
RNA聚合酶——依赖DNA的RNA聚合酶 （DNA-dependent RNA polymerase,DDRP）
以DNA为模板，催化2个游离的NTP 形成3’，5’-磷酸二酯键
一、原核生物RNA聚合酶
1、大肠埃希菌RNA聚合酶的组成 （1）全酶(holoenzyme)
由4种(5个)亚基α2ββ’σ组成 （2）核心酶(core enzyme)
作用位置
步骤1 步骤2
200~250
（3）真核生物mRNA转录后加工—剪接
内含子
外显子
DNA
hnRNA
●剪接所需条件
snRNA （U1-U6） + 蛋白质 （核内小分子核酸）
多种snRNP （核内小核蛋白颗粒）
多种snRNPs装配成
剪接体 （参与剪接过程）
4、RNA编辑（RNA editing）
二.真核生物RNA转录后的加工 1、rRNA转录后的加工
真核生物rRNA 的基因
(rDNA)
转录产物
成簇纵列串联排列
高度重复序列DNA
核质:(Ⅲ)--不需加 工
5s rRNA
核仁:(Ⅰ)--加工
5.8s rRNA 28s rRNA 18s rRNA
rDNA 内含子
基因间隔
分子生物学 第7章 RNA复制与逆转录ppt课件
单 链 DNA 病 毒 的 基 因 组 有 正 链 （ +ssDNA ） 和 负 链 （ – ssDNA）两种形式。
+DNA：是mRNA的编码链，
–DNA：是mRNA的模板链。
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3
合成互补链
变性
–ssDNA
dsDNA
蛋白质 翻译
mRNA
转录 –ssDNA +ssDNA
复制
–ssDNA
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7.3.4 致癌病毒RNA的繁殖过程
致癌病毒属于逆转录病毒，侵入宿主后细胞后 并不引起细胞死亡，但可使细胞发生恶性转化，引起人 和动物肿瘤，这类病毒包括人类免疫缺陷病毒、白血病 病毒、肉瘤病毒等。
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逆转录病毒蛋白
包装出芽 ⑤
..
逆转录酶 融合
①
宿主细胞染色体 DNA
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7.1.1.2 RNA病毒
RNA病毒所含的RNA分子大多为线性。
RNA病毒基因型分类
双链RNA病毒
单链RNA病毒
±RNA病毒
＋RNA病毒
－RNA病毒
少数单链RNA病毒体内含有多种RNA，如甜菜坏死黄脉 病毒（Beet Necrotic Yellow Vein Virus，BNYVV），基因组 包含5种单链RNA。
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2
7.1.1 病毒遗传物质分类
7.1.1.1 DNA病毒
双链DNA（double strand DNA，dsDNA）， 单链DNA（single strand DNA，ssDNA）， DNA病毒基因组既可以是线性的，也可以是环形的。 多数DNA病毒基因组为双链DNA，子代DNA的合成按 半保留复制方式进行。
分子生物学课件 第六章 转录与逆转录
⑷RNA聚合酶与启动子区的结合 原核生物：RNA聚合酶ββ’与-10区结合（σ 因子作用下） 真核生物：RNA聚合酶与TATA区结合（反式因 子作用下）
※增强子 • • • • 定义、结构： 作用机制： 特点： 代表：β-珠蛋白基因
四 终止子与抗终止 • 不依赖ρ因子的终止子：RNA3’成茎环，又 称内在终止子、强终止子
依赖ρ因子的终止
3.转录延伸：RNA聚合酶释放σ因子，核心酶 沿着模板DNA移动并使新生RNA 链不断伸长的过程。
• 4.转录终止：当RNA链延伸到终止位点时， RNA停止合成，转录泡瓦解， DNA链复原，新生RNA链和RNA 聚合酶将被释放下来。
※转录所需的酶与复合物
• RNA聚合酶：是转录过程中最关键的酶，主 要以双链DNA为模板，以4种核 苷三磷酸作为活性前体，并以 Mg2+/Mn2+为辅助因子，催化 RNA链的起始、延伸和终止， 它不需要任何引物，催化生成 的产物是与DNA模板链互补的 RNA。 ※原核生物只一种RNA聚合酶，真核生物有三种
第六章 转录与逆转录
重难点
转录后加工、真原核转录过程、增强子、终止与抗终止、 RNA聚合酶（真原核）、转录起始复合物
