第十一章 转录讲解
《生物化学第十一章》课件
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生物化学第十一章 PPT课件
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课件概述
课件简介
生物化学第十一章主要内容：蛋白质合成 蛋白质合成过程：转录、翻译、折叠、修饰 蛋白质合成的调控：基因表达调控、翻译后修饰调控 蛋白质合成的应用：基因工程、药物研发、生物技术等
动画效果
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蛋白质是生命的基础，是构成细 胞和生物体的主要成分
第11章 转录
基本转录因子： 转录因子中有一类称为基本转录因子， 相 应 于 RNA-polⅠ 、 Ⅱ 、 Ⅲ ， 分 别 称 为
TFI， TFII，TFIII。
研究较深入，种类较多的是 TFII。TFII 又 分 为 TFIIA ， TFIIB ， TFIID ， TFIIE ， TFIIF，TFIIH等。
部分碱基可形成鼓槌状的茎环结构
(stem-loop)或发夹结构(hairpin)。
RNA
5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGGCACCAGCCUUUUU... 5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU... 3`
TFⅡF TAF TAF
polⅡ
TFⅡE TFⅡH
TFⅡB
TFⅡA
TBP
TATA
DNA
（四）转录起始复合物
转录起始前复合物 PIC 形成后，在迂 回折叠 DNA 构象中，增强子结合蛋白 EBP（enhance binding protein） 结合增 强子,同时与 TFⅡD 中的 TAF 结合，最 后形成转录起始复合物，启动转录。
真核生物转录起始复合物
EBP TFⅡF TAF TAF polⅡ
TF
TBP
TATA
DNA
三、转录延长
真核生物转录延长过程与原核生物大致
相似，但因有核膜相隔，没有转录与翻
-30
5’ 调控序列
TATAAA
+1 T YYAN A YY
3’
TATA盒
Inr
（二）转录因子(transcriptional factor)
转录 (transcription)
真核生物RNA聚合酶II的小亚基
有6－10种，分为三类： 3种RNA聚合酶所共有，与DNA结合有关； 只在RNA聚合酶II中发现； 在某些条件下可以去掉的亚基，参与酶的
基本结构。
真核生物RNA聚合酶I
位于核仁，与rRNA合成有关； 分子量约500－600kD，有6－13种亚基； 最大的两个亚基分子量分别为190kD和
Prokaryotes: one polymerase transcribes all genes.
3.3 原核生物基因的转录
1. 转录的起始 (启动子的结构，RNA聚合 酶识别、结合启动子等)
2. 转录的延伸(形成RNA聚合酶-新生RNA 链-DNA模板三元复合物)
3. 转录的终止(终止子及转录终止的辅助因 子ρ蛋白)
有义链和反义链
编码链(coding strand,有义链sense strand)：与mRNA序列相同的DNA链。
模板链(template strand,反义链antisense strand)：根据碱基互补原则指导mRNA 合成的DNA链。
基因转录为RNA
RNA
mRNA(messenger)：编码特定蛋白质序列 tRNA(transfer)：特异性解读mRNA中的
RNA的转录
与转录有关的一些概念
1. 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。
2. 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)。
第十一章 转录
和 非编码区 互相间隔但又连续镶嵌而成。
A
BC 非编码区D来自编码区 A、B、C、D
外显子 ( exon )
在结构基因及初级转录产物中出现,并表达 为成熟RNA的核酸序列.
内含子 ( intron )
在结构基因中，隔断基因的线性表达,并在
剪接过程中被除去的核酸序列.
3 .mRNA的剪接
•
能指导转录生成RNA的一股单链称模板 链(template strand)或有意义链;与之 相对的单链,不能作模板,称编码链 (coding strand)或反意义链
不对称转录:
（coding strand）
编码链
5
3
模板链
3
5
模板链 （template strand）
编码链
二 . RNA 聚合酶 • 全称:依赖DNA的RNA聚合酶 ( DNA dependent RNA polymerase , DDRP ),简称 RNA 聚合酶( RNA- pol ) • 功能:催化NMP之间以磷酸二酯键连接为多核 苷酸链. • 催化的反应: 5’-pppG -OH + 5’-pppN -OH
ATP
DNA
5`TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT... 3`
5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU... 3`
RNA
UUUU...….
