RNA的生物合成
RNA的生物合成
4.2 原核生物RNA的合成
转录的基本过程
启动 起始 延伸 终止
负超螺旋
转录泡
3’
5’
正超螺旋
4.2 原核生物RNA的合成
转录的启动
启动子
由RNA聚合酶全酶结合 于启动子而被启动，形 成闭合二元复合物。
4.2 原核生物RNA的合成
转录的起始
局部解链 （约17个碱基对）
第一个核苷三磷酸 结合到全酶上
4.4 转录后加工及其机制
rRNA
7个编码rRNA的操纵子分散于基因组中，组成基本相 同，均含有16S-23S-5S的三个rRNA分子。 16S rRNA后有1-2个tRNA基因，23S和5SrRNA后有0、 1或2个tRNA基因。
4.4 转录后加工及其机制
rRNA在修饰酶催化下进行碱基的甲基化修饰； rRNA前体被RNase III、RNase E、RNase P、RNase F等 剪切成一定链长的rRNA分子； rRNA与蛋白质结合形成核糖体的大、小亚基。
第二个核苷三磷酸 参入，形成第一个 磷酸二酯键
s因子从全酶上掉 下，核心酶在DNA 链上向下游滑动
开放二元复合物
“启动子-全酶-核苷三 磷酸”三元复合物
“核心酶-DNARNA”三元复合物
4.2 原核生物RNA的合成
链的延伸
恢复螺旋
转录泡 编码链
RNA 聚合酶
解开螺旋
RNA-DNA 杂合双链
活性部位
DNA聚合酶
RNA聚合酶（无校对功能）
①都以DNA作模板；②都需核苷酸作原料，都从5’向3’延长； ③产物都是长长的聚核苷酸链；④都遵从碱基配对规律；⑤ 都需要依赖DNA的聚合酶。
4.2 原核生物RNA的合成
核酸的生物合成—RNA的生物合成(生物化学课件)
3’
5’
-35 -10
5’ 3’ 启动子
1.识别启动子
2.在启动子处 打开双链
3. 加入第一个 核苷三磷酸， 通常为GTP 或ATP
4.依次加入 与模板互补的
NTP NMP PPi
打开的双链区 域约为17bp
图10-20
RNA
RNA链的聚合方向： 5’→3’
5’ RNA
5.转录的终止
富含A 富含T
全酶
核心酶
提取全酶时与聚合 酶结合在一起，但 功能不清楚
核心酶：5' →3' 方向合成RNA
σ：辨认转录 的起始位点
RNA聚合酶： α2β β’ σ
（2）σ因子的机制：
辨认启动子，并使核心酶与启动子结合 的亲和力增加，而与其它序列的亲和力 下降。
（二）大肠杆菌的转录过程
5’
-10 -1 +1 +2 +100
（2）模板链
转录时作为RNA合成的模板，其碱基排 列顺序与生成的RNA链反向互补。
（3） 对每个基因来说，编码 链是不变的。
每次转录出相同的RNA分子。
5’
3’
3’
5’
3’
5’
5’ 3’
2.转录是有选择的
基因只占DNA全长的一小部分 （人：3％）
3.不对称转录
① DNA双链上的多个基因进行转录的模 板并不在同一条DNA链上，故又称为不 对称转录。
外显子：编码序列（先导序列L和编码氨基 酸的序列1～7）
内含子：位于外显子之间，没有表达活性的 序列。
3. tRNA前体的加工
RNA形成发夹结 构，转录终止
（四） RNA转录后的“加工”：
RNA的生物合成
第十四章RNA的生物合成RNA生物合成的两种方式：●转录：DNA指导的RNA合成，生物体内的主要合成方式。
●RNA复制：RNA指导的RNA合成，常见于病毒。
RNA前体（RNA precursor）：转录产生的初级转录本，需经加工为成熟的RNA 后才具有生物学活性与功能。
一、转录的基本特点1.不对称转录：转录时，只以双链DNA中的一条链作为模板进行转录，将遗传信息由DNA传递给RNA的现象。
1)RNA分子只有一条链可转录，模板链并不总是在同一单链上。
2)每个基因的转录都受到相对独立的调控。
3)模板链及反（无）意链：指导RNA合成的DNA链，又称为负链（－链）。
4)编码链及有意链：不作为转录模板的另一条DNA链，又称为正链（+链）。
5)有意链与反意链并非固定不变。
