原核生物基因的转录的过程
原核生物和真核生物中基因的转录
原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰摘要:原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰,是各种功能蛋白质生物合成的一系列程序。
本文通过介绍了原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰的机制、原理、过程,从而了解真核生物和原核生物的基因表达和功能蛋白质合成上的差异。
关键词: 原核生物真核生物基因转录翻译后修饰0引言:21世纪,基因水平上的研究受到人们广泛的关注。
原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰是基础研究,人们也只有在此基础不断扩散深入研究其它基因水平问题。
本文只简单介绍了一些关于基因转录、翻译和后修饰的一部分相关研究成果。
1 原核生物和真核生物中基因的转录:基因转录是在由RNA聚合酶和辅助因子组成的转录复合物的催化下,从双链DNA分子中拷贝生物信息生成一条RNA链的过程。
转录中,一个基因会被读取被复制为mRNA,就是说一特定的DNA片断作为模板,以DNA依赖的RNA合成酶作为催化剂的合成前体mRNA的过程。
转录产物主要有三类RNA,即信使RNA (mRNA)、核糖体RNA(rRNA)和转移RNA(tRNA)。
在基因转录过程中,RNA聚合酶起着非常重要的作用。
RNA聚合酶可以催化所有四种核苷- 5′-三磷酸(ATP、GTP、UTP和CTP)聚合成与模板DNA互补的RNA。
此反应需要Mg2+,反应中释放焦磷酸。
[1]该酶在转录的各个过程中发挥了不同的作用。
1.1 基因转录的启动RNA聚合酶正确识别DNA模板上的启动子并形成由酶、DNA和核苷三磷酸构成的三元起始复合物,转录便开始进行。
启动子是DNA分子上可与RNA聚合酶特异结合,而使转录开始的一段DNA序列而本身不被转录。
DNA模板上的启动区域常含有TATAATG顺序,称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)附近也含有TATA结构,称TATA盒。
生物化学 第20章转录与加工
(三)链的延长
链的延长反应是RNA聚合酶核心酶催化下进行的。 链的延伸方向是5'-3',而核心酶沿模板链3'-5'方 向移动,这与RNA是在DNA指导下合成的结论是一致的。 同位素标记实验或用3‘-脱氧腺苷(冬虫夏草菌素) 作实验可以证实链的延伸方向是5'-3'。 当由起始向延伸阶段转变时,由于σ亚基的离去, 核心酶的构象发生变化,同DNA的结合力减弱,便于核 心酶沿模板运动,使模板链上的每个核苷酸具有同等 被转录的机会。 一条模板链上可以同时有多个RNA聚合酶结合,形 成羽毛状。
真核生物与5S rRNA的基因成串排列,中间被不 转录区分开。转录后的5S rRNA经过适当加工便参 与核糖体的装配。 某些真核生物的rRNA 具有自我加工的能力。 只有少数真核生物的rRNA基因含有内含子。 1982年,T.cech从四膜虫中分离到一种RNA具有酶 的作用。当这个pre—rRNA与鸟嘌呤核苷或鸟苷酸 (GMP、GDP、GTP)一起保温时(在蛋白质缺乏 下),它的一个413nt的内含子自我切除,并把它 的两侧的外显子连接起来,即这种pre-rRNA能自我 剪接。
启动子的核苷酸顺序很特别,富含A .T碱基对。靠近每 个转录的前导顺序。在转录起始位点的上游存在两段一致 顺序(consensus sequence)。
3’端