或
UUUU...….
5.8S , 28S RNA
• 本章重点及思考题: • 1.掌握以下概念:转录,不对称转录,模板链,编 码链,断裂基因,mRNA编辑. • 2.原核和真核生物RNA聚合酶的种类及功 能. • 3.简述原核生物转录过程的要点. • 4.简述真核生物三类RNA初始转录产物的 修饰要点.
第十一章转录-PPT精品.ppt
RNApol (2) - DNA - pppGpN- OH 3
（二）延长
3’
核心酶
σ
5’
rRNA、mRNA、tRNA
5’ 3’
转录空泡(transcription bubble)：在转录延长过程中， 由局部打开的DNA双链、RNA聚合酶核心酶及新生成 的RNA三者结合在一起的复合体，为空泡状结构，又 称转录复合物。
一、原核生物转录过程 二、真核生物转录过程
一、原核生物RNA合成过程
（一）起始 （二）延长 （三）终止
（一）起始
转录起始过程
1. RNA聚合酶全酶(2)与模板结合 2. DNA双链局部解开
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
核心酶可以进行转录，但没有
正确的起始点，因此在原核细胞
中的转录起始是需要全酶的 ，而
延长时仅需核心酶。
大肠杆菌的多种σ因子
名称
主要功能
σ28
鞭毛基因
噬菌体合成
σ32
热休克基因
σ因子？
σ54
氮饥饿状态σຫໍສະໝຸດ 0正常状态，最常见启动子2. 真核生物的RNA聚合酶
共3种（RNA-PolⅠ、Ⅱ、Ⅲ） 分别合成rRNA、mRNA和tRNA
三、酶与模板的辨认结合
一、转录模板
结构基因 模板链
RNA
编码链
*结构基因(structural gene): DNA分 子上能转录出RNA的区段。
*模板链(template strand) ，编码链 (coding strand)： DNA双链中按碱基配
第十一章 转录
RNA
UUUUU...…
UUUU...…
茎环结构使转录终止的机理
• 使RNA聚合酶变构，转录停顿；
• 使转录复合物趋于解离，RNA产物释放。
′ 5 ′ 3
启动子
结构基因
终止区
′ 3 ′ 5
′ 5 pppG
ρ
5′
pppG
′ 5
pppG
mRNA
二、真核生物的转录起始
（一）转录起始 真核生物的转录起始上游区段比原核生物
所有真核生物的RNA聚合酶Ⅱ都具有CTD，只是共有
序列的重复程度不同。 磷酸化的CTD在转录起始中发挥作用。
三、 模板与酶的辨认识别： 在原核生物中，若干功能相关的结构基因常 常串联在一起，由其上游的同一调控序列进 行调控，这种基因的组织形式称为操纵子 （operon）。 RNA-Pol 调控序列 启动子 结构基因
3、RNA-polⅡ的138750亚基 与大肠杆菌β亚基序列同源。
羧基末端结构域 (carboxyl-terminal domain, CTD)
RNA聚合酶Ⅱ最大亚基的羧基末端有一段共有 序列为Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser重复序列片段
这一序列在RNA 聚合酶Ⅱ中是独一无二的。
第十一章
RNA的生物合成 (转录)
RNA Biosynthesis, Transcription
转录（transcription）
以一段DNA链为模板合成RNA的过程称为
转录
DNA
RNA
转录过程动画
复制和转录的相同点
1、模板都为DNA
2、都需依赖DNA的聚合酶
3、本质都是形成磷酸二酯键
4、方向都为5’→3’
第十一章代谢调节讲解
第十一章代谢调节—、知识要点代谢调节是生物在长期进化过程中，为适应外界条件而形成的一种复杂的生理机能。
通过调iT作用细胞内的各种物质及能量代谢得到协调和统一，使生物体能更好地利用环境条件来完成复杂的生命活动。
根据生物的进化程度不同，代谢调节作用可在不同水平上进行：低等的单细胞生物是通过细胞内酶的调右而起作用的：多细胞生物则有更复杂的激素调节和神经调节。
因为生物体内的各种代谢反应都是通过酶的催化作用完成的，所以，细胞内酶的调节是最基本的调肖方式。
酶的调节是从酶的区域化、酶的数量和酶的活性三个方而对代谢进行调节的。