㈠转录 一 转录的定义与特点 1.转录的定义：以DNA为模板，在依赖DNA的 RNA聚合酶的催化下，以4种 NTP（ ATP、CTP、GTP和UTP ） 为原料，合成RNA的过程。
2.转录的特点： • 转录的不对称性：在RNA的合成中，DNA的两条链 中仅有一条链可作为转录的模 板。且多基因DNA中正负链可 相间排列 • 转录单向性：RNA5’→3’合成 • 转录连续性：共线性，RNA与DNA序列一一 对应,RNA链连续合成
• 依赖于ρ因子的终止：ρ结合RNA富C区， 发挥ATP酶、解旋酶 活性，又称弱启动子 ※真核的转录终止：终止修饰点处切离加尾 有些终止点的DNA序列缺乏共性，不能诱导转 录的自发终止，需要ρ因子的参与。 大肠杆菌ρ-依赖型终止子占所有终止子的一 半左右。
逆转录 PPT课件
5. 防止DNA污染：
（1）采用DNA酶处理RNA样品。
（2）在可能情况下，将PCR引物置于基因的不 同外显子，以消除基因和mRNA的共线性。
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RT-PCR的用途
1. 检测细胞中基因表达水平； 2. 检测细胞中RNA病毒的含量； 3. 直接克隆特定基因的cDNA序列。
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四、逆转录
1. 逆转录（reverse transcription）： 是指在 逆转录酶的作用下以RNA为模板合成DNA 的过程。
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2. 逆转录病毒基因组复制过程
• 在逆转录过程中，新合成的DNA链要发生两次 “跳跃”（jump），以改变链间碱基配对的位 置，使双链DNA的两端产生相同的长末端重复 序列LTR (long terminal repeats)。
合成DNA的方向： 逆转录酶合成DNA的方向为5’－3’。Βιβλιοθήκη 2019/9/117
合成DNA的引物：
• 不能从头合成DNA。引物为逆转录病毒包装 时从宿主细胞获得的tRNA分子。
• 一些鸟类逆转录病毒以宿主tRNATrp为引物， 而鼠类逆转录病毒则以宿主细胞tRNAPro为 引物。
• RNase H活性：是指逆转录酶可以从5’－3’ 和3’－5’两个方向水解DNA-RNA杂合分子中 的RNA。
物的RNA、真核生物的rRNA和tRNA不具有PolyA尾 巴。）由于Oligo dT要结合到PolyA 尾巴上，所以对 RNA样品的质量要求较高，即使有少量降解也会使全 长cDNA合成量大大减少。
• 随机引物：适用于长的或具有发卡结构的RNA。 适用于rRNA、mRNA、tRNA 等所有RNA的反 转录反应。主要用于单一模板的RT-PCR反应。
逆转录PPT学习课件PPT课件
差异性条带的克隆、测序、分析， DNA及氨基酸序列联机检NA序列
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基因功能的鉴定： ① knock out ② dominant negative mutation ③ 原核系统或真核系统中的表达翻译。 ④ one hybrid判断出该基因的“启动”基因。 ⑤ two hybrid判断出该基因的产物的作用途径。
Howard Temin and David Baltim ore 于1975年荣获诺贝尔生理与医学奖。
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二、逆转录病毒（retrovirus）
1. 定义：含逆转录酶的RNA病毒称为逆转录病毒。 所有的RNA肿瘤病毒都是逆转录病毒，但是，并不是所有的逆转录病毒都致癌。
巴的特点(Poly A序列起点前2个碱基除AA外只有12种
可能性)，设计了一组10~12 个寡聚胸腺嘧啶，同时再
附加AGC三种核苷酸中的任意两种作为 mRNA 3′端的
锚定引物，其通式为5’-T11MN；即采用Oligo（dT）
1一2
MN 种，
为引物合成cDNA，其中M为A，C，G中的任 N为A，C，G或T中的任意一种，所以共有12
2. 逆转录病毒的基因组： 逆转录病毒基因组由两条相同的正链RNA分子组成，每个约8,500nt，其5‘端 有cap，3’端有ployA尾。
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三、逆转录酶（reverse transcriptase）
定义： 是RNA指导的DNA聚合酶。