模板链
原核生物中转录起始区的共同序列
三
原核生物基因转录-RNA合成的过程
(一) 模版的识别与转录泡的形成 RNA聚合酶与DNA模板的结合RNA聚合酶先 同DNA非专一性结合。在σ因子的帮助下,聚合酶 很快地滑向转录的起始部位,找到启动子-35和 -10序列结合在启动子上。 该过程是不可逆的。DNA的两条链(模版链和编码 链)局部解开,同时形成一个解链区称为转录泡。
简述原核生物转录的基本过程
简述原核生物转录的基本过程
原核生物转录是营养物质引导基因活化和表达所构成的一个生物过程。
它是生物体内信息传递的重要环节,是基因组调控的本质组成部分。
原核生物转录一般可分为五个过程:发生反应、定位阶段、开放阶段、转录阶段和终止阶段。
首先,发生反应是原核生物转录的前提,此时DNA被载体蛋白包围形成“转录复合物”,该复合物的结构形式体现了 DNA 的单链对称结构。
然后定位阶段,转录复合物此时正在移动,从转录起点开始“追踪”可转录基因序列,最终定位转录起点,这个过程被称为促转录因子的参与,大多数情况下,促转录因子会促进药物结合位点的准确找寻。
接下来是开放阶段,首先,转录起点上的双螺旋有机体进行断裂,它分子器官识别起始核苷酸,催化起始核苷酸的弹性和定向移动,使原核生物的转录介质——核酸双链分离,从而固定可转录序列,并瞬间形成转录活性孔。
转录阶段是原核生物转录最关键的步骤,此时RNA聚合酶作用于开放阶段揭开的双链DNA,从而将单链DNA模板作为输入,新建立一条加工RNA链,然后,通过进一步聚合,将mRNA依次连接起来。
最后,终止阶段,此时会有几种不同的终止机制,包括核苷酸对的终止结构和转录因子的介导的生物化学反应。
总而言之,原核生物转录是个复杂的过程,促转录因子和RNA聚合酶的参与主要使其成为科学研究的重要目标。
它可以作为研究核酸的重要线索,也可以更好地探索基因调控机制。
原核生物转录起始复合物的形成过程
原核生物转录起始复合物的形成过程
首先,启动子是转录起始复合物形成过程中的关键组成部分。
启动子
位于基因的上游区域,通常包括TATA盒、转录因子结合位点和脱氧核苷
酸结合位点等。
转录因子结合位点通常是一些特定的序列,例如CCAAT盒
和GC盒,它们可以与特定的转录因子结合。
启动子的序列和结构对于
TIC的形成非常重要。
其次,转录因子在TIC的形成过程中起到了关键作用。
最常见的转录
因子是TFIID、TFIIB、TFIIF、TFIIH和TFIIE等。
在转录因子的存在下,RNA聚合酶可以发挥作用并附着在启动子上。
转录因子在结合启动子的同时,也可以与RNA聚合酶相互作用,形成一个稳定的复合物。
然后,转录因子的结合可以促进染色质的开放。
染色质通常是通过核
小体的组装和折叠而紧密包装的。
当转录因子结合到启动子上时,一些辅
助因子可以加入并改变染色质的结构,使基因区域暴露出来。
这种染色质
的开放可以进一步促进TIC的形成。
最后,RNA聚合酶与转录因子的结合完成了TIC的形成。
RNA聚合酶
是一个复杂的酶,由多个亚单位组成。
转录因子的结合可以帮助RNA聚合
酶的正确装配和稳定。
一旦形成TIC,RNA聚合酶就可以开始向下游方向
在DNA上进行转录,合成出RNA分子。
总结起来,原核生物的转录起始复合物的形成过程包括启动子的识别
和转录因子的结合、染色质的开放以及RNA聚合酶的装配。
这一过程直接
影响基因的表达和调控,并且在细胞的正常功能和发育中起到重要作用。
简述转录的基本过程
简述转录的基本过程原核生物的基因转录要经过一系列复杂的过程,才能得到成熟的转录产物,其基本过程如下:原核生物的转录是由DNA转录蛋白完成的。