细胞是一个髙效而复杂的代谢机器，每时每刻都在进行着物质代谢和能量的转化。
细胞内的四大类物质糖类、脂类、蛋白质和核酸，在功能上虽各不相同，但在代谢途径上却有明显的交叉和联系，它们共同构成了生命存在的物质基础。
代谢的复杂性要求细胞有数虽庞大、功能各异和分工明确的酶系统，它们往往分布在细胞的不同区域。
例如参与糖酵解、磷酸戊糖途径和脂肪酸合成的酶主要存在胞浆中；参与三竣酸循环、脂肪酸B ■氧化和氧化磷酸化的酶主要存在于线粒体中：与核酸生物合成有关的酶大多在细胞核中：与蛋白质生物合成有关的酶主要在颗粒型内质网膜上。
细胞内酶的区域化为酶水平的调节创造了有利条件。
生物体内酶数量的变化可以通过酶合成速度和酶降解速度进行调节。
酶合成主要来自转录和翻译过程，因此，可以分别在转录水平、转录后加工与运输和翻译水平上进行调^在转录水平上，调节基因感受外界刺激所产生的诱导物和辅阻遏物可以调节基因的开闭，这是一种负调控作用。
而分解代谢阻遏作用通过调巧基因产生的降解物基因活化蛋白（CAP）促进转录进行，是一种正调控作用，它们都可以用操纵子模型进行解释。
操纵子是在转录水平上控制基因表达的协调单位，由启动子（P人操纵基因（0）和在功能上相关的几个结构基因组成：转录后的调节包括，真核生物mRNA转录后的加工，转录产物的运输和在细胞中的泄位等；翻译水平上的调节包括，mRNA 本身核苜酸组成和排列（如SD序列），反义RNA 的调节，inRNA的稳宅性等方而。
浙江农林大学生物化学--转录PPT课件
酶的碱性基团间的非特异性吸附作用，核心酶能与模板DNA 非特异性松驰结合； ❖ σ亚基的功能是识别启动子，辩认转录起始点，但不能单独 与DNA模板结合，当它与核心酶结合时，可引起酶构象的改 变，从而改变核心酶与DNA结合的性质，使全酶对转录起始 点的亲和力比其他部位高4个数量级，在转录延长阶段，σ亚 基与核心酶分离，仅由核心酶参与延长过程。
-
4
第二节 转录所需的条件
一、RNA聚合酶， 二、启动子（-10序列和-35序列）， 三、各种转录因子（TFA、TFB、TFD）。 四、四种NTP。
-
5
一、RNA聚合酶
❖ 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）。 它以DNA为模板催化RNA的合成。
-
14
第四节 真核生物的转录
一、真核生物与原核生物转录的区别 1、转录与翻译部位不同 2、RNA聚合酶不同 3、启动子不二、真核生物的转录过程
一)转录的起始
1、RNA聚合酶I催化的转录起始RNA聚合酶I催化前 rRNA（40S RNA）的合成。前rRNA基因转录起始 点上游有两个顺式作用元件，一个是跨越起始点的 核心元件，另一个在–100bp处有上游调控元件（ UCE）。RNA聚合酶I催化的转录需要2种转录因子 ，分别称为上游结合因子（UBF）和选择性因子1 （SL1）。SL1含有4个亚基，一个是TATA盒结合蛋 白（TBP），另3个是TBP相关因子（TAF）。UBF 与DNA结合令模板DNA发生弯曲，使相距上百bp的 UCE和核心元件靠拢，接着SL1和pol I相继结合到 UBF-DNA复合物上，完成起始复合物的组建,开始 转录 。
【高考生物】第11单元 基因的表达-讲义(知识梳理 典例 训练)
第十一单元基因的表达知识点梳理及巩固【学考目标】内容了解理解应用概述遗传信息的转录和翻译√概述中心法则的提出及其发展√说明基因、蛋白质与性状的关系√【知识梳理】一、基因指导蛋白质的合成1.遗传信息的转录和翻译：(1)转录：在细胞核中，以DNA 的一条链为模板合成RNA 的过程。
(2)翻译：在细胞质中，以mRNA 为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
2.遗传信息复制、转录与翻译的比较：DNA 的复制转录翻译场所主要在细胞核内主要在细胞核内细胞质的核糖体上条件模板DNA 的两条链DNA 的一条链mRNA 原料 4 种脱氧核苷酸 4 种种核糖核苷酸20 种氨基酸能量ATP ATP ATP酶解旋酶、DNA 聚合酶等解旋酶、RNA 聚合酶等蛋白质合成酶等工具无无tRNA碱基配对情况DNA 模板：T—A/G—CDNA 模板：A—U/T—A/G—C/C—GmRNA 模板：A—U/U—A/G—C/C—G 产物 2 个子代DNA 一条单链mRNA 具有特定氨基酸顺序的蛋白质二、基因对性状的控制1.中心法则的提出及其发展① DNA 的复制；②转录；③翻译；④RNA 的复制；⑤ 逆转录。