2.转录的连续性1)RNA转录合成时，以DNA作为模板，在RNA聚合酶的催化下，从头连续合成一段RNA链（不需要引物），各条RNA链之间无需再进行连接。
2)单顺反子：合成的RNA中只含一个基因的遗传信息。
3)多顺反子：合成的RNA中含有几个基因遗传信息。
3.转录的单向性：RNA转录合成时，只能向一个方向进行聚合，所依赖的模板DNA链的方向为3’→5’，而RNA链的合成方向为5’→3’。
4.转录不需要引物5.有特定的起点和终点：1)启动子：RNA聚合酶特异识别、结合和开始转录的一段DNA序列。
2)终止子：提供转录停止信号的DNA序列，在DNA模板的特异位点处终止RNA的合成。
3)转录单位：DNA链上从启动子到终止子为止的一段DNA序列。
4)转录起点：与新生RNA链第一个核苷酸相对应的DNA链上的碱基，此点通常用+1表示；5)上游：转录起点前面（5’末端）的序列，用负数表示；6)下游：转录起点后面（3’末端）的序列，用正数表示。
7)操纵子：原核生物基因转录的功能单位，结构上包括调节基因、启动子、操作基因、多顺反子（结构基因区）和终止子等功能区。
RNA的生物合成和功能在蛋白质合成中的作用
RNA的生物合成和功能在蛋白质合成中的作用RNA（核糖核酸）是生物体内一类重要的核酸分子，它在细胞中起着多种功能。
其中，RNA的生物合成和功能在蛋白质合成中起到至关重要的作用。
本文将深入探讨RNA的生物合成和功能以及它们在蛋白质合成中的具体作用。
一、RNA的生物合成RNA的生物合成是指RNA的合成过程，也称为转录过程。
在细胞质内，RNA通过与DNA模板链发生碱基互补配对形成的碱基序列，由酶类通过一系列步骤逆转录合成。
RNA的合成过程主要包括三步：启动、延伸和终止。
首先是启动阶段，即RNA的合成初始阶段。
在这个阶段，RNA聚合酶从基因启动子处结合到DNA的双链上，形成一个闭合的结构。
这个过程需要多种转录因子的参与，转录因子能够识别和结合到基因启动子上。
接下来是延伸阶段，即RNA链的延伸过程。
在这个阶段，RNA聚合酶通过对DNA模板链的读取，沿着模板链逆向合成RNA链。
这个过程中，RNA聚合酶读取DNA模板上的碱基序列，并根据碱基互补规则选择正确的核苷酸，将其加入到RNA链中。
这样，RNA链会与DNA模板链互补，并最终形成完整的RNA分子。
最后是终止阶段，即RNA合成的结束阶段。
在这个阶段，RNA聚合酶读取到终止信号，停止合成RNA链，并与DNA分离。
随后，RNA链会经过一系列的后修饰过程，包括剪切、加帽和加尾，最终形成成熟的RNA分子。
二、RNA的功能RNA的功能主要包括信息传递、催化反应和调控基因表达等多个方面。
在这些功能中，RNA在蛋白质合成中起到了关键的作用。
1. 信息传递RNA在生物体内起着重要的信息传递功能。
在蛋白质合成中，RNA通过将DNA上的基因信息转录成RNA，然后再将RNA信息翻译成蛋白质。
这个过程中，RNA作为DNA和蛋白质之间的桥梁，发挥着信息传递的重要作用。
2. 催化反应某些RNA分子具有催化反应的能力，这类RNA被称为催化RNA或酶RNA（ribozyme）。
催化RNA可以在特定的条件下催化某些生物体内化学反应的进行。
基因操作中常用的生化技术—RNA的生物合成
2、RNA的延长： 5´ → 3´ RNA聚合酶沿模板链向前移动,使RNA链不断合成延长。
DNA 解旋，以一条链为模板合成RNA 细 胞 核 中
DNA上游的离遗的传核信糖息核就苷传酸递(到原m料R）NA上
三、转录过程
mRNA在细胞核中合成
A A T C T A T A G DNA
细胞核
U U A G AU AUC
mRNA
核孔
细胞质
mRNA通过核孔进入细胞质
细胞核 A A T C T A T A G U U A G A U AUC mRNA U U A G A U A U C 细胞质 mRNARN源自的生物合成(转录)一、定义