DNA转录蛋白不仅能从核酸分子上识别并结合特异的序列,而且在转录后还能修补被损伤的核酸和介导RNA的加工。
DNA转录蛋白不仅有专一性,而且还有很强的结合能力。
1、结合位点与识别DNA转录蛋白的两个功能域的结合与解离,是由于它具有结合核酸序列的部位和识别不同序列的功能域所决定的。
一般说来, DNA转录蛋白识别核酸序列的功能域位于DNA转录蛋白的N端,解离这些位点有利于形成不同的亚基。
2、DNA聚合酶切割DNA转录蛋白的结构与DNA聚合酶的活性部位相对应,两者都有活性中心。
DNA聚合酶只与DNA序列的特异部位结合,而DNA转录蛋白与DNA序列的大多数部位均有高亲和力的结合能力,能与各种大小、形状、多态性及插入突变型DNA结合。
3、转录后修补与核酸结构稳定性的关系研究发现, DNA聚合酶在与DNA转录蛋白结合后,会发生构象的改变,引起转录水平的降低。
修复和稳定是DNA聚合酶和DNA转录蛋白最基本的功能。
3。
转录的终止在DNA聚合酶的催化下,以特定的方式切割DNA 链,从而完成转录过程。
同时,细胞内的信号分子会使细胞产生特定的生理变化,这些变化包括膜结构的变化、膜通透性的变化、细胞骨架的重新排列、细胞迁移等。
细胞内产生的终止子就像电路中的开关,把整个基因组中控制DNA转录的序列激活或关闭,最终导致基因组的表达产物消失,使细胞返回到不编码蛋白质的状态。
转录终止后的DNA聚合酶活性恢复也是DNA转录中的重要事件。
原核生物的转录可以被阻断,并且还可以逆转。
目前认为,一些DNA转录途径的激活是由核苷酸受体的作用引起的,因此,阻断这些核苷酸受体就能阻断转录。
细菌核糖体上的结合区与DNA的5′端互补配对, DNA聚合酶切割后,其5′-AGA残基被结合区识别,并且在5′和3′之间有一段空隙。
原核生物基因的转录的过程
原核生物基因的转录的过程原核生物是指不带有真核生物特征的生物,包括细菌和古菌。
原核生物的基因转录过程与真核生物有很大差别。
在原核生物中,基因的转录和翻译可以同时进行,而在真核生物中则是分开进行的。
原核生物的基因转录包括三个主要步骤:启动、延伸和终止。
启动是基因转录的第一步,它通过结合转录因子和启动子位点来确定转录的起点。
转录因子是特殊的蛋白质,它们结合到启动子位点,促使RNA聚合酶结合并开始进行转录。
在许多原核生物中,主要的转录因子是sigma因子。
sigma因子结合到RNA聚合酶,形成RNA聚合酶-核酸复合物,使RNA聚合酶可以识别和结合到启动子区域。
延伸是基因转录的第二个步骤,它涉及RNA聚合酶在DNA模板上滑动并合成RNA链。
RNA聚合酶通过解开DNA的双螺旋结构,将氧核苷酸与DNA模板上互补的碱基配对,并将它们连接成RNA链。
这个过程称为转录。
RNA链的合成是以5'-3'方向进行的。
终止是基因转录的最后一个步骤,它涉及到RNA聚合酶在达到终止位点时停止合成RNA链,并释放DNA模板。
在原核生物中,有两种不同的终止方式:依赖Rho因子和独立于Rho因子。
依赖Rho因子的终止过程中,Rho因子结合到正在合成的RNA链上,并向RNA聚合酶迁移,导致RNA聚合酶停止合成,从而释放RNA链。
独立于Rho因子的终止过程中,转录终止信号,也称为终止序列,存在于RNA链中。
当RNA聚合酶到达终止序列时,终止序列会形成一个结构,使得RNA链与DNA模板解离,并释放RNA链。
虽然原核生物的基因转录过程相对简单,但仍然具有调控机制。
一些特殊的序列元件,如增强子和抑制子,可以位于启动子附近的DNA序列上,与转录因子或其他调控蛋白相互作用,影响转录水平。
此外,DNA的超螺旋结构、RNA聚合酶的结构和其他蛋白质和小分子的相互作用也可以调控转录的过程。