2.基因、蛋白质和性状的关系(1)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，如白化病等。
(2)基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如囊性纤维病等。
(3)表现型是基因型和环境共同作用的结果。
【典例分析】例1下图是一个mRNA分子上结合多个核糖体合成多肽链的示意图，最先开始合成多肽链的核糖体是()A．①B．②C．③D．④例2真核生物基因控制性状的主要途径是( ) A．RNA→蛋白质(性状)B．DNA→ 蛋白质( 性状)C．DNA→RNA→蛋白质(性状) D．RNA→DNA→蛋白质(性状)例 1 D 例 2 C【跟踪训练】1．密码子存在于( )A．DNA 上B．蛋白质上C．mRNA 上D．基因上2．下图表示基因、蛋白质和性状三者之间的关系，图中①、②表示的过程分别是( ) A．复制、转录B．转录、复制C．转录、翻译D．翻译、转录3.下列关于真核生物遗传信息的转录和翻译的叙述中，错误的是( )A．转录的场所主要是细胞核B．翻译的场所是核糖体C．转录时做模板的是DNA 分子的两条链D．翻译时氨基酸是合成蛋白质的原料4．下列说法不正确的是( )A．一种转运RNA 只能转运一种氨基酸B．一种氨基酸可以由几种转运RNA 来转运C．一种氨基酸可以有多种密码子D．一种氨基酸只由一种转运RNA 转运5.DNA 复制、转录和翻译后所形成的产物分别是( )A．RNA、RNA 和蛋白质B．DNA、RNA 和蛋白质C．RNA、DNA 和蛋白质D．DNA、DNA 和蛋白质6.下列有关DNA 和RNA 的叙述，正确的是( )A．生物的遗传信息只存在于DNA 分子中B．真核生物的遗传物质是DNA，而原核生物的遗传物质是DNA 或RNAC．原核生物的DNA 上不存在密码子，密码子只存在于mRNA 上D．在真核生物细胞内，既能以DNA 为模板转录形成RNA，也能以RNA 为模板逆转录形成DNA 7．构成蛋白质的氨基酸有20 种，则决定氨基酸的密码子和转运氨基酸的RNA 种类分别有( ) A．20 种和20 种B．64 种和20 种C．64 种和64 种D．61 种和61 种8.下列关于“中心法则”含义的叙述中，错误的是( )A．基因通过控制蛋白质的合成来控制生物性状B．②③过程可在RNA 病毒侵染宿主细胞后发生C．⑤③④过程所需的原料分别是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸D．②过程中碱基互补配对时，遵循A—U、U—A、C—G、G—C 的原则9.下图为有关遗传信息传递和表达的模拟实验，下列相关叙述合理的是( )A．若X 是mRNA，Y 是多肽，则试管内必须加入氨基酸B.若X 是DNA，Y 含有U，则试管内必须加入逆转录酶C.若X 是tRNA，Y 是多肽，则试管内必须加入脱氧核苷酸D.若X 是HIV 的RNA，Y 是DNA，则试管内必须加入DNA 酶1-5 C C C D B 6-9 C D D A10.如图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，请据图回答下列问题。
转录ppt(共66张PPT)
RNA 聚合酶
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
转录
产物
加工
45SrRNA
18SrRNA 28SrRNA
hnRNA tRNA 5SRNA
snRNA
mRNA
利福平
抑制原核生物的RNA聚合酶
鹅膏蕈碱
抑制真核生物的RNA聚合酶
利福平 主要用于治疗结核病、麻风病等
鹅膏蕈碱 鬼笔鹅膏
三、真核生物的转录产物为单顺
反子
与原核生物不同，真核生物一个转 录单位仅生成一个mRNA分子，经翻 译生成一条多肽链
（三）都形成3’, 5’-磷酸二酯键
二、复制与转录的不同点
