生物化学 - 转录
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（NMP）n＋NTP→（NMP）n+l ＋ ppi
转录的产物：信使RNA（mRNA）
核糖体RNA（rRNA） 转运移RNA（tRNA）
Coding strand, Sense strand, Crick strand
Template strand, antisense strand, Watson strand
• 二者可在同一条链上。
不对称转录
5′···GCAGTACATGTC ···3′ 3′··· c g t g a t g t a c a g ···5′
转录
编码链 模板链
5′···GCAGUACAUGUC ···3′
翻译
mRNA
N· · · · · · Ala · Val ·His · Val · · · · · · C
杂交链中A- U间氢键相对较弱，新生RNA易从模板上脱落，不需ρ因子即 可终止。
不 需 因 子 的 终 止
ρ
发夹结构 寡聚U片段
B、需ρ因子终止 ρ因子是一个6聚体蛋白，其功能： 1）终止因子; 2）NTPase活性; 3）解旋酶活性。 过程： 1）在RNA存在下，水解NTP产能，使ρ因子与 RNApol结合； 2）解旋酶活性使RNA：DNA杂合链拆开，释放RNA，酶和ρ因子一 起从DNA上脱落下来。
全酶
核心酶
RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合
（二）真核生物的RNA聚合酶 3种： Ⅰ Ⅱ Ⅲ
类型 Ⅰ
部位
转 录 产 物
对鹅膏蕈碱的敏感度
核仁
5.8S\18S\28S rRNA
不敏感
Ⅱ
Ⅲ
核质
核质
mRNA, snRNA, hnRNA
tRNA, 5SrRNA, 一ຫໍສະໝຸດ BaidusnRNA,
高度敏感
中度敏感
3、终止 RNA聚合酶到达终止位点，聚合反应停止。
分类：
依赖ρ因子（终止子）的转录终止 非依赖ρ因子的转录终止
释放RNA分子
RNA聚合酶 脱离
A、不需ρ因子（终止子）的终止 a 、发夹结构的形成： DNA上的回文序列使RNA产物3’ 端自身碱基互补，形成发夹结构，杂 合链趋于解体。 b 、产物的寡聚U片段促进RNA 从DNA上脱落：
四、转录的过程 (一) 原核细胞的转录
起始→延伸→ 终止
1、起始 原核生物一个转录单位称为操纵子，包括若干个结构基因及其上 游的调控序列。
调控序列
5 3
结构基因
RNA-pol
3 5
启动子：与RNA聚合酶结合启动基因转录的DNA序列，为转录开始的位点 (上游的-35序列和-10序列)。
起始的过程： A、全酶与启动子结合； B、DNA局部解开双螺旋； C、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
蛋白质
结构基因 转录方向
5
3
编码链 模板链
模板链 编码链
3
5
转录方向
模板链并非永远在同一条单链上。
三、RNA聚合酶 不需引物,在单核苷酸的3’-OH上逐个加核苷酸。
（一）原核生物的RNA聚合酶
2α，β，β’，σ
全酶：具有αββ’γσ亚基 核心酶：没有σ亚基
帽子结构
鸡卵清蛋白基因
hnRNA
首、尾修饰
hnRNA剪接
成熟的mRNA
鸡 卵 清 蛋 白 基 因 及 其 转 录 、 转 录 后 修 饰
(NMP) n + NTP (NMP) n+1 + PPi
模板链
基因3'端
合成方 向
基因5'端
RNA
2、延伸 C、 RNA向前移动，DNA解链酶向前推进，RNA链延长。 DNA互补链取代杂交链中的RNA，恢复双螺旋结构。
5’
合成方向
RNA链的延长
3’
3
5
DNA
RNA
RNA聚合酶
核糖体 原核生物转录过程中的羽毛状现象
ATP
需 因 子 终 止
ρ
(二) 真核细胞的转录 特点： --因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象。 --一个基因上可同时进行多个转录过程，产生多条RNA链。 --蛋白质编码基因多是不连续的，编码部分（外显子）被不编码基因（内 含子）隔断。
五、转录产物的加工 在专一酶作用下，切除多余部分或修饰，才成为“成熟的”RNA。 • 细菌中合成的mRNA大多不需要加工； • 真核细胞合成的mRNA需要加工。 涉及：(1) 5’-端的帽化（甲基化的鸟苷酸） (2) 3’-端的聚腺苷酸化（polyA) (3) hnRNA、snRNA的剪接 (4) 碱基修饰
遗传信息的传递 —DNA、RNA、蛋白质的生物合成
Xu Lijuan, © 2014 Vazyme Biotech Co., Ltd
中心法则
复制 复制 转录 翻译
DNA
逆转录
RNA
蛋白质
第二节 RNA的生物合成—转录
转录：DNA指导下的RNA合成。 转录 DNA 转录的场所：细胞核
RNA
转录的原料： 四种 NTP：ATP 、UTP、GTP、 CTP
RNA聚合酶
基因起点
5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + ppi
DNA
转录起始复合物:
RNApol (2) - DNA - pppGpN- OH 3
2、延伸 A、 合成开始后,σ亚基释放，然后都由核心酶催化。 B、核心酶沿模板移动，选择NTP，暂时形成DNA-RNA杂交链。
Transcription
Translation
一、转录与DNA复制的相似之处： • • • • 均以DNA为模板； 都是生成3’，5’—磷酸二酯键； 合成的方向都是5’→3’； 遵从碱基配对规律。
复制和转录的区别
二、转录的模板： 转录是以结构基因作为单位的。 • 模板链 ： DNA双链中只一条链可做转录模板， 又称为“Watson链”。 • 编码链： 无转录功能的DNA链，又称为 “Crick链” 。