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2 为 扩 增 出 polyA 上 游 500bp 以 内 所 有 可 能 性 的 mRNA序列，在5′端设计了20种10bp长的随机引 物。以合成的cDNA第一链为模板，在PCR反应 中，掺入32P或35S标记的dATP或dCTP，这样正 常与异常细胞间差异表达的cDNA片段可以通过 DNA测序凝胶显示出来，
逆转录精品PPT课件
U3 R U5 GAG POL ENV U3 R U5
LTR
LTR
逆转录酶的结构与功能
逆转录酶含有两个亚基，小亚基是大亚基的特异性 水解产物。尽管小亚基的氨基酸序列与大亚基中的 一段氨基酸序列完全一致，但折叠出来的构象并不 相同，它的作用是保护大亚基免受水解。大亚基具 有三个酶活性：（1）5‘→3’的依赖于RNA的DNA聚 合酶活性，该活性用来催化负链DNA的合成；（2） 核糖核酸酶H活性，该活性用来水解tRNA引物和基 因组RNA；（3）5‘→3’的依赖于DNA的DNA聚合酶 活性，该活性用来合成正链DNA。 逆转录酶的聚合酶活性与其它聚合酶一样位于由三 个结构域折叠成的“手掌-手指-拇指” 模体之中， 但核糖核酸酶H活性位于另外一个结构域之中（在小 亚基上已被去除）。
1970年，Temin和David Baltimore 各自从RNA 肿瘤病毒中纯化到催化以RNA为模板合成DNA 的逆转录酶，为逆转录现象的存在提供了最直 接的证据。Termin和Baltimore的发现使得中心 法则不得不进行修改，加上了逆转录内容。
逆转录病毒与癌基因
所有的RNA肿瘤病毒都是逆转录病毒 RNA病毒中的癌基因是宿主细胞正常癌
逆转录病毒基因组RNA的逆转录
5'Cap R U5
PBS
Viral cDNA
基因组RNA
SD
SA
gag pol env
逆转录
U3 R An
PPT
U3 R U5
5’ LTR
gag pol env
U3 R U5
3’ LTR
逆转录病毒
重复
重复
序列
两种形式的差异
序列
RNA
R U5 GAG POL ENV U3 R DNA
第四章转录
1、真核生物核糖体组成：
小亚基：16~18S rRNA组成
大亚基：5S、5.8S、26~28S rRNA组成
2、基因结构特点：
成簇排列，16~18、5.8和26~28SRNA组成一个 转录单位，彼此由间隔序列隔开，将来转录为一个 45S的前体RNA进行加工，5S的单独进行转录。 3、加工过程：以哺乳动物为例
一、原核生物RNA转录后的加工
二、真核生物转录后的加工
三、真核生物RNA的拼接和编辑
一、原核生物RNA转录后的加工
1、原核生物rRNA前体的加工
16S tRNA 23S 5S tRNA
RNaseⅢ
RNaseⅢ
RNaseE
16S
tRNA
23S
5S
tRNA
16S
tRNA
23S
5S
tRNA
真核生物rRNA前体的加工和原核的极为相似
加 工
切去多余的序列 加上CCA、修饰
tRNA 前体的加工包括5‘和3’端的切除、3‘端CCA的添 加和碱基的修饰.
2、真核生物mRNA前体的加工
真核生物mRNA前体的加工是最为复杂的，对于生物体本
身来说也是非常重要的，因为他是编码蛋白质的，结构上包含内 含子结构，而且真和核生物的转录和翻译的过程被分开在不同的 场所进行，这些就决定了真核生物mRNA前体加工必然是一个复 杂的过程。
帽子O
RNA核苷2’-0-甲基转移酶
m7GpppXPYPZ+SAM
m7GpppXmP YPZ+SAH
如果是腺嘌呤 则N6位置还有 一个甲基
帽子1 RNA核苷2’-0-甲基转移酶
m7GpppXmPYPZ+SAM
小亚基：16~18S rRNA组成
大亚基：5S、5.8S、26~28S rRNA组成
2、基因结构特点：
成簇排列，16~18、5.8和26~28SRNA组成一个 转录单位，彼此由间隔序列隔开，将来转录为一个 45S的前体RNA进行加工，5S的单独进行转录。 3、加工过程：以哺乳动物为例
一、原核生物RNA转录后的加工
二、真核生物转录后的加工
三、真核生物RNA的拼接和编辑
一、原核生物RNA转录后的加工
1、原核生物rRNA前体的加工
16S tRNA 23S 5S tRNA
RNaseⅢ
RNaseⅢ
RNaseE
16S
tRNA
23S
5S
tRNA
16S
tRNA
23S
5S
tRNA
真核生物rRNA前体的加工和原核的极为相似
加 工
切去多余的序列 加上CCA、修饰
tRNA 前体的加工包括5‘和3’端的切除、3‘端CCA的添 加和碱基的修饰.