转录:是遗传信息从DNA流向RNA的过程。即以双链DNA中的确定的一条链 （模板链用于转录，编码链不用于转录）为模板，以ATP、CTP、GTP、UTP四 种核苷三磷酸为原料，在RNA聚合酶催化下合成RNA的过程。进行转录时，一个 基因会被读取并被复制为mRNA，即特定的DNA片断作为遗传信息模板，以依赖 DNA的RNA聚合酶作为催化剂，通过碱基互补的原则合成前体mRNA。
合成部位：细胞核 合成原料：四种NTP
二、转录特点
1、转录单位：启动子
终止子
2、不对称转录：两条DNA链不同时进行转录的现象。
编码链或反意义链；模板链或有意义链
3、RNA聚合酶：
全酶：由 α2ββ'ω(核心酶、延长RNA链)+ σ(识别启动子，引发RNA的合成) 5个亚基 组成，
三、转录过程
1、转录的起始：σ因子识别DNA分子上的启动子并与之结合,将DNA双链局部解开,RNA合成开始,σ因
分子生物学 第四章 RNA的生物合成
第二节 转录的基本条件
一.反应体系
含DNA模板,NTP,酶，Mg2+,Mn2+ 。 其中原料为四种核苷三磷酸 NTP,DNA中的T在RNA合成中变为U ； 合成过程: 连续，方向：5'→3' 合成部位：细胞核内。
二.转录反应的模板 转录反应不但需要DNA作为模板， 而且不同的RNA聚合酶对DNA两股链 以及不同的DNA段落都有一定的选择 性。
RNA聚合酶对利福平(rifampicin)和利福霉 素(rifamycin)表现敏感的原因
（二） RNA聚合酶对模板的选择
RNA聚合酶对模板的选择包含两层意思。 其一是不同的RNA聚合酶转录不同的基因， 合成不同的RNA。 其二是RNA聚合酶对DNA的两股链有选择性。
转录(transcription)的不对称性就是指 转录只以双链DNA中的一条链作为模板进行转 录，将遗传信息由DNA传递给RNA的现象。
他们的研究结果不仅破除了“酶一定是 蛋白质”的传统观点，而且也破除了“RNA 的功能只是控制蛋白质的合成”这一传统 观点。 因此他们于1989年共同获诺贝尔化学 奖。 此后RNA的重要功能不断有新的发现， 从而认识到——DNA是携带遗传信息分子， 蛋白质是执行生命功能的分子，RNA则既是 信息分子，又是功能分子。
二. RNA的结构与主要生理功能
RNA几乎总是线性单链的，极少有环状RNA分子。 但几乎每个RNA分子都有许多短的双螺旋部分，称为 发夹。 除了标准的GC和AU对之外，还有较弱的GU对可帮 助单链RNA形成二级结构。
一条正在延伸的RNA链的二级结构会影响这个RNA 分子的剩下部分的合成。
一个细胞中含有许多不同的RNA 分子，其长度为50个核苷酸到数万个核 苷酸不等。
rna生物合成
RNA生物合成介绍RNA（核糖核酸）是生物体内的一种重要的核酸分子，主要参与基因组转录、翻译和调控等生命活动。
RNA生物合成是指RNA从DNA 模板合成的过程，包括3个主要的步骤：转录初始化、RNA链延伸和终止。
转录初始化转录初始化是RNA生物合成的第一步，它涉及到转录的起始和RNA聚合酶的结合。
在细胞核中，DNA的双链被RNA聚合酶酶启动因子（TFs）识别和结合，形成转录前初始化复合体。
这些酶启动因子是一些特定的蛋白质，它们与DNA序列发生特异性相互作用，并招募RNA聚合酶。
一旦酶启动因子与DNA结合，RNA聚合酶就会在转录起始位点处结合，准备开始RNA合成。
RNA链延伸在转录初始化的阶段，RNA聚合酶结合并开始合成RNA链。
RNA链的合成是通过将合适的核苷酸三磷酸核苷酸与DNA模板上的互补碱基配对而实现的。
当RNA聚合酶酰化核苷酸与DNA模板上的首个核苷酸基对时，转录泡泡形成，并且转录复合物会从起始位点移开，保持转录链的延伸。
转录过程中，DNA的双链减速融解以供RNA聚合酶复制模板链，然后缓慢重组以恢复DNA双链。
与DNA复制不同，转录过程中只有一个DNA模板链被用来合成RNA链。
终止在RNA链延伸过程完成后，终止是RNA生物合成的最后一个步骤。
终止的发生是由一系列的终止信号和蛋白质因子的作用决定的。
当RNA聚合酶遇到终止信号时，它会停止RNA链的合成并与DNA分离。
终止信号通常是一些特定的序列，如终止密码子和转录终止序列。
