生物化学原理(10)(1)
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再见，see you again
2020/11/26
生物化学原理(10)(1)
转录泡结构
非模板链
RNA聚合酶
模板链
生物化学原理(10)(1)
• 原核生物转录的过程：
– 2. 转录的起始： RNA聚合酶到达转录起始点，开始 催化核苷三磷酸按照模板链上的碱基顺序合成RNA。 此时σ亚基从全酶上脱离下来，解离后的σ亚基再与 另一个核心酶组成全酶开始下一轮转录。
– 3. RNA链的延伸：转录泡延着模板链3’ 5’方向不 断移动，转录泡内RNA链的5’端方向10－12个核苷酸 始终与模板链形成杂合体。
AGCCCGCCTAATGGCGGGCT TCGGGCGGATTACCGCCCGA
AGCCCGCCUAAUGGCGGGCU
生物化学原理(10)(1)
转录的终止
生物化学原理(10)(1)
不依赖于ρ因子 的转录终止
生物化学原理(10)(1)
（2）依赖于ρ因子的终止子：这类终止子必须在ρ因子存 在下转录才发生终止。这类终止子的回文结构中不含GC 富集区，回文结构后也无寡聚U。 ρ因子：一种相对分子量约为45kD的蛋白质因子，起协助 终止的作用。
生物化学原理(10)(1)
依赖于ρ因子的转录终止
生物化学原理(10)(1)
• 真核生物的转录：
– 真核生物含有三种RNA聚 合酶，根据它们对于α鹅膏蕈碱 敏感度的不同， 分为RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ。
– 真核生物的RNA聚合酶 不能直接识别启动子起 始转录，必须在其他的 转录因子的帮助下开始 转录。
生物化学原理(10)(1)
• 参与转录的各因素：
1. 依赖DNA的RNA聚合酶：
作用特点：
（1）以4种核糖核苷三磷酸作为底物，反应需要Mg2＋的 参与
（2）需要适当的DNA作为模板
（3）合成的RNA链方向也为5’3’
（4）反应无需引物，直接以DNA为模板合成新的RNA链
（5）RNA聚合酶无校对功能
– 真核生物DNA含有复杂 的转录调控结构
生物化学原理(10)(1)
真核生物三种RNA聚合酶的比较
生物化学原理(10)(1)
转录后加工
• 在体内，尤其是真核生物体内，由DNA直接转录合成
的RNA大多数要经过一系列的后加工才能生成成熟的 RNA的过程，称为转录后加工。
生物化学原理(10)(1)
• 原核生物体内的RNA后加工：原核生物的mRNA通常
生物化学原理(10)(1)
• 真核生物体内RNA的转录后加工：真核生物体内的
tRNA和rRNA和原核生物有些类似，但真核生物的 mRNA前体必须经过复杂的加工过程。
生物化学原理(10)(1)
1. 真核生物中rRNA前体的加工：哺乳动物的rRNA 前体约为45S， 在细胞核中加工最后形成18S、28S和5.8S rRNA.