2、真核生物mRNA前体的加工
真核生物mRNA前体的加工是最为复杂的，对于生物体本
身来说也是非常重要的，因为他是编码蛋白质的，结构上包含内 含子结构，而且真和核生物的转录和翻译的过程被分开在不同的 场所进行，这些就决定了真核生物mRNA前体加工必然是一个复 杂的过程。
帽子O
RNA核苷2’-0-甲基转移酶
m7GpppXPYPZ+SAM
m7GpppXmP YPZ+SAH
如果是腺嘌呤 则N6位置还有 一个甲基
帽子1 RNA核苷2’-0-甲基转移酶
m7GpppXmPYPZ+SAM
第六章 生物信息的传递(上)——转录2 分子生物学课件
5.2.1 核酶的发现与内含子的
剪接
p102
• 核酶（ribozyme）是指一类具有催化功 能的RNA分子，通过催化靶位点RNA链 中磷酸二酯键的断裂，特异性地剪切底物 RNA分子。
• “ Ribozyme” 由 T.Cech命名，是由核 糖核酸（ribonucleic acid）和酶 （enzyme） “重组”成的一个新词。
IGS）: 内元中能够与两个拼接点边界序列 配对的一段序列。
剪切机制： 转酯反应 (transeste rification)
（二） Ⅱ类内含子的剪接
Ⅱ类内含子的结构特点
1. 边界序列为
2.
5′↓GUGCG……PYnAU/G↓；
2. 有6个茎环结构；
有分支点顺序（branch-point sequence）：PYPUPYPYTA*PY
二、 引导RNA指导的尿嘧啶插入或删除
• 指导RNA与被编辑区及周围部分核酸序列 虽然有相当程度的互补性，但该RNA上存 在一些未能配对的腺嘌呤，形成缺口为插 入尿嘧啶提供了模板。
• 1990年L.Simpsom等发现的。特异性插入 这些残基的信息来自因为它含有与编辑后 mRNA互补的核苷酸序列，
生物体内内含子的主要类型： Ⅰ类内含子、Ⅱ类内含子（具有自我剪接功 能） GU-AG类、AU-AC 类（不具备自我剪接功 能）
(一) I类内含子的剪接
I类内含子的结构特点：
1. 其边界序列为5′U-G 3′； 2. 具有中部核心结构（Central core
strucature）5’-P-Q-R-S-3’ 3. 内部引导顺序（internal guide seguence,
内切核酸酶
环化核苷 酸二酯酶
激酶
分子生物学-转录ppt课件
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
精选PPT课件
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核心酶 (core enzyme) 全酶 (holoenzyme)
参与转录延伸
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参与转录起始
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精选PPT课件
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利福平和β亚基结合抑制 RNA聚合酶
精选PPT课件
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目录
模板 原料 酶 产物
配对 引物
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
NTP
DNA聚合酶 RNA聚合酶（RNA-pol）
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 精选PPT课件
不需要 6
参与转录的物质
精选PPT课件
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（三）真核生物的RNA聚合酶 （3种）
•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）
分类
依赖Rho (ρ)因子的转录终止 非依赖Rho因子的转录终止
精选PPT课件
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1. 非依赖 Rho因子的转录终止
DNA模板上靠近终止处，有些特殊的碱 基序列，转录出RNA后，RNA产物形成特殊 的结构来终止转录，这种方式较普遍。
分子生物学原理--基因工程ppt课件