一旦RNA链被释放，RNA聚合酶与DNA分离，RNA链可以被修饰和进一步加工，以在细胞质中发挥其功能。
RNA合成调控RNA生物合成的调控是细胞内基因表达的重要手段之一。
细胞可以通过多个途径调控RNA生物合成活性，从而控制基因表达的水平和模式。
例如，转录因子和辅助蛋白可以与RNA聚合酶和酶启动因子相互作用，影响转录的起始和效率。
另外，某些RNA分子本身也可以参与调控RNA合成的过程，形成正、负反馈回路，进一步调节基因表达。
《生物化学》-RNA的生物合成
6-9bp
AATXXX...XXXAXX
转录泡 XXXX 3′
′3 XXXXAACTGTXXXX...XXXXATA
XXXX 5′
-35序列
TTAXXX...XXXTXX
σ亚基识别
-10序列
Pribnow框（普里布诺框）
起点+1
2.延伸：σ因子脱落，核心酶继续沿DNA滑动，催化
链的延伸，直到转录终点
2.在真核细胞中，对α-鹅膏蕈碱不敏感的RNA合成是（ ）：
a.r-RNA b.hnRNA c.snRNA d.tRNA
二、RNA的转录过程（以原核生物为例）
RNA转录由起始、延伸、终止三个阶段组成
1.转录起始
启动子：是指RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段 DNA序列。它包括σ亚基的识别部位、RNA聚合酶的紧 密结合部位和转录起点三个部位
名词解释rna的生物合成
名词解释rna的生物合成RNA（Ribonucleic Acid）是一种生物分子，是DNA的近亲，也是生物中一种重要的核酸。
与DNA不同，RNA在细胞内起着多种关键的功能，参与到生物体的生物合成中。
RNA的生物合成通常包括三个主要过程：转录、剪接和翻译。
一、转录（Transcription）转录是指在细胞核内，DNA通过RNA聚合酶的作用，将其中一条基因上的信息转录成RNA分子的过程。
转录过程分为启动、加工和终止三个阶段。
转录的启动是通过DNA上特定区域的结构和一些特殊信号以及转录因子的作用来实现的。
一旦启动，RNA聚合酶开始将DNA解旋，并将以RNA单链形式合成的RNA链沿DNA模板复制。
此过程中，RNA分子与DNA模板通过碱基互补配对而合成。
在RNA合成过程中，还存在着转录因子帮助RNA合成酶定位于启动子区域并识别起始点。
剪接是指在合成过程中，不同的外显子和内含子之间的“剪接”过程。
最后，转录会在特定的终止位点上停止，并释放出产生的RNA分子。
二、剪接（Splicing）在转录产生的RNA分子中，存在一些内含子部分。
这些内含子在基因表达过程中会被剪接掉，成为成熟的RNA分子。
这一过程称为剪接。
剪接的过程由剪接酶、snRNP等核酸分子参与，这些核酸分子将内含子部分剪除，将外显子拼接在一起，使得RNA转录产物具有良好的稳定性和功能。
在这个过程中，剪接有多种方式，包括单内含子剪接、多内含子剪接、选择性剪接等。
剪接的错误会导致产生错误的蛋白质，甚至造成一些遗传疾病的发生。
因此，剪接的研究对于我们理解基因表达的精细调控以及疾病的形成具有重要意义。
三、翻译（Translation）转录合成的RNA（称为mRNA）通过翻译过程转化为蛋白质。
翻译过程是将RNA中的编码信息翻译成蛋白质结构的过程，需要mRNA、tRNA和核糖体等多种分子的参与。
翻译分为三个主要阶段：起始、延伸和终止。
翻译开始时，小核糖体亚基与mRNA的起始信号结合，然后带有特定氨基酸的tRNA与该起始信号结合。
生物化学第十章-RNA的生物合成
GGGCGG）
第第三三节节 RRNNAA的的转转录录过过程程
Section 3 The Process of RNA Transcription
一、转录起始
（一）原核生物转录起始
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。
原核生物转录起始时，首先由RNA聚合酶中的 因子识别转录起始点，并促使核心酶结合形 成全酶复合物。 位于基因上游，与RNA聚合酶识别、结合并起 始转录有关的一些DNA调控序列被称为启动子 （promoter）。