模板
原料
酶
校读
复制 两条链 dNTP DNA聚合酶
有
转录 一条链
NTP RNA聚合酶
无
配对
产物
引物
复制
A=T GC
子代双
链DNA
需要
转录
A=U T=A
GC
mRNA tRNA rRNA
不需要
第一节 原核生物的转录
一、转录模板 二、RNA聚合酶 三、模板和酶的辨认结合
第 11 章
RNA的生物合成（转录）
DNA DNA DNA
RNA
蛋白质
中心法则
目录
前 言 复制与转录的异同 第1节 原核生物的转录
第2节 真核生物的转录特点
第3节 真核生物转录后加工
前言 复制与转录的异同
一、相同点 二、不同点
一、复制与转录的相同点
（一）服从碱基配对规则
（二）合成方向都是5’-3’
DNA-dependent RNA polymerase （二）合成方向都是5’-3’ （四）腺嘌呤脱氨成为次黄嘌呤 σ亚基从三元起始复合物上脱落后，核心酶的构象随之发生改变，并沿着模板链的3’→5’方向滑行，进入延长阶段 第1节 原核生物的转录 原核生物的RNA聚合酶仅1种，合成全部RNA 主要用于治疗结核病、麻风病等 真核生物rRNA转录后加工 α2 β β’ ω σ称为全酶
《转录和翻译》课件
转录和翻译的研究
04
进展
转录和翻译的最新研究成果
基因表达调控机制
随着基因组学和分子生物学的发展，科学家们对基因表达 调控机制有了更深入的了解，特别是转录和翻译过程中的 调控机制。
非编码RNA的作用
近年来，越来越多的研究表明，非编码RNA在转录和翻译 过程中发挥着重要作用，为理解基因表达调控提供了新的 视角。
表观遗传学的影响
表观遗传学研究显示，DNA甲基化、组蛋白修饰等表观遗 传学机制对转录和翻译过程具有重要影响，进一步揭示了 基因表达调控的复杂性。
转录和翻译的研究前景
01
人工智能在基因表达调控中的应用
随着人工智能技术的发展，利用人工智能方法对基因表达调控进行预测
、模拟和优化成为研究热点，有望为疾病诊断和治疗提供新的手段。
《转录和翻译》课件
目录
• 转录 • 翻译 • 转录与翻译的相互关系 • 转录和翻译的研究进展
转录
01
转录的定义
01
转录转录是指以DNA为模板合成 RNA的过程。
02
转录转录是基因表达的第一步， 它发生在细胞核中，通过RNA聚 合酶的作用，以DNA为模板合成 RNA分子。
转录的过程
转录转录过程包括启动、延伸和终止三个阶段。
转录在转录过程中，RNA聚合酶首先识别并结合到DNA模板链上的启动子区域 ，然后开始合成RNA链。在延伸阶段，RNA聚合酶以5'-3'方向持续合成RNA， 直到遇到终止信号。最后，RNA聚合酶从DNA模板上释放出来，转录终止。
转录的调控
转录转录调控是通过各种机制对转录过程进行调节和控制的 。
转录转录调控可以发生在转录的各个阶段，包括启动子区域 的调节、RNA聚合酶的调节以及转录过程中的其他调控因子 。这些调控机制可以影响基因的表达水平，从而影响细胞的 功能和行为。
转录
σ亚基脱离酶分子，留下的核心酶与DNA的结合变松，因而较容易继续往前移动。核心酶无模板专一性，能 转录模板上的任何顺序，包括在转录后加工时待切除的居间顺序。脱离核心酶的σ亚基还可与另外的核心酶结合， 参与另一转录过程。随着转录不断延伸，DNA双链顺次地被打开，并接受新来的碱基配对，合成新的磷酸二酯键 后，核心酶向前移去，已使用过的模板重新关闭起来，恢复原来的双链结构。一般合成的RNA链对DNA模板具有高 度的忠实性。RNA合成的速度，原核为25～50个核苷酸/秒，真核为45～100个核苷酸/秒。
mRNA前体的后加工包括以下四方面：①装上5′端帽子：转录产物的5′端通常要装上甲基化的帽子；有的转 录产物5′端有多余的顺序，则需切除后再装上帽子。②装上3′端多聚A尾巴：转录产物的3′端通常由多聚A聚 合酶催化加上一段多聚A，多聚A尾巴的平均长度在20～200个核苷酸；有的转录产物的3′端有多余顺序，则需切 除后再加上尾巴。装5′端帽子和3′端尾巴均可能在剪接之前就已完成。③剪接：将mRNA前体上的居间顺序切除， 再将被隔开的蛋白质编码区连接起来。剪接过程是由细胞核小分子RNA（如U1RNA）参与完成的，被切除的居间顺 序形成套索形（即lariat RNA中间体）。④修饰：mRNA分子内的某些部位常存在N6-甲基腺苷，它是由甲基化酶 催化产生的，也是在转录后加工时修饰的。