分子生物学原理
整合
• 整合： 噬菌体感染大肠杆菌的第一步
噬菌体粘附于细胞壁上，将自身的 DNA注入菌体中。 此 DNA可与细菌染色 体重组，成为细菌染色体的一部分。
• 溶原菌：整合了噬菌体基因组的细菌。
• 裂解： 噬菌体感染大肠杆菌的第二步
DNA利用菌体的酶系统，复制自身及 外壳蛋白，组装成大量新 噬菌体，并将 细菌涨破。
第十四章 基因重组与基因工程
10/28/2024
分子生物学原理
基因重组：genomic recombination 重组DNA：recombinant DNA
10/28/2024
分子生物学原理
第一节、自然界的基因重组
• 转化：transformation • 整合：integration • 转导：transduction • 转位：transposition
10/28/2024
分子生物学原理
转位
• 转位：一个或一组基因从一处转到基因 组的另一个位置。
• 这些游动的基因称为转位子(transposon)。
10/28/2024
分子生物学原理
转 位
10/28/2024
分子生物学原理
第二节、基因工程
• 基因工程：是用分离纯化或人工合成的 DNA在体外与载体DNA结合，成为重组 DNA，用以转化宿主，筛选出能表达重 组DNA的活细胞，加以纯化、传代、扩 增，成为克隆。也叫基因克隆或重组 DNA技术。
切割后与原来载体比较。
• 利用核酸杂交和放射自显影进行鉴定：用目 的基因作探针监测宿主DNA是否重组体。
10/28/2024
分子生物学原理
DNA重组体的筛选与鉴定
•灭 活法筛 选重组 体。
分子生物学--转录与转录后加工课件
• 序列名称 位置 序列 反式作用因子
• TATA-box -25 ~ –30 TATAAAA
TBP
作用是确定精确的转录起始位点，而不起调节转录 效率的功能
2020/6/3
上游元件 (upstream elements)
常表现出细胞类型特异性，功能主要是提高转 录的效率和特异性
• 序列名称 位置 序列 反式作用因子
转录起始位点
基本启动子 (initiation site, Inr) (basal promotor)
上游元件 (upstream elements)
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启动子近侧序列元件
下游元件 (downstream elements) 上游元件
下游元件
基本启动子 (basal promotor)
A
活化因子结合
β rpo 150 1 结合底物，催化磷酸二脂键形成 B
β rpo 160 1 ’C
结合DNA模板
σ rpo 32-90 1 识别启动子，促进转录起始 D
ω
9
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未知
2020/6/3
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σ因子的结构
σ70因子的一级结构
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σ因子与启动子的特异性相互作用
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σ因子的更替可控制转录起始
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转录的起始
2020/6/3
转录的延伸
• RNA链的合成方向5′→3′
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σ循环:RNA聚合酶与启动子结合,使DNA局部熔 解,当转录延伸时, σ因子与核心酶分离,与其它 新的核心酶结合,起始新的转录事件.
《逆转录病毒》课件
在释放过程中，病毒的外膜与细胞膜 融合，将新的病毒颗粒释放到周围环 境中。
组装完成的病毒颗粒会聚集在细胞的 一侧，通过细胞膜出芽释放到细胞外。
03 逆转录病毒与疾病
致瘤性逆转录病毒
致瘤性逆转录病毒是一类能够引起肿瘤的病毒，它们通过感染 人体细胞，导致细胞发生恶性转化和肿瘤形成。常见的致瘤性 逆转录病毒包括人类乳头瘤病毒（HPV）、人类免疫缺陷病毒 （HIV）等。
逆转录病毒特性
具有独特的逆转录过程，对宿主细胞 具有高度依赖性，只能在特定细胞内 复制。逆转录病毒基因组较小，但含 有必需的基因片段以完成复制过程。