转录的产物：信使RNA（mRNA）
核糖体RNA（rRNA） 转运移RNA（tRNA）
Coding strand, Sense strand, Crick strand
Template strand, antisense strand, Watson strand
• 二者可在同一条链上。
不对称转录
5′···GCAGTACATGTC ···3′ 3′··· c g t g a t g t a c a g ···5′
转录
编码链 模板链
5′···GCAGUACAUGUC ···3′
翻译
mRNA
N· · · · · · Ala · Val ·His · Val · · · · · · C
杂交链中A- U间氢键相对较弱，新生RNA易从模板上脱落，不需ρ因子即 可终止。
不 需 因 子 的 终 止
ρ
发夹结构 寡聚U片段
B、需ρ因子终止 ρ因子是一个6聚体蛋白，其功能： 1）终止因子; 2）NTPase活性; 3）解旋酶活性。 过程： 1）在RNA存在下，水解NTP产能，使ρ因子与 RNApol结合； 2）解旋酶活性使RNA：DNA杂合链拆开，释放RNA，酶和ρ因子一 起从DNA上脱落下来。
全酶
核心酶
RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合
（二）真核生物的RNA聚合酶 3种： Ⅰ Ⅱ Ⅲ
类型 Ⅰ
部位
转 录 产 物
对鹅膏蕈碱的敏感度
核仁
5.8S\18S\28S rRNA
不敏感
Ⅱ
Ⅲ
核质
核质
mRNA, snRNA, hnRNA
tRNA, 5SrRNA, 一ຫໍສະໝຸດ BaidusnRNA,
高度敏感
中度敏感
3、终止 RNA聚合酶到达终止位点，聚合反应停止。
分类：
依赖ρ因子（终止子）的转录终止 非依赖ρ因子的转录终止
释放RNA分子
RNA聚合酶 脱离
A、不需ρ因子（终止子）的终止 a 、发夹结构的形成： DNA上的回文序列使RNA产物3’ 端自身碱基互补，形成发夹结构，杂 合链趋于解体。 b 、产物的寡聚U片段促进RNA 从DNA上脱落：
四、转录的过程 (一) 原核细胞的转录
起始→延伸→ 终止
1、起始 原核生物一个转录单位称为操纵子，包括若干个结构基因及其上 游的调控序列。
调控序列
5 3
结构基因
RNA-pol
3 5
启动子：与RNA聚合酶结合启动基因转录的DNA序列，为转录开始的位点 (上游的-35序列和-10序列)。
起始的过程： A、全酶与启动子结合； B、DNA局部解开双螺旋； C、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
蛋白质
结构基因 转录方向
5
3
编码链 模板链
模板链 编码链
3
5
转录方向
模板链并非永远在同一条单链上。
三、RNA聚合酶 不需引物,在单核苷酸的3’-OH上逐个加核苷酸。
（一）原核生物的RNA聚合酶
2α，β，β’，σ
全酶：具有αββ’γσ亚基 核心酶：没有σ亚基
帽子结构
鸡卵清蛋白基因
hnRNA
首、尾修饰
hnRNA剪接
成熟的mRNA
鸡 卵 清 蛋 白 基 因 及 其 转 录 、 转 录 后 修 饰
(NMP) n + NTP (NMP) n+1 + PPi
模板链
基因3'端
合成方 向
基因5'端
RNA
2、延伸 C、 RNA向前移动，DNA解链酶向前推进，RNA链延长。 DNA互补链取代杂交链中的RNA，恢复双螺旋结构。
5’
合成方向
RNA链的延长
3’
3
5
DNA
RNA
RNA聚合酶
核糖体 原核生物转录过程中的羽毛状现象
ATP
需 因 子 终 止
ρ
(二) 真核细胞的转录 特点： --因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象。 --一个基因上可同时进行多个转录过程，产生多条RNA链。 --蛋白质编码基因多是不连续的，编码部分（外显子）被不编码基因（内 含子）隔断。
五、转录产物的加工 在专一酶作用下，切除多余部分或修饰，才成为“成熟的”RNA。 • 细菌中合成的mRNA大多不需要加工； • 真核细胞合成的mRNA需要加工。 涉及：(1) 5’-端的帽化（甲基化的鸟苷酸） (2) 3’-端的聚腺苷酸化（polyA) (3) hnRNA、snRNA的剪接 (4) 碱基修饰
遗传信息的传递 —DNA、RNA、蛋白质的生物合成
Xu Lijuan, © 2014 Vazyme Biotech Co., Ltd
中心法则
复制 复制 转录 翻译
DNA
逆转录
RNA
蛋白质
第二节 RNA的生物合成—转录
转录：DNA指导下的RNA合成。 转录 DNA 转录的场所：细胞核
RNA
转录的原料： 四种 NTP：ATP 、UTP、GTP、 CTP
RNA聚合酶
基因起点
5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + ppi
DNA
转录起始复合物:
RNApol (2) - DNA - pppGpN- OH 3
2、延伸 A、 合成开始后,σ亚基释放，然后都由核心酶催化。 B、核心酶沿模板移动，选择NTP，暂时形成DNA-RNA杂交链。
Transcription
Translation
一、转录与DNA复制的相似之处： • • • • 均以DNA为模板； 都是生成3’，5’—磷酸二酯键； 合成的方向都是5’→3’； 遵从碱基配对规律。
复制和转录的区别
二、转录的模板： 转录是以结构基因作为单位的。 • 模板链 ： DNA双链中只一条链可做转录模板， 又称为“Watson链”。 • 编码链： 无转录功能的DNA链，又称为 “Crick链” 。