原核生物启动子的保守序列
RNA聚合酶保守区 结构基因
N······Ala · Val · His · Val ······C蛋白质
二、RNA聚合酶
RNA转录合成时，以DNA作为模板，在RNA 聚合酶的催化下，连续合成一段RNA链，各 条RNA链之间无需再进行连接。
二、RNA聚合酶
这是一种不同于引物酶的依赖DNA的RNA聚 合酶（DDRP）。 该酶在单链DNA模板以及四种核糖核苷三磷 酸存在的条件下，不需要引物，即可从5'→3' 聚合RNA。
模板链和编码链的相对性 转录方向
5
编码链
3
模板链
模板链
3
编码链
5
转录方向
模板链、编码链与转录及翻译的关系
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
生物化学课件第十三章 RNA的生物合成
结构基因
3 5
RNA-pol
RNA聚合酶结合模板DNA的部位，称为启 动子(promoter)。
RNA聚合 酶保护法
RNA聚合酶保护区 结构基因
5 3 5
-50 -40 -30 -20 -10 1 10
3 5 3 5 开始转录 -10 区 T A T A A T Pu A T A T T A Py (Pribnow box)
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
核心酶 (core enzyme) 全酶 (holoenzyme)
RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合
真核生物的RNA聚合酶
3 -35 区 TTGACA AA C T G T RNA-pol辨认位点 (recognition site)
原核生物启动子保守序列
顺式作用元件 结构基因
-GCGC---CAAT---TATA
转录起始 增强子
TATA盒 CAAT盒 GC盒
真核生物启动子保守序列
小结
转录体系：模板（DNA）、原料（4种NTP）、
(NMP) n + NTP (NMP) n+1 + PPi
转录空泡(transcription bubble)：
RNA-pol （核心酶） ·· · DNA ·· · · RNA ·
DNA
5 3
RNA
RNA聚合酶 核糖体 原核生物转录过程中的羽毛状现象
三、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。
RNA的生物合成
因子的作用原理：
目录
目录
（二） 非依赖 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。
目录
茎环结构使转录终止的机制
使RNA聚合酶变构，转录停顿； 局部RNA/DNA杂化短链的碱基配对是最不稳定的。 RNA链上的多聚U也是促使RNA链从模板上脱落的重 要因素。
3 5
目录
启动子：RNA聚合酶结合模板 DNA的部位，也是
转录调控的关键部位。原核生物以 RNA 聚合酶 σ
亚基辨认启动子，其他亚基相互配合。
对启动子的研究，常采用一种巧妙的方法即 RNA
聚合酶保护法。
目录
RNA聚合
酶保护法
目录
RNA聚合酶保护法研究转录起始区
RNA聚合酶保护区
目录
第三节
真核生物RNA的生物合成
The Biosynthesis of Eukaryote RNA
目录
一、 真核生物有三种DNA依赖的 RNA聚合酶
真核生物具有3种不同的RNA聚合酶:
RNA聚合酶Ⅰ（RNA PolⅠ）
RNA聚合酶Ⅱ（RNA PolⅡ）
RNA聚合酶Ⅲ（RNA Pol Ⅲ）
目录
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)
其他蛋白质因子及Mg2+和Mn2+等 合成方向5→3， 核苷酸间的连接方式为 3，5-磷酸二酯键。
目录
一、原核生物转录的模板
RNA
17第十六章RNA的生物合成-图文