真核生物RNA聚合酶有3类（不包括真核细胞线粒体中类似原核的RNA聚合酶），由8～12条亚基组成，分子量 高达80万。初步的研究指出，它们也可能存在类似原核的σ亚基组分。
过程
启动
延伸
终止
电子显微镜下的转录 RNA聚合酶正确识别DNA模板链上的启动子并形成由酶、DNA和核苷三磷酸（NTP）构 成的三元起始复合物，转录即自此开始。DNA模板上的启动区域常含有TATAATG顺序，称普里布诺（Pribnow）盒 或P盒。复合物中的核苷三磷酸一般为GTP，少数为ATP，因而原始转录产物的5′端通常为三磷酸鸟苷（pppG）或 腺苷三磷酸（pppA）。真核DNA上的转录启动区域也有类似原核DNA的启动区结构，和在-30bp（即在酶和DNA结 合点的上游30核苷酸处，常以—30表示，bp为碱基对的简写）附近也含有TATA结构，称霍格内斯(Hogness)盒或 TATA盒。第一个核苷三磷酸与第二个核苷三磷酸缩合生成3′-5′磷酸二酯键后，则启动阶段结束，进入延伸阶 段。
第11章转录
第十一章RNA的生物合成（转录）RNA Biosynthesis, Transcription转录(transcription)生物体以DNA为模板合成RNA的过程。
转录DNARNA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) 无机离子：Mg2+ ，Mn2+子链合成方向：5'→3’碱基配对方式：A-U T-A G-C第一节模板和酶Templates and Enzymes一、转录模板•DNA分子上转录出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)，也称作有意义链或Watson链。
相对的另一股单链是编码链(coding strand)，也称为反义链或Crick链。
5′···GCAGTACATGTC ···3′3′··· c g t g a t g t a c a g ···5′5′···GCAGUACAUGUC ···3′N······Ala · Val · His · Val ······C 编码链 模板链 mRNA蛋白质转录翻译5' 3'3'5'模板链编码链编码链模板链结构基因转录方向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。
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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
( 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。
义为+1，相邻的
上游核苷酸为负
5
3 值，下游记为正
3
5 值。
5
3
-50 -40 -30 -20 -10 +1 +10
3
5
-35 区
TTGACA AA C T G T
转录开始 -10 区
TATAAT ATATTA
－ 35区
－ 10区
+1
trp
TTGACA N17 TTAACT N7 A
调控序列中的启动子(promoter)是RNA聚合 酶结合模板DNA的部位，也是控制转录的关键 部位。
调控序列
结构基因
5'
启RN动A-子pol
3'
3' 5'
RNA
聚 合 酶 保 护 法
用RNA聚合酶保护法研究转录起始区
以DNA模板链上转 录RNA链5’端的
第一位核苷酸定
RNA聚合酶保护区 结构基因
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′ mRNA
翻译
N······Ala ·Val ·His ·Val ······C
蛋白质
二、RNA合成由RNA聚合酶催化
ttRRNAtTrrpp TTTACA N16 TATGAT N7 A
lac
TTTACA N17 TATGTT N6 A
rec A TTGATA N16 TATAAT N7 A
ara