总之,原核生物的基因转录过程是一个复杂而精确的过程,涉及多个蛋白质和DNA序列之间的相互作用。
原核生物的转录与调控.ppt
例如:lac基因簇(乳糖操纵子中的三个结构基因)
原核生物操纵子中的全部结构基因从同一个启动子开 始-转半录乳成糖一苷个分多解顺酶反子的mRNA分子。
-半乳糖苷透性酶
Plac
硫代半乳糖苷乙酰转移酶
二、转录水平的调控-操纵子
3. 操纵基因:是原核生物的操纵子中调节蛋白的结合 位点,为控制结构基因转录的DNA序列。
和终止的调控。
机体可以在基因表达过程的任何阶段进行调控,一般以 转录水平上的调控为主。
二、转录水平的调控-操纵子
1. 操纵子
操纵子是原核生物基因结构、表达和调控的基本形式。 一个操纵子包括一个上游的调控区和一个以上的结构基 因组成。 调控区包含启动子和操纵基因两部分。该区控制连锁在 一起的多个基因的转录。
4. 调节基因:仅指参与其他基因表达调控的RNA和蛋 白质的编码基因。
调节基因编码的调节蛋白通过与DNA上的操纵基因结 合而控制结构基因的转录,是基因表达调控的关键。
二、转录水平的调控-操纵子
5. 反式作用因子与顺式作用元件
基因表达的产物(蛋白质或RNA)从合成的场所扩散到目 标场所而发挥作用的过程称为反式作用(trans-acting), 此基因表达产物被称为反式作用因子(trans-acting factor) 。
反式作用因子通常为蛋白质或RNA,其特征为可以从合成 地扩散到目标场所发挥作用。
顺式作用元件(cis-acting factor)是指对结构基因表达 有调节活性的DNA序列,其活性只影响与其自身同处在 一个DNA分子上的基因。顺式作用元件通常不编码蛋白 质,多位于基因旁侧或内含子中。
顺式作用(cis-acting)的概念用于任一不转变为任何其 他形式的DNA序列,它只在原位发挥DNA序列的作用, 仅影响与其物理上相连的DNA序列的活性。
简述原核生物的转录过程
简述原核生物的转录过程
原核生物的转录过程是指DNA中的一个基因被转录成RNA
的过程。
在原核生物中,转录发生在细胞质中,没有内核。
转录分为三个主要阶段:启动、延伸和终止。
启动阶段:
1. DNA解旋:某个特定区域的DNA双链被解开,让RNA聚
合酶可以访问DNA。
2. 结合因子结合:特定的转录结合因子结合到启动子区域上,形成转录起始复合物。
3. RNA聚合酶连接:RNA聚合酶在启动子上连接,并开始合
成RNA链。
延伸阶段:
1. 融合:RNA聚合酶在模板DNA上一个接一个的加入核苷酸,生成一个互补的RNA链。
RNA链的合成方向是从5'端到3'端。
2. 构建RNA链:RNA聚合酶从DNA模板链上移动,依次将RNA链进行构建,继续向下延伸。
3. 翻译:RNA链在合成的同时,其碱基序列被转化为RNA的
亚单位。
终止阶段:
1. 结束转录:在模板DNA上,到达一个由特定DNA序列标
识的终止位点时,RNA聚合酶会停止合成,并释放RNA链。
2. 分离:合成的RNA链离开DNA模板。
3. 形成成熟mRNA:非编码RNA被进一步修饰,成为成熟
mRNA链,可以被翻译为蛋白质。
这是原核生物转录的一般过程,不同原核生物在具体机制上可能有一些差异。
原核生物基因的转录的过程
原核生物基因转录过程转录过程包括启动、延伸和终止。
启动 RNA聚合酶正确识别DNA模板上启动子并形成由酶、DNA和核苷三磷酸(NTP)构成三元起始复合物,转录即自此开始。
DNA模板上启动区域常含有TATAATG顺序,称普里布诺(Pribnow)盒或P盒。
复合物中核苷三磷酸一般为GTP,少数为ATP,因而原始转录产物5′端通常为三磷酸鸟苷(pppG)或腺苷三磷酸(pppA)。