17第十六章RNA的生物合成-图文第十六章RNA的生物合成1961年S.B.Wei和J.Hurwitz等各自在大肠杆菌裂解液中发现了DNA 依赖的RNA聚合酶（DNA-dependentRNApolymerae,RNApol)。
在此之前S.Ochoa已经提出了RNA的转录机制，并因此获得1959年度诺贝尔生理／医学奖。
生物体以DNA为模板合成RNA的过程称为转录（trancription），意指将DNA的碱基序列转抄为RNA。
DNA分子上的遗传信息是决定蛋白质氨基酸序列的原始模板，mRNA是蛋白质合成的直接模板。
通过RNA的生物合成，遗传信息从染色体的贮存状态转送至胞质，从功能上衔接DNA和蛋白质这两种生物大分子。
1958年，F.Crick将上述遗传信息的传递方式归纳为中心法则（centraldogma)。
1970年H.Temin发现了逆转录现象，对中心法则进行了补充。
在生物界，RNA合成有两种方式。
一是DNA指导的RNA合成，也称转录，为生物体内的主要合成方式。
转录产物除mRNA,rRNA和tRNA外，在真核细胞内还有nRNA,miRNA等非编码RNA。
对RNA转录过程的调节可以导致蛋白质合成速率的改变，并由此而引发一系列细胞功能变化。
因此，理解转录机制对于认识许多生物学现象和医学问题具有重要意义。
mRNA 转录过程及其加工和剪切错误可引起疾病。
RNA的转录合成是本章的主要内容。
另一种是RNA依赖的RNA合成（RNA-dependentRNAynthei），也称RNA复制（RNArep-lication)，由RNA依赖的RNA聚合酶（RNA-dependentRNApolymerae）催化，常见于病毒，是逆转录病毒以外的RNA病毒在宿主细胞以病毒的单链RNA为模板合成RNA的方式，限于篇幅本章未予叙述。
转录和复制都是酶促的核昔酸聚合过程，有许多相似之处。
它们都以DNA为模板；都需依赖DNA的聚合酶；聚合过程都是核昔酸之间生成磷酸二醋键；都从5’向3’方向延长聚核昔酸链；都遵从碱基配对规律。
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rRNA前体的加工 前体的加工： 3、 rRNA前体的加工： 原核与真核生物的rRNA转录后也都需要进行加工。 原核与真核生物的rRNA转录后也都需要进行加工。 rRNA转录后也都需要进行加工 原核：刚转录的rRNA 30S rRNA为 原核：刚转录的rRNA为30S，先在特定的碱基上进 行甲基化修饰，然后逐步裂解，最后形成5sRNA 5sRNA、 行甲基化修饰，然后逐步裂解，最后形成5sRNA、 16sRNA、23sRNA。 16sRNA、23sRNA。
大肠杆菌RNA聚合酶全酶示意图
真核细胞的RNA聚合酶 真核细胞的RNA聚合酶 RNA
α-鹅膏蕈碱 分布 产物
rRNA
5.8SrRNA 18SrRNA 28SrRNA
酶类
对酶的作用
不抑制
I
核仁
Ⅱ Ⅲ
核质 核质
mRNA tRNA 5SrRNA
低浓度抑制 高浓度抑制
RNA聚合酶的特点： RNA聚合酶的特点： 聚合酶的特点
rRNA(核糖体 核糖体RNA) : ~80% 核糖体
核糖体是蛋白质合成的部位） （核糖体是蛋白质合成的部位）
snRNA(核内小 核内小RNA) ： 参与 参与mRNA转录后加工 核内小 转录后加工
一、转录（DNA指导下 转录（ 指导下RNA的合成） 的合成） 指导下 的合成
（一）概念 转录： 转录：DNA指导下 指导下RNA的合成。 的合成。 指导下 的合成 为摸板， 种核糖核苷酸 种核糖核苷酸（ 以DNA为摸板，4种核糖核苷酸（NTP）为 为摸板 ） 底物， 聚合酶的作用下， 底物，在RNA聚合酶的作用下，按照碱基 聚合酶的作用下 互补规律，合成RNA链的过程。 链的过程。 互补规律，合成 链的过程
（3）转录终止