分类与亚类
逆转录病毒分类
根据宿主范围、基因组结构等特征，可将逆转录病毒分为不同种类，如禽类、 哺乳动物类和人类逆转录病毒等。
逆转录病毒亚类
在每个大类中，根据病毒基因组序列、结构等特征，可以进一步划分出不同的 亚类或株系。这些亚类在基因组特征、致病性等方面可能存在差异。
02 逆转录病毒的生命周期
吸附与入侵
逆转录病毒通过识别 宿主细胞表面的受体， 吸附在细胞表面。
核衣壳中含有病毒的 RNA基因组和逆转录 酶，这是病毒复制的 关键酶。
一旦吸附，病毒的外 膜与细胞膜融合，将 病毒的核衣壳释放到 细胞质中。
脱壳与基因组释放
核衣壳进入细胞质后，病毒的 RNA基因组从核衣壳中释放出
逆转录病毒可以将其基因转移到宿主基因组中，从而影响宿主的基因组进化和遗传 多样性。
通过基因转移和重排，逆转录病毒可以促进宿主基因组的演化，产生新的基因和蛋 白质，从而影响生物的适应性和进化。
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转录与翻译
01
整合后的原病毒可以转录成病毒的RNA，这些RNA可以作为病 毒蛋白质合成的模板。
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因子，核心酶 沿着模板DNA移动并使新生RNA 链不断伸长的过程。
• 4.转录终止：当RNA链延伸到终止位点时， RNA停止合成，转录泡瓦解， DNA链复原，新生RNA链和RNA 聚合酶将被释放下来。
※转录所需的酶与复合物
• RNA聚合酶：是转录过程中最关键的酶，主 要以双链DNA为模板，以4种核 苷三磷酸作为活性前体，并以 Mg2+/Mn2+为辅助因子，催化 RNA链的起始、延伸和终止， 它不需要任何引物，催化生成 的产物是与DNA模板链互补的 RNA。
※几个概念
1.正链：与mRNA序列相同（T→U）的那条DNA链,编 码链（有义链）
负链：根据碱基互补原则指导mRNA合成的 DNA链,模板链（反义链）
2.转录单元：一段从启动子开始至终止子结 束的DNA序列，转录的功能单元
3.启动子：一段位于结构基因5’端上游区的DNA序 列，能活化RNA聚合酶，特异识别模板
半左右。
※穷追模型
• 抗终止： 定义： 由于不同生理要求，转录过程中有时即
※启动子中几个重要的序列： • 原核生物：-10区：TATAAT，位于上游
10bp处， RNA聚合酶 的结合位点（富含AT 碱基，利于双链打开） -35区：TTGACA，位于上游35bp处，
RNA聚合酶的识别位点，决定 转录启动的强弱 △-10区与-35区之间的距离：16～19bp，小于15bp或大于 20bp都会降低启动子的活性。适宜的距离可以为RNA聚合 酶提供合适的空间结构，便于转录的起始。
作用下） 真核生物：RNA聚合酶与CG区、CAAT区识别
⑷RNA聚合酶与启动子区的结合 原核生物：RNA聚合酶ββ’与-10区结合
（σ 因子作用下）
真核生物：RNA聚合酶与TATA区结合（反式因 子作用下）
※增强子
• 定义、结构： • 作用机制： • 特点： • 代表：β-珠蛋白基因
四 终止子与抗终止
第六章 转录与逆转录
重难点
转录后加工、真原核转录过程、增强子、终止与抗终止、 RNA聚合酶（真原核）、转录起始复合物
㈠转录
一 转录的定义与特点 1.转录的定义：以DNA为模板，在依赖DNA的
RNA聚合酶的催化下，以4种 NTP（ ATP、CTP、GTP和UTP ） 为原料，合成RNA的过程。
2.转录的特点： • 转录的不对称性：在RNA的合成中，DNA的两条链
三 启动子与转录起始
⑴启动子 • 定义：能被RNA聚合酶识别、结合并启
动基因转录的一段起始位点上游 的DNA序列。
※下降突变：启动子突变后，启动子活性下 降
上升突变：启动子突变后，启动子活性上 升
⑵转录单元： 起始位点：
※上游序列：-n表示
下游序列：+n表示 -n…-3-2-1起始位点+1+2+3…+n
• 不依赖ρ因子的终止子：RNA3’成茎环， 又称内在终止子、强终止子
内在终止子的结构特点： 终止位点上游存在一个富含GC碱基的二重对称 区，其转录生成的mRNA容易互补形成发卡式结 构。 终止位点前面有一段4～8个A组成的序列，转 录生成的mRNA的3′末端中相应的有一连串U序 列。
新生RNA中出现发卡结构可导致RNA聚合酶暂停， 破坏RNA-DNA杂合链5’端正常结构，寡聚U使杂合 链3’端部分出现不稳定rU·dA区域。两者共同作 用使RNA从三元复合物中解离出来。