真核 DNA上转录启动区域也有类似原核DNA 启动区结构,和在-30bp(即在酶和 DNA结合点上游30核苷酸处,常以—30表示,bp为碱基对简写)附近也含有TATA结构,称霍格内斯(Hogness)盒或 TATA盒。
第一个核苷三磷酸及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。
延伸σ亚基脱离酶分子,留下核心酶及 DNA结合变松,因而较容易继续往前移动。
核心酶无模板专一性,能转录模板上任何顺序,包括在转录后加工时待切除居间顺序。
脱离核心酶σ亚基还可及另外核心酶结合,参及另一转录过程。
随着转录不断延伸,DNA双链顺次地被打开,并接受新来碱基配对,合成新磷酸二酯键后,核心酶向前移去,已使用过模板重新关闭起来,恢复原来双链结构。
一般合成 RNA链对DNA模板具有高度忠实性。
RNA合成速度,原核为25~50个核苷酸/秒,真核为45~100个核苷酸/秒。
终止转录终止包括停止延伸及释放 RNA聚合酶和合成 RNA。
在原核生物基因或操纵子末端通常有一段终止序列即终止子; RNA合成就在这里终止。
原核细胞转录终止需要一种终止因子ρ(四个亚基构成蛋白质)帮助。
真核生物 DNA上也可能有转录终止信号。
已知真核DNA转录单元3′端均含富有AT序列〔如AATAA(A)或ATTAA(A)等〕,在相隔 0~30bp之后又出现TTTT顺序(通常是3~5个T),这些结构可能及转录终止或者及3′端添加多聚A顺序有关。
简述原核生物转录起始的过程
简述原核生物转录起始的过程转录需要完整的双链dna,但每次转录仅以其中一条链为模板,称为模板链,另一条链称为编码链。
转录的过程分为起始(initiation)、延伸(elongation)和终止(termination)三个阶段。
起始阶段包括对双链dna特定部位的识别、局部解链以及形成最初的一段rna。
第一个核苷酸掺入的位置称为转录起点(transcription start site,tss)。
以前认为形成第一个磷酸二酯键就会进入延伸阶段,但现在认为起始过程比较复杂,当进入延伸阶段时已经合成了一小段rna。
转录的基本过程起始后rna聚合酶(rnap)构象改变,沿模板移动,持续合成rna,即进入延伸阶段。
而当聚合酶到达转录终点时,在终止因子的帮助下停止合成反应,酶和rna链脱落,转录结束。
代谢途径的第一步往往是限速步骤。
同样,转录是基因表达的第一步,所以是基因表达调控的关键步骤。
在转录的三个阶段中,起始阶段的调控是最重要的。
对于转录起始的调控,启动子是最重要的调控元件。
启动子(promoter)是rna聚合酶识别、结合以开始转录的dna序列。
启动子对基因的表达非常重要,可以决定基因在什么组织、什么生长阶段或什么条件下表达,也可以决定表达的频率等。
强启动子平均2秒钟启动一次转录,而弱启动子需要10分钟以上。
研究表明,对于不同的启动子序列,生产性转录速率(即从给定启动子合成全长rna产物)的变化可能超过一万倍。
启动子可以看作dna上的一系列标志,指示出转录的起点、解开双螺旋的位点、rnap以及各种转录相关蛋白的结合位点等等。
根据这些信息,转录才能顺利开始。
原核生物的启动子通常位于基因上游(5'端),由几段保守序列构成。
在转录起点(tss)上游约5-10碱基处有保守序列tataat,称为pribnow box或-10 box。
其at丰富,有助于局部解链。
在大约-35位有一段保守的ttgaca序列,称为-35序列或sextama box,提供rna聚合酶识别的信号。
转录的大概过程