在DNA分子上（基因末端）提供转录停止信号的DNA序列 DNA分子上（基因末端）提供转录停止信号的DNA序列 分子上 DNA 称为终止子（terminators),它能使RNA聚合酶停止合成 它能使RNA聚合酶停止合成RNA 称为终止子（terminators),它能使RNA聚合酶停止合成RNA 并释放出RNA RNA。 并释放出RNA。
以大肠杆菌为例） （三）、RNA的转录过程：（以大肠杆菌为例） ）、RNA的转录过程 RNA
转录起始 链的延伸 转录终止
1、转录起始
RNA的合成不需要引物。 RNA的合成不需要引物。 的合成不需要引物 启动子——指RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA 启动子——指RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA —— 聚合酶识别 序列。 序列。 启动子的结构至少由三部分组成： 35序列提供了RNA聚合 启动子的结构至少由三部分组成：-35序列提供了RNA聚合 序列提供了RNA 酶全酶识别的信号； 10序列是酶的紧密结合位点 富含AT 序列是酶的紧密结合位点（ AT碱 酶全酶识别的信号；-10序列是酶的紧密结合位点（富含AT碱 利于双链打开）；第三部分是RNA合成的起始点。 ）；第三部分是RNA合成的起始点 基，利于双链打开）；第三部分是RNA合成的起始点。
2、tRNA前体的加工： tRNA前体的加工： 前体的加工 原核与真核生物的tRNA转录后都需要加工。包括： 原核与真核生物的tRNA转录后都需要加工。包括： tRNA转录后都需要加工 由核酸内切酶切除前体上3 端上多余的核苷酸； （1）由核酸内切酶切除前体上3′和5′端上多余的核苷酸； 由核酸外切酶逐个在3 切去附加序列，进行修剪。 （2）由核酸外切酶逐个在3′切去附加序列，进行修剪。 端添加CCA 序列，由核苷酰转移酶催化。 （3）3’端添加CCAOH序列，由核苷酰转移酶催化。 接受活化AA AA） （接受活化AA） 核苷的一些特定的碱基和戊糖进行修饰。 （4）核苷的一些特定的碱基和戊糖进行修饰。
第二节 转录与逆转录
DNA
转录
RNA前体 前体
加工
成熟的 RNA分子 RNA分子
DNA指导下 DNA指导下RNA的合成 指导下RNA的合成 RNA的转录后加工 RNA的转录后加工
生物体内RNA的主要类型 的主要类型 生物体内
mRNA（信使 （信使RNA）: ~5-6% ） tRNA(转运 转运RNA) : 转运 ~15% 蛋白质合成的模板 转运aa 转运 构成核糖体的骨架
下游 downstream
3′
转录单位的起点核苷酸定为+1， 转录单位的起点核苷酸定为 ，起点的左侧为 上游，用负的数码表示，起点的右侧为下游， 上游，用负的数码表示，起点的右侧为下游， 即转录区。 即转录区。
RNA聚合酶全酶扫描解链区，找到起始点， RNA聚合酶全酶扫描解链区，找到起始点，然后结 聚合酶全酶扫描解链区 合第一个核苷三磷酸。加入的第一个核苷三磷酸常是GTP 合第一个核苷三磷酸。加入的第一个核苷三磷酸常是GTP 启动子、 ATP，很少是CTP 不用UTP 所形成的启动子 CTP， UTP。 或ATP，很少是CTP，不用UTP。所形成的启动子、全酶 和核苷三磷酸复合物称为三元起始复合物， 和核苷三磷酸复合物称为三元起始复合物，第一个核苷 三磷酸一旦掺入到转录起始点， σ亚基就会被释放脱离 三磷酸一旦掺入到转录起始点， 核心酶。 核心酶。
）、RNA RNA聚合酶 大肠杆菌的RNA RNA聚合酶 （二）、RNA聚合酶：大肠杆菌的RNA聚合酶
全酶由5个亚基α ββ’ 组成， 全酶由5个亚基α2ββ’σ 组成， 五个亚基的功能分别为： 五个亚基的功能分别为： 亚基：具体功能不详。 α亚基：具体功能不详。 亚基：含催化部位，起催化作用， β亚基：含催化部位，起催化作用，催化形 成磷酸二酯键。 成磷酸二酯键。 亚基： DNA模板结合功能 模板结合功能。 β’亚基：与DNA模板结合功能。 亚基：识别起始位点。 σ亚基：识别起始位点。