CTGACG N18 TACTGT N6 A
最大一致性
x/45
TTGACA
38 36 29 37 37 28
TATAAT
40 25 30 41 29 44
原核生物启动子－35区（5 TTGACA- 3）是RNA-pol对转录起始 的辨认位点。辨认结合后，酶向下游 移动，达到－10区（5 -TATAAT- 3， 又叫Pribnow盒），此处更易发生解链， 与RNA聚合酶形成开链复合物。
RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合
其一是在DNA分子双链上，一股链用作模板 指引转录；另一股链不转录；
其二是模板链并非总是在同一单链上。
5' 3'
5′
3′
5′
3' 5'
3′
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-链或Watson链。
相对的另一股单链是编码链(coding strand)， 也称为+链或Crick链。
核心酶 (core enzyme)
ω
转录延长阶段
全酶 (holoenzyme)
转录起始阶段
RNA聚合酶的作用
1) 识别启动子。主要依赖于亚基， 亚基只参与转 录的起始，并决定转录的方向。
2) 与DNA结合并使之解链，另外还具有解旋、重新使 DNA螺旋化作用。
3) 催化RNA聚合反应，负责三种RNA合成。 4) RNA聚合酶核心酶通过与不同的亚基结合，识别
第11章
RNA的生物合成
RNA Biosynthesis ( Transcription )
转录 (transcription)
生物体以DNA为模板在RNA聚合酶催化下，以4 种三磷酸核苷酸（ATP、GTP、CTP、UTP）为原料 合成RNA的过程。
转录பைடு நூலகம்
DNA
RNA
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)
ω
第二节
原核生物的转录过程
The Process of Transcription in Prokaryote
一、转录起始需要RNA聚合酶全酶
转录起始需解决两个问题：
RNA聚合酶必须准确地结合在转录 模板的起始区域。 DNA双链解开，使其中的一条链作 为转录的模板。
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) ； 2. DNA双链局部解开约17bp，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
RNApol (2) - DNA - pppGpN- OH 3
第一个磷酸二酯键生成后，σ亚基即 从转录起始复合物上脱落，核心酶连 同四磷酸二核苷酸，继续结合于DNA 模板上，酶沿DNA链前移，进入延长 阶段。
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。
（二）RNA聚合酶由多个亚基组成
核心酶 全酶
亚基 功 能 决定哪些基因被转录
与转录全过程有关（催化） ’ 结合DNA模板（开链） ω 功能尚不清楚
辩认起始点
β
α
σ
ω
α
β’
图 12-5 E.coli RNA 聚合酶的亚基组成
Mg2+和Mn2+
其他蛋白质因子
第一节
原核生物转录的模板和酶
Templates & Enzymes in Prokaryotic Transcription
一、原核生物转录的模板
DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构 基因(structural gene)。
不对称转录(asymmetric transcription)的两 方面含义：
不同的启动子。
其他原核生物的RNA聚合酶，在结构、 组成、功能上均与E. coli相似。
原核生物的RNA聚合酶都受一类抗结 核药利福平或利福霉素的特异性抑制。这 类药物能与RNA聚合酶的亚基特异结合， 从而影响酶的活性。
三、RNA聚合酶结合到DNA的启动子 上起启动转录
原核生物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。