RNA生物合成的合成
相关主题
- 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)。
转录起始点上游区段具有核心启动子序列
原核生物转录过程 转录起始 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。 过程 1. RNA聚合酶全酶(α2ββ'σ)与模板结合，形成闭合转录复合体； 2. DNA双链局部解开，形成开放转录复合体； 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： 特点 σ因子辨认转录起始点，被辨认的DNA区域就是-35区的TTGACA序列。 辨认结合后，酶移向-10区的TATAAT序列并跨入了转录起始点。 转录起始不需要引物。 转录起始生成RNA的第一位多是GTP，RNA链5 '端结构5'-pppGpN - OH3 '。 转录的延伸 1. σ亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移； 2. 在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长。 转录复合物：转录过程中，RNA聚合酶及其所覆盖的DNA双链以及合成的RNA共同构成的复 合物。 羽毛状现象
参与RNA-polII转录的TFII
转录起始前复合物（PIC） 真核生物RNA-pol不与DNA分子直接结合，而需依靠众多的转录因子。
由RNA--Pol Ⅱ催化转录的PIC
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，没有转录与翻译同步的现 象。 RNA-pol前移处处都遇上核小体。 转录延长过程中可以观察到核小体移位和解聚现象。
原核生物RNA聚合酶
wenku.baidu.com
σ（sigma）亚基在转录延长时脱落。核心酶参与整个转录过程。 有多种σ因子，识别不同基因启动子，启动不同基因转录，如：σ32是应答热刺激而诱导 产生的。 真核生物RNA聚合酶
转录的特点 转录是不连续、分区段进行的。不需要引物。 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。
转录终止 指RNA聚合酶在DNA模板上停顿下来不再前进，转录产物RNA链从转录复合物上脱落下 来。
依赖Rho因子的转录终止 Rho因子是同六聚体蛋白质，有ATP酶和解螺旋酶的活性。Rho因子能结合RNA，对 poly C的结合力最强。转录终止信号存在于RNA而非DNA模板。 Rho因子与RNA转录产物结合，RNA聚合酶因构象变化而停顿， 同时Rho因子的解螺旋 酶活性使DNA/RNA杂化双链解链，RNA产物被释放。 非依赖Rho因子的转录终止 RNA产物形成特殊的茎环（stem-loop)/发夹(hairpin)结构来终止转录。 1.富含G-C回文序列 2.一串连续的U
真核生物转录后修饰 初始RNA转录物需经过加工才能成为具有功能的成熟的RNA。加工过程主要在细胞核中进行
主要修饰方式
剪接、剪切、修饰、添加 真核生物mRNA的转录后加工 包括首、尾修饰和剪接
首尾修饰 5'端形成 帽子结构(m7GpppGp —) 3'端加上多聚腺苷酸尾巴(poly A tail)
帽子结构的详细结构式
多聚腺苷酸尾巴
mRNA的剪接
鸡卵清蛋白基因转录后修饰
mRNA的编辑
tRNA的转录后加工
1. 去除5’端先导序列， 2. 切除3’末端多余核苷酸，核苷酸转移酶催化加上CCA-OH尾 3. 稀有碱基的生成 rRNA转录后加工
核酶 具有酶促活性的RNA称为核酶 Ⅰ、Ⅱ类内含子剪接不需要蛋白质的参与，而由RNA作为酶起作用。
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。
RNA聚合酶 DNA依赖的RNA聚合酶； 化学机制与DNA聚合酶催化DNA合成相似 启动子： 起始转录的一段必需的DNA序列，包括与RNA聚合酶结合区、转录起始点及其它 各种可能与调控蛋白结合的区域，本身一般不被转录。 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, 不需要引 物
使RNA聚合酶变构，转录停顿； 使转录复合物趋于解体，寡聚U促使RNA产物从模板上脱落。 真核生物转录过程
真核生物转录起始 真核生物启动子保守序列
转录因子 能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质，现已发现数百种，统称为反式作 用因子。反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的，则称为转录因子 (transcriptional factors, TF)。
核酶二级结构
核酶研究意义
核酶的发现，对中心法则作了重要补充； 核酶的发现是对传统酶学的挑战； 酶的定义：由生物催化作用的生物大分子； 利用核酶的结构设计合成人工核酶 。 人工设计的核酶
复制和转录的异同 同 都是酶促的核苷酸聚合过程 以DNA为模板，都需依赖DNA的聚合酶 生成磷酸二酯键 都从5´至3´方向延伸聚核苷酸链 都遵从碱基配对规律。 异
真核生物的启动子 顺式作用元件：可影响自身基因表达活性的DNA序列, 包括启动子、增强子等。 反式作用因子：能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质。 转录因子：反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的。
RNA生物合成的合成
RNA生物合成的方式 RNA的生物合成 ≠ 转录
转录 生物体以DNA为模板合成RNA的过程
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 RNA的复制 以RNA为模板生成RNA，如冠状病毒 转录的模板和酶 转录的模板 DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因。 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，另一股单链是编码链(coding strand) 不对称转录（asymmetric transcription)
核小体移位
转录终止——和转录后修饰密切相关
顺式作用元件
转录的抑制作用 作用于模板DNA的抑制剂 抑制模板活性，使转录不能进行，同时抑制DNA复制；如放线菌素D、黄曲霉素、 远霉素 作用于RNA聚合酶的转录抑制剂 使RNA聚合酶活性丧失或改变，不影响复制，是研究转录机制和RNA聚合酶性质 的重要工具酶；如利福平、鹅膏蕈碱