E.Coli RNA聚合酶：含有α2β β ’σω亚基，其中α2β β ’构成 核心酶，负责转录过程中RNA链的延伸。
功能未知
起始亚基，为转录 起始所必需
生物化学原理(10)(1)
E.Coli RNA聚合酶的三维构像图
生物化学原理(10)(1)
• 参与转录的各因素：
2. 转录单位：RNA链的合成是从模板特定的部位起始的， 经过链的延伸终止于特定的模板部位。一般将从转录起始 点到转录终止点的整个区域称为转录单位。
生物化学原理(10)(1)
2. 真核生物中tRNA前体的加工：通过核酸内切酶和外切酶去除5’ 及3’端的附加序列；在3’端加上CCA序列；核苷的修饰
生物化学原理(10)(1)
3. 真核生物中mRNA前体的加工：在细胞核内，mRNA的初始转录 物被加工为分子大小不等的中间产物，称为核不均一RNA （hnRNA)。 hnRNA在转变为成熟的mRNA的过程中，需经以下的 进一步加工：
– 4. 转录的终止：当RNA聚合酶达到终止子时，RNA 转录将终止
生物化学原理(10)(1)
转录的进行
生物化学原理(10)(1)
终止子：具有终止功能的特定的DNA序列，为RNA聚合 酶提供终止转录信号的DNA序列。 （1）不依赖于ρ因子的终止子：含有一个或多个富含GC 的回文对称序列；含有一个多聚的A或T序列在回文序列 后。
一经转录即进行翻译，大多不进行转录后加工。但 tRNA和rRNA都要在转录后经过一系列加工才能成为有 功能的分子。
生物化学原理(10)(1)
原核生物中rRNA前体的加工：E. Coli 中rRNA 有7个转录单位，每 个转录单位由16s rRNA、23s rRNA、5s rRNA以及一个或几个 tRNA基因组成。
生物化学原理(10)(1)
• 参与转录的各因素：
3. 启动子结构：启动子是指RNA聚合酶识别、结合并由 此启动转录的一段DNA序列，位于转录起点的5’端上游 区，启动子本身一般是不被转录的。
E. Coli 中的两个启动子序列： -10序列（Pribnow框）：TATAAT -35序列（识别序列）：TTGACA
生物化学原理(10)(1)
2020/11/26
生物化学原理(10)(1)
生物化学原理(10)(1)
第十四章 RNA的合成：转录和加工
• DNA的转录 • 转录后加工 • 逆转录
生物化学原理(10)(1)
DNA的转录
• 转录transcription：指遗传信息从DNA转移到
RNA的过程，即以DNA为模板，由依赖DNA的 RNA聚合酶催化RNA合成的过程。
甲状腺 脑
降钙素
降钙素基因相关肽
生物化学原理(10)(1)
真核生物mRNA剪切举例
卵清蛋白
生物化学原理(10)(1)
逆转录
• 逆转录：是指以RNA为模板合成DNA的过程。，催化
逆转录反应的酶称为逆转录酶，也称为RNA指导的 DNA聚合酶。
生物化学原理(10)(1)
生物化学原理(10)(1)
3rew
生物化学原理(10)(1)
-35序列（识别序列） -10序列（Pribnow框）
-35序列（识别序列）
E. Coli 中不同基因的启动子序列
生物化学原理(10)(1)
转录的起始
生物化学原理(10)(1)
• 原核生物转录的过程：
1. 模板的识 别和转录泡 的形成：
σ亚基
生物化学原理(10)(1)
（2） 3’端加polyA 尾：
AAUAAA：最主要的 polyA信号
内切酶
Poly A聚合酶
生物化学原理(10)(1)
（3） 内含子的剪切：大多数真核基因是断裂基因，其转录产物中 同时含有内含子（插入序列）和外显子（编码序列）。在mRNA的 后加工过程中，将通过拼接（splicing）去除内含子，使外显子成 为连续序列。
（1） 5’端加“帽”：
7-甲基鸟苷
真核生物 mRNA 5’端 5’,5’-三磷酸键 “帽”结构
生物化学原理(10)(1)
真核生物mRNA 5’端“帽”结 构