转录的大概过程如图所示:一个真核生物基因的转录需要3至5个转录因子。
转录因子之间互相结合,生成有活性和专一性的复合物,再与RNA聚合酶搭配而有针对性地结合、转录相应的基因。
一、转录起始转录的起始就是生成由RNA聚合酶,模板和转录5'端首位核苷酸组成的起始复合物。
原核生物RNA5'端是嘌呤核苷酸(A、G),而且保留三磷酸核苷的结构,所以其起始复合物是:pppG-DNA-RNA聚合酶。
真核生物起始,生成起始前复合物(PIC)。
例如,RNA-pol-Ⅱ转录,是由各种TFⅡ相互辨认结合,再与RNA聚合酶结合,并通过TF结合到TATA盒上。
二、转录延长转录的延长是以首位核苷酸的3'-OH为基础逐个加入NTP即形成磷酸二酯键,使RNA逐步从5'向3'端生长的过程。
在原核生物,因为没有细胞膜的分隔,转录未完成即已开始翻译,而且在同一DNA模板上同时进行多个转录过程。
电镜下看到的羽毛状图形和羽毛上的小黑点(聚多核糖体),是转录和翻译高效率的直观表现。
三、转录终止转录的终止在原核生物分为依赖Rho因子与非依赖Rho因子两类。
Rho因子有ATP酶和解螺旋酶两种活性,因此能结合转录产物的3'末端区并使转录停顿及产物RNA脱离DNA模板。
非依赖Rho因子的转录终止,其RNA产物3'-端往往形成茎环结构,其后又有一串寡聚U。
茎环结构可使因子聚合酶变构而不再前移,寡聚U则有利于RNA不再依附DNA模板链而脱出。
因此,无论哪一种转录终止都有RNA聚合酶停顿和RNA产物脱出这两个必要过程。
真核生物转录终止是和加尾(mRNA的聚腺苷酸poly A)修饰同步进行的。
RNA上的加尾修饰点结构特征是有AAAUAA序列。
一些基本概念的理解:1.转录起始前复合物(PIC):是真核生物转录因子与RNA聚合酶一同结合于转录起始前的DNA区域而成的复合物。
2.加尾修饰点:真核生物mRNA转录不是在mRNA的位置上终止,而是在数百个核苷酸之后,研究发现在编码链读码框架的3'端之后,常有一组共同序列AATAAA,再下游还有相当多GC的序列,这些序列称为加尾修饰点,转录越过修饰点后,mRNA在修饰点处被切断,随即加入polyA。
原核生物真核生物转录异同点
原核生物真核生物转录异同点原核生物和真核生物是生物界中两个重要的分类群体,它们在很多方面都存在着明显的差异。
其中,转录是生物体内重要的基因表达过程之一,也是原核生物和真核生物之间的一个显著差异点。
本文将从转录的异同点出发,探讨原核生物和真核生物在转录过程中的差异。
我们先来了解一下转录的基本概念。
转录是指将DNA中的遗传信息转录成RNA的过程。
在原核生物和真核生物中,这一过程都是由RNA聚合酶(RNA polymerase)进行催化的。
然而,在原核生物和真核生物中,转录过程存在着一些明显的差异。
转录起始点的差异是原核生物和真核生物转录过程中的主要差异之一。
在原核生物中,转录起始点通常位于启动子区域的“TATA”盒附近,而真核生物中则存在多个转录起始点。
这是因为原核生物的启动子区域相对较为简单,只需一个“TATA”盒就可以起始转录;而真核生物的启动子区域较为复杂,存在多个调控序列,因此可以选择多个转录起始点。
转录的调控机制也是原核生物和真核生物转录过程的重要差异。
在原核生物中,转录的调控主要通过启动子区域的结构和DNA结合蛋白来实现。
启动子上的结构可以影响RNA聚合酶的结合和转录的启动。
而在真核生物中,转录的调控更加复杂,涉及到转录因子、增强子和抑制子等多种调控元件的相互作用。
转录因子可以结合到启动子和增强子上,通过调节染色质的状态和RNA聚合酶的结合来调控基因的转录。
原核生物和真核生物的转录速率也存在差异。
一般来说,原核生物的转录速率较快,可以较快地合成RNA。