原核生物转录过程 转录起始 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。 过程 1. RNA聚合酶全酶(α2ββ'σ)与模板结合，形成闭合转录复合体； 2. DNA双链局部解开，形成开放转录复合体； 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： 特点 σ因子辨认转录起始点，被辨认的DNA区域就是-35区的TTGACA序列。 辨认结合后，酶移向-10区的TATAAT序列并跨入了转录起始点。 转录起始不需要引物。 转录起始生成RNA的第一位多是GTP，RNA链5 '端结构5'-pppGpN - OH3 '。 转录的延伸 1. σ亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移； 2. 在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长。 转录复合物：转录过程中，RNA聚合酶及其所覆盖的DNA双链以及合成的RNA共同构成的复 合物。 羽毛状现象
参与RNA-polII转录的TFII
转录起始前复合物（PIC） 真核生物RNA-pol不与DNA分子直接结合，而需依靠众多的转录因子。
由RNA--Pol Ⅱ催化转录的PIC
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，没有转录与翻译同步的现 象。 RNA-pol前移处处都遇上核小体。 转录延长过程中可以观察到核小体移位和解聚现象。
原核生物RNA聚合酶
wenku.baidu.com
σ（sigma）亚基在转录延长时脱落。核心酶参与整个转录过程。 有多种σ因子，识别不同基因启动子，启动不同基因转录，如：σ32是应答热刺激而诱导 产生的。 真核生物RNA聚合酶
转录的特点 转录是不连续、分区段进行的。不需要引物。 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。
转录终止 指RNA聚合酶在DNA模板上停顿下来不再前进，转录产物RNA链从转录复合物上脱落下 来。
依赖Rho因子的转录终止 Rho因子是同六聚体蛋白质，有ATP酶和解螺旋酶的活性。Rho因子能结合RNA，对 poly C的结合力最强。转录终止信号存在于RNA而非DNA模板。 Rho因子与RNA转录产物结合，RNA聚合酶因构象变化而停顿， 同时Rho因子的解螺旋 酶活性使DNA/RNA杂化双链解链，RNA产物被释放。 非依赖Rho因子的转录终止 RNA产物形成特殊的茎环（stem-loop)/发夹(hairpin)结构来终止转录。 1.富含G-C回文序列 2.一串连续的U
真核生物转录后修饰 初始RNA转录物需经过加工才能成为具有功能的成熟的RNA。加工过程主要在细胞核中进行
主要修饰方式
剪接、剪切、修饰、添加 真核生物mRNA的转录后加工 包括首、尾修饰和剪接
首尾修饰 5'端形成 帽子结构(m7GpppGp —) 3'端加上多聚腺苷酸尾巴(poly A tail)
帽子结构的详细结构式
多聚腺苷酸尾巴
mRNA的剪接
鸡卵清蛋白基因转录后修饰
mRNA的编辑
tRNA的转录后加工
1. 去除5’端先导序列， 2. 切除3’末端多余核苷酸，核苷酸转移酶催化加上CCA-OH尾 3. 稀有碱基的生成 rRNA转录后加工
核酶 具有酶促活性的RNA称为核酶 Ⅰ、Ⅱ类内含子剪接不需要蛋白质的参与，而由RNA作为酶起作用。
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。
RNA聚合酶 DNA依赖的RNA聚合酶； 化学机制与DNA聚合酶催化DNA合成相似 启动子： 起始转录的一段必需的DNA序列，包括与RNA聚合酶结合区、转录起始点及其它 各种可能与调控蛋白结合的区域，本身一般不被转录。 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, 不需要引 物
使RNA聚合酶变构，转录停顿； 使转录复合物趋于解体，寡聚U促使RNA产物从模板上脱落。 真核生物转录过程
真核生物转录起始 真核生物启动子保守序列
转录因子 能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质，现已发现数百种，统称为反式作 用因子。反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的，则称为转录因子 (transcriptional factors, TF)。
核酶二级结构
核酶研究意义
核酶的发现，对中心法则作了重要补充； 核酶的发现是对传统酶学的挑战； 酶的定义：由生物催化作用的生物大分子； 利用核酶的结构设计合成人工核酶 。 人工设计的核酶
复制和转录的异同 同 都是酶促的核苷酸聚合过程 以DNA为模板，都需依赖DNA的聚合酶 生成磷酸二酯键 都从5´至3´方向延伸聚核苷酸链 都遵从碱基配对规律。 异
真核生物的启动子 顺式作用元件：可影响自身基因表达活性的DNA序列, 包括启动子、增强子等。 反式作用因子：能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质。 转录因子：反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的。
RNA生物合成的合成
RNA生物合成的方式 RNA的生物合成 ≠ 转录
转录 生物体以DNA为模板合成RNA的过程
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 RNA的复制 以RNA为模板生成RNA，如冠状病毒 转录的模板和酶 转录的模板 DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因。 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，另一股单链是编码链(coding strand) 不对称转录（asymmetric transcription)
核小体移位
转录终止——和转录后修饰密切相关
顺式作用元件
转录的抑制作用 作用于模板DNA的抑制剂 抑制模板活性，使转录不能进行，同时抑制DNA复制；如放线菌素D、黄曲霉素、 远霉素 作用于RNA聚合酶的转录抑制剂 使RNA聚合酶活性丧失或改变，不影响复制，是研究转录机制和RNA聚合酶性质 的重要工具酶；如利福平、鹅膏蕈碱