中仅有一条链可作为转录的模 板。且多基因DNA中正负链可 相间排列
• 转录单向性：RNA5’→3’合成 • 转录连续性：共线性，RNA与DNA序列一一
对应,RNA链连续合成
• 有特定起始、终止位点：启动子、终止子
• 双链DNA转录能力大于单链：RNA聚合酶与 双链结合后活性高于单链
• 不需完全开链：只需部分解链，最后DNA 还是双链
终止效率与二重对称序列和寡聚U的长短有关。长 度 ，效率 。
• 依赖于ρ因子的终止：ρ结合RNA富C区， 发挥ATP酶、解旋酶 活性，又称弱启动子
※真核的转录终止：终止修饰点处切离加尾 有些终止点的DNA序列缺乏共性，不能诱导转
录的自发终止，需要ρ因子的参与。 大肠杆菌ρ-依赖型终止子占所有终止子的一
※原核生物只一种RNA聚合酶，真核生物有三种
※真原核RNA聚合酶总结
• 真核RNA聚合酶：RNA聚合酶Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ，对应三种 内含子 RNA聚合酶Ⅱ为关键酶（对应hnRNA→mRNA ），需反式因子作用下起作用 n型内含子：RNA聚合酶n对应的内含子
RNA聚合酶Ⅰ--rRNA,对α-鹅膏蕈碱不敏感 RNA聚合酶Ⅱ--hnRNA→mRNA,对α-鹅膏蕈碱
• 真核生物： TATA区：TATAAA，位于-25～-35，核心启
动元件，使转录精确地起始， T85A97T93A85A63A83
CAAT区：CCAAT，位于-70～-80，上游启
动子元件，控制转录起始频率
GC区：GGGCGG,位于-80～-
110，上游启动子元件，
控制转录起始频率
⑶启动子区的识别 原核生物：RNA聚合酶与-35区识别（σ因子
※RNA聚合酶与DNA聚合酶的区别：
大小 引物 产物 作用方式 外切酶活性 校对合成能力 修复能力
RNA聚合酶 大，4.8×105da
不需要
较短，游离
一条链的某一段
无
无 无
DNA聚合酶 小，1.09×105da
需要 较长，与模板以氢 键相连
两条链同时进行 5’ 3’，3’ 5’
有 有
• 转录复合物（反式因子）：
4.终止子：
二 转录的过程概述
1.模板识别：原核细胞中： 模板识别阶段主要指RNA聚合酶与启 动子DNA双链相互作用并与之相结合 的过程。 真核细胞中： 需要一些转录调控因子（辅 助蛋白），RNA聚合酶才能识别启动 子并形成转录前起始复合物（PIC）。
※拼板理论：真核RNA聚合酶、反式元件、顺式元 件相互作用使转录起始
敏感 RNA聚合酶Ⅲ--tRNA,对α-鹅膏蕈碱有种属特异性
• 原核RNA聚合酶：全酶-（α2ββ’）σ 核心酶- α2ββ’ 活性中心-ββ’
★σ因子结构：六聚体蛋白、具有NTP酶和解螺旋
酶活性，促使新生RNA链从三元转录复合物中解离 出来，从而终止转录。
σ因子作用：与启动子-35区识别
作用机理：
• 4.转录终止：当RNA链延伸到终止位点时， RNA停止合成，转录泡瓦解， DNA链复原，新生RNA链和RNA 聚合酶将被释放下来。
※转录所需的酶与复合物
• RNA聚合酶：是转录过程中最关键的酶，主 要以双链DNA为模板，以4种核 苷三磷酸作为活性前体，并以 Mg2+/Mn2+为辅助因子，催化 RNA链的起始、延伸和终止， 它不需要任何引物，催化生成 的产物是与DNA模板链互补的 RNA。
※几个概念
1.正链：与mRNA序列相同（T→U）的那条DNA链,编 码链（有义链）
负链：根据碱基互补原则指导mRNA合成的 DNA链,模板链（反义链）
2.转录单元：一段从启动子开始至终止子结 束的DNA序列，转录的功能单元
3.启动子：一段位于结构基因5’端上游区的DNA序 列，能活化RNA聚合酶，特异识别模板
半左右。
※穷追模型
• 抗终止： 定义： 由于不同生理要求，转录过程中有时即
※启动子中几个重要的序列： • 原核生物：-10区：TATAAT，位于上游
10bp处， RNA聚合酶 的结合位点（富含AT 碱基，利于双链打开） -35区：TTGACA，位于上游35bp处，
RNA聚合酶的识别位点，决定 转录启动的强弱 △-10区与-35区之间的距离：16～19bp，小于15bp或大于 20bp都会降低启动子的活性。适宜的距离可以为RNA聚合 酶提供合适的空间结构，便于转录的起始。
作用下） 真核生物：RNA聚合酶与CG区、CAAT区识别
⑷RNA聚合酶与启动子区的结合 原核生物：RNA聚合酶ββ’与-10区结合