转录的不对称性： 转录的不对称性： 转录时， 双链不是同时作为模板， 转录时，DNA双链不是同时作为模板，而是 双链不是同时作为模板 在一定条件下，只有一条链（或其上某些区域） 在一定条件下，只有一条链（或其上某些区域） 可作为转录的模板。 可作为转录的模板。
编码链（ 编码链（coding strand，+ 链） ， 与转录出的RNA顺序相同的一条链（仅T代替 ） 顺序相同的一条链（ 代替U） 与转录出的 顺序相同的一条链 代替 • 模板链（template strand，- 链） 模板链（ ， 提供转录模板的链。 为RNA提供转录模板的链。 提供转录模板的链
(二)、逆转录酶
1970年从致癌RNA病毒中发现的逆转录酶。 具有三种功能： 具有三种功能： 依赖于RNA的DNA聚合酶、RNaseH活力、 DNA指导的DNA聚合酶活力。 HIV是逆转录病毒。
反应底物：NTP，DNA为模板 Mg2+促进聚合反应 为模板、 促进聚合反应。 1、反应底物：NTP，DNA为模板、Mg2+促进聚合反应。 RNA聚合酶不需要引物，合成方向5′→3 ′。 RNA聚合酶不需要引物，合成方向5′→3 聚合酶不需要引物 利福平抑制原核生物RNA聚合酶活性 抑制原核生物RNA聚合酶活性； 2、利福平抑制原核生物RNA聚合酶活性； α-鹅膏蕈碱 抑制真核生物RNA聚合酶活性。 抑制真核生物RNA聚合酶活性。 RNA聚合酶活性
TTGACA TATAAT
5’ 3’
AACTGT ATATTA
3’ 5’ +1 转录起始点 10序列 序列 双链解开区域
－35序列 序列 提供RNA聚合酶全酶识 聚合酶全酶识 提供 别信号
DNA序列的书写方式（编码链） 序列的书写方式（编码链） 序列的书写方式
5′ 上游 upstream
+1
转录起点
真核：
与原核生物相似，但甲基化程度比原核生物高。 与原核生物相似，但甲基化程度比原核生物高。刚 转录的rRNA为45S，最后形成 转录的 为 ，最后形成5.8s rRNA、18s 、 rRNA、28s rRNA。 、 。
二、逆转录
(一)、定义
以RNA为模板，按照RNA中的核苷酸 顺序合成DNA。
(二)、转录单位
RNA的转录起始于 的转录起始于DNA模板的一个特定位 的转录起始于 模板的一个特定位 并在另一位点处终止，此转录区域称为转录 点，并在另一位点处终止，此转录区域称为转录 单位。 单位。 例：为mRNA编码的转录单位 编码的转录单位
•真核生物 真核生物 转录单位 （1个基因） 个基因 •原核生物 原核生物 转录单位 （多个基因） 转录 翻译 mRNA 多顺反子） （多顺反子） 多种蛋白质 转录 mRNA 翻译 单顺反子） （单顺反子） 1种蛋白质 种蛋白质
模板的识别
3′ ′
转录的终止
5′ ′
转录的起始
转录的延伸
3′ ′ 5′ ′
5′ ′ 3′ ′
原核生物中RNA的转录过程
（四）、 真核生物的转录作用
真核生物的转录与原核生物转录比较， 真核生物的转录与原核生物转录比较， 主要区别： 主要区别： RNA聚合酶不同 聚合酶不同 启动子不同 转录后RNA加工修饰不同 加工修饰不同 转录后
mRNA前体的加工 1、mRNA前体的加工：
原核生物的mRNA转录后一般不需要加工， 原核生物的mRNA转录后一般不需要加工，转录的同时即进行 转录后一般不需要加工 翻译。 翻译。
真核生物mRNA需要进一步进行加工修饰转化为成熟的 真核生物mRNA需要进一步进行加工修饰转化为成熟的 mRNA mRNA。加工包括： mRNA。加工包括： mRNA前体的剪接 前体的剪接， DNA上非编码序列 上非编码序列） （1）mRNA前体的剪接，把内含子（DNA上非编码序列） 转录序列剪掉， DNA上的编码序列 上的编码序列） 转录序列剪掉，把外显子（DNA上的编码序列）转录序 拼接上 真核生物一般为不连续基因) 列拼接上(真核生物一般为不连续基因)。 端添加polyA 尾巴” （2）3’端添加polyA “尾巴”； 端连接“帽子”结构； （3）5’端连接“帽子”结构； 分子内部的核苷酸甲基化修饰。 （4）分子内部的核苷酸甲基化修饰。