生物化学原理(10)(1)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
磷酸水解酶 鸟苷酰转移酶 鸟嘌呤-7-甲基转移酶 2’-O-甲基转移酶
真核生物mRNA 5’ 端加“帽”过程
生物化学原理(10)(1)
生物化学原理(10)(1)
真核生物的mRNA剪切
外显子
内含子
生物化学原理(10)(1)
真核生物的mRNA剪切模式（1）
初级转录物
内含子
外显子
中间体
剪接的RNA
生物化学原理(10)(1)
真核生物的mRNA剪切模式（2）
2’,5’-磷酸二酯键
生物化学原理(10)(1)
相同的转录产物，不同的剪接方式，最终可生成不同的蛋白质
生物化学原理(10)(1)
依赖DNA的RNA聚合酶催化的转录是不对称的：
在体内转录过程中，DNA双链中只有一条链或者某个区 段作为模板进行转录。参与转录的DNA链被称为模板链 （反义链），而另一条链则被称为编码链（正义链）。 RNA含有与编码链几乎完全相同的碱基序列，除了以U代 替T以外。
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生物化学原理(10)(1)
转录泡结构
非模板链
RNA聚合酶
模板链
生物化学原理(10)(1)
• 原核生物转录的过程：
– 2. 转录的起始： RNA聚合酶到达转录起始点，开始 催化核苷三磷酸按照模板链上的碱基顺序合成RNA。 此时σ亚基从全酶上脱离下来，解离后的σ亚基再与 另一个核心酶组成全酶开始下一轮转录。
– 3. RNA链的延伸：转录泡延着模板链3’ 5’方向不 断移动，转录泡内RNA链的5’端方向10－12个核苷酸 始终与模板链形成杂合体。
AGCCCGCCTAATGGCGGGCT TCGGGCGGATTACCGCCCGA
AGCCCGCCUAAUGGCGGGCU
生物化学原理(10)(1)
转录的终止
生物化学原理(10)(1)
不依赖于ρ因子 的转录终止
生物化学原理(10)(1)
（2）依赖于ρ因子的终止子：这类终止子必须在ρ因子存 在下转录才发生终止。这类终止子的回文结构中不含GC 富集区，回文结构后也无寡聚U。 ρ因子：一种相对分子量约为45kD的蛋白质因子，起协助 终止的作用。
生物化学原理(10)(1)
依赖于ρ因子的转录终止
生物化学原理(10)(1)
• 真核生物的转录：
– 真核生物含有三种RNA聚 合酶，根据它们对于α鹅膏蕈碱 敏感度的不同， 分为RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ。
– 真核生物的RNA聚合酶 不能直接识别启动子起 始转录，必须在其他的 转录因子的帮助下开始 转录。
生物化学原理(10)(1)
• 参与转录的各因素：
1. 依赖DNA的RNA聚合酶：
作用特点：
（1）以4种核糖核苷三磷酸作为底物，反应需要Mg2＋的 参与
（2）需要适当的DNA作为模板
（3）合成的RNA链方向也为5’3’
（4）反应无需引物，直接以DNA为模板合成新的RNA链
（5）RNA聚合酶无校对功能
– 真核生物DNA含有复杂 的转录调控结构
生物化学原理(10)(1)
真核生物三种RNA聚合酶的比较
生物化学原理(10)(1)
转录后加工
• 在体内，尤其是真核生物体内，由DNA直接转录合成
的RNA大多数要经过一系列的后加工才能生成成熟的 RNA的过程，称为转录后加工。
生物化学原理(10)(1)
• 原核生物体内的RNA后加工：原核生物的mRNA通常
生物化学原理(10)(1)
• 真核生物体内RNA的转录后加工：真核生物体内的
tRNA和rRNA和原核生物有些类似，但真核生物的 mRNA前体必须经过复杂的加工过程。
生物化学原理(10)(1)
1. 真核生物中rRNA前体的加工：哺乳动物的rRNA 前体约为45S， 在细胞核中加工最后形成18S、28S和5.8S rRNA.