（σ 因子作用下）
真核生物：RNA聚合酶与TATA区结合（反式因 子作用下）
※增强子
• 定义、结构： • 作用机制： • 特点： • 代表：β-珠蛋白基因
四 终止子与抗终止
第六章 转录与逆转录
重难点
转录后加工、真原核转录过程、增强子、终止与抗终止、 RNA聚合酶（真原核）、转录起始复合物
㈠转录
一 转录的定义与特点 1.转录的定义：以DNA为模板，在依赖DNA的
RNA聚合酶的催化下，以4种 NTP（ ATP、CTP、GTP和UTP ） 为原料，合成RNA的过程。
2.转录的特点： • 转录的不对称性：在RNA的合成中，DNA的两条链
三 启动子与转录起始
⑴启动子 • 定义：能被RNA聚合酶识别、结合并启
动基因转录的一段起始位点上游 的DNA序列。
※下降突变：启动子突变后，启动子活性下 降
上升突变：启动子突变后，启动子活性上 升
⑵转录单元： 起始位点：
※上游序列：-n表示
下游序列：+n表示 -n…-3-2-1起始位点+1+2+3…+n
• 不依赖ρ因子的终止子：RNA3’成茎环， 又称内在终止子、强终止子
内在终止子的结构特点： 终止位点上游存在一个富含GC碱基的二重对称 区，其转录生成的mRNA容易互补形成发卡式结 构。 终止位点前面有一段4～8个A组成的序列，转 录生成的mRNA的3′末端中相应的有一连串U序 列。
新生RNA中出现发卡结构可导致RNA聚合酶暂停， 破坏RNA-DNA杂合链5’端正常结构，寡聚U使杂合 链3’端部分出现不稳定rU·dA区域。两者共同作 用使RNA从三元复合物中解离出来。
中仅有一条链可作为转录的模 板。且多基因DNA中正负链可 相间排列
• 转录单向性：RNA5’→3’合成 • 转录连续性：共线性，RNA与DNA序列一一
对应,RNA链连续合成
• 有特定起始、终止位点：启动子、终止子
• 双链DNA转录能力大于单链：RNA聚合酶与 双链结合后活性高于单链
• 不需完全开链：只需部分解链，最后DNA 还是双链
终止效率与二重对称序列和寡聚U的长短有关。长 度 ，效率 。
• 依赖于ρ因子的终止：ρ结合RNA富C区， 发挥ATP酶、解旋酶 活性，又称弱启动子
※真核的转录终止：终止修饰点处切离加尾 有些终止点的DNA序列缺乏共性，不能诱导转
录的自发终止，需要ρ因子的参与。 大肠杆菌ρ-依赖型终止子占所有终止子的一
※原核生物只一种RNA聚合酶，真核生物有三种
※真原核RNA聚合酶总结
• 真核RNA聚合酶：RNA聚合酶Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ，对应三种 内含子 RNA聚合酶Ⅱ为关键酶（对应hnRNA→mRNA ），需反式因子作用下起作用 n型内含子：RNA聚合酶n对应的内含子
RNA聚合酶Ⅰ--rRNA,对α-鹅膏蕈碱不敏感 RNA聚合酶Ⅱ--hnRNA→mRNA,对α-鹅膏蕈碱
• 真核生物： TATA区：TATAAA，位于-25～-35，核心启
动元件，使转录精确地起始， T85A97T93A85A63A83
CAAT区：CCAAT，位于-70～-80，上游启
动子元件，控制转录起始频率
GC区：GGGCGG,位于-80～-
110，上游启动子元件，
控制转录起始频率
⑶启动子区的识别 原核生物：RNA聚合酶与-35区识别（σ因子
※RNA聚合酶与DNA聚合酶的区别：
大小 引物 产物 作用方式 外切酶活性 校对合成能力 修复能力
RNA聚合酶 大，4.8×105da
不需要
较短，游离
一条链的某一段
无
无 无
DNA聚合酶 小，1.09×105da
需要 较长，与模板以氢 键相连
两条链同时进行 5’ 3’，3’ 5’
有 有
• 转录复合物（反式因子）：
4.终止子：
二 转录的过程概述
1.模板识别：原核细胞中： 模板识别阶段主要指RNA聚合酶与启 动子DNA双链相互作用并与之相结合 的过程。 真核细胞中： 需要一些转录调控因子（辅 助蛋白），RNA聚合酶才能识别启动 子并形成转录前起始复合物（PIC）。
※拼板理论：真核RNA聚合酶、反式元件、顺式元 件相互作用使转录起始
敏感 RNA聚合酶Ⅲ--tRNA,对α-鹅膏蕈碱有种属特异性
• 原核RNA聚合酶：全酶-（α2ββ’）σ 核心酶- α2ββ’ 活性中心-ββ’
★σ因子结构：六聚体蛋白、具有NTP酶和解螺旋
酶活性，促使新生RNA链从三元转录复合物中解离 出来，从而终止转录。
σ因子作用：与启动子-35区识别
作用机理：