E.Coli RNA聚合酶：含有α2β β ’σω亚基，其中α2β β ’构成 核心酶，负责转录过程中RNA链的延伸。
功能未知
起始亚基，为转录 起始所必需
生物化学原理(10)(1)
E.Coli RNA聚合酶的三维构像图
生物化学原理(10)(1)
• 参与转录的各因素：
2. 转录单位：RNA链的合成是从模板特定的部位起始的， 经过链的延伸终止于特定的模板部位。一般将从转录起始 点到转录终止点的整个区域称为转录单位。
生物化学原理(10)(1)
2. 真核生物中tRNA前体的加工：通过核酸内切酶和外切酶去除5’ 及3’端的附加序列；在3’端加上CCA序列；核苷的修饰
生物化学原理(10)(1)
3. 真核生物中mRNA前体的加工：在细胞核内，mRNA的初始转录 物被加工为分子大小不等的中间产物，称为核不均一RNA （hnRNA)。 hnRNA在转变为成熟的mRNA的过程中，需经以下的 进一步加工：
– 4. 转录的终止：当RNA聚合酶达到终止子时，RNA 转录将终止
生物化学原理(10)(1)
转录的进行
生物化学原理(10)(1)
终止子：具有终止功能的特定的DNA序列，为RNA聚合 酶提供终止转录信号的DNA序列。 （1）不依赖于ρ因子的终止子：含有一个或多个富含GC 的回文对称序列；含有一个多聚的A或T序列在回文序列 后。
一经转录即进行翻译，大多不进行转录后加工。但 tRNA和rRNA都要在转录后经过一系列加工才能成为有 功能的分子。
生物化学原理(10)(1)
原核生物中rRNA前体的加工：E. Coli 中rRNA 有7个转录单位，每 个转录单位由16s rRNA、23s rRNA、5s rRNA以及一个或几个 tRNA基因组成。
生物化学原理(10)(1)
• 参与转录的各因素：
3. 启动子结构：启动子是指RNA聚合酶识别、结合并由 此启动转录的一段DNA序列，位于转录起点的5’端上游 区，启动子本身一般是不被转录的。
E. Coli 中的两个启动子序列： -10序列（Pribnow框）：TATAAT -35序列（识别序列）：TTGACA
生物化学原理(10)(1)
2020/11/26
生物化学原理(10)(1)
生物化学原理(10)(1)
第十四章 RNA的合成：转录和加工
• DNA的转录 • 转录后加工 • 逆转录
生物化学原理(10)(1)
DNA的转录
• 转录transcription：指遗传信息从DNA转移到
RNA的过程，即以DNA为模板，由依赖DNA的 RNA聚合酶催化RNA合成的过程。
甲状腺 脑
降钙素
降钙素基因相关肽
生物化学原理(10)(1)
真核生物mRNA剪切举例
卵清蛋白
生物化学原理(10)(1)
逆转录
• 逆转录：是指以RNA为模板合成DNA的过程。，催化
逆转录反应的酶称为逆转录酶，也称为RNA指导的 DNA聚合酶。
生物化学原理(10)(1)
生物化学原理(10)(1)
3rew
生物化学原理(10)(1)
-35序列（识别序列） -10序列（Pribnow框）
-35序列（识别序列）
E. Coli 中不同基因的启动子序列
生物化学原理(10)(1)
转录的起始
生物化学原理(10)(1)
• 原核生物转录的过程：
1. 模板的识 别和转录泡 的形成：
σ亚基
生物化学原理(10)(1)
（2） 3’端加polyA 尾：
AAUAAA：最主要的 polyA信号
内切酶
Poly A聚合酶
生物化学原理(10)(1)
（3） 内含子的剪切：大多数真核基因是断裂基因，其转录产物中 同时含有内含子（插入序列）和外显子（编码序列）。在mRNA的 后加工过程中，将通过拼接（splicing）去除内含子，使外显子成 为连续序列。
（1） 5’端加“帽”：
7-甲基鸟苷
真核生物 mRNA 5’端 5’,5’-三磷酸键 “帽”结构
生物化学原理(10)(1)
真核生物mRNA 5’端“帽”结 构
生物化学原理(10)(1)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
磷酸水解酶 鸟苷酰转移酶 鸟嘌呤-7-甲基转移酶 2’-O-甲基转移酶
真核生物mRNA 5’ 端加“帽”过程
生物化学原理(10)(1)
生物化学原理(10)(1)
真核生物的mRNA剪切
外显子
内含子
生物化学原理(10)(1)
真核生物的mRNA剪切模式（1）
初级转录物
内含子
外显子
中间体
剪接的RNA
生物化学原理(10)(1)
真核生物的mRNA剪切模式（2）
2’,5’-磷酸二酯键
生物化学原理(10)(1)
相同的转录产物，不同的剪接方式，最终可生成不同的蛋白质
生物化学原理(10)(1)
依赖DNA的RNA聚合酶催化的转录是不对称的：
在体内转录过程中，DNA双链中只有一条链或者某个区 段作为模板进行转录。参与转录的DNA链被称为模板链 （反义链），而另一条链则被称为编码链（正义链）。 RNA含有与编码链几乎完全相同的碱基序列，除了以U代 替T以外。
生物化学原理(10)(1)