这是因为原核生物中RNA聚合酶可以直接与DNA结合,并进行转录。
而真核生物中,RNA聚合酶需要与DNA上的转录因子和其他调控元件相互作用才能进行转录,导致转录速率较慢。
原核生物和真核生物的转录终止方式也存在差异。
在原核生物中,转录终止通常由转录终止信号序列识别并终止转录。
而真核生物中,转录终止则通过复杂的机制实现。
其中,一种机制是通过RNA聚合酶II复合物与转录因子的相互作用来实现转录的终止。
DNA的转录
显子连接成一个整体的过程。
原核生物启动子特点:
-35 -35 Box 5' TTGACA
-10 -10 Box TATAAT
启动子区
+1
3'
结构基因
–10 Box:也称为Pribnow盒,一致序列为TATAAT, 有利于转录时双链的解开。
–35 Box:一致序列为TTGACA,提供聚合酶结合时 的识别为点。
② RNA聚合酶与模板DNA的结合
2. 真核生物基因转录 (1)真核生物启动子
真核生物包括三类启动子:
类型Ⅰ启动子 (class Ⅰ promoter)
类型Ⅱ启动子 (class Ⅱ promoter)
类型Ⅲ启动子 (class Ⅲ promoter)
控制rRNA的转录 控制mRNA的转录 控制小分子RNA的转录
真核生物启动子由转录因子识别。 转录因子(transcription factor):能识别启动子并与之发
生相互作用的蛋白质,影响转录过程。 前起始复合物(preinitiation complex):多种转录因子与
RNA聚合酶在转录起点处形成的复合物。
真核生物的Ⅱ类启动子: 包括四种控制元件:
基本启动子(basal promoter ,即TATA Box) 起始子(initiator) 上游元件(upstream element) 应答元件(response element)。
二、参与转录的酶类
1. 原核细胞RNA聚合酶
核心酶(core enzyme):α2ββ ' 全酶(holoenzyme):α2ββ ' σ
分子生物学第11.5章原核基因转录水平的调控
4.细菌的应急反应
上述3个方面是细菌处于正常生活条件下的基 因表达调节方式,这种正常也包括生活环境中缺 少某一种或两种物质,但能找到代用物。可是, 细菌有时会遇到十分恶劣的环境,比如氨基酸饥 饿时,就不是缺少一两种氨基酸,而是氨基酸全 面匮乏。为了紧缩开支,渡过难关,细菌会产生 应急反应,包括合成各种 RNA、糖、脂肪和蛋白 质在内的几乎全部生化反应过程均被停止。
Ⅲ,它们催化合成的RNA种类不同。
大肠杆菌RNA聚合酶
大肠杆菌RNA聚合酶通常认为由 5个亚基组 成,即α2、β、β'及σ,这5个亚基组成的酶叫全 酶,而只由 α2 、 β 、 β ' 4 个亚基组成的酶叫做核
心酶。此外,还可以看到一个相对分子量在
10000 左右的 ω 亚基,其功能尚不清楚;后来又
原核基因启动子的一般结构
原核生物基因的启动子有两个保守的区域,一 个位于-10处,称为Pribnow box,另一个位于-35 处,称为Sextama box。它们的保守性为 Sextama box T82T84G78A65C54A45 Pribnow box T80A95T45A60A50T96
结合的作用。
RNA的转录过程
转录起始
原核RNA聚合酶通过σ亚基发现启动子-
35 区识别位点后,首先与- 35 区序列结合成 一个封闭的启动子复合体,几乎与此同时, 全酶向- 10 序列转移并与之紧密结合,使- 10 区及转录起始区发生局部解链而形成开放 型复合体。
RNA的转录过程
转录起始
在开放型复合体中, RNA 聚合酶上的起始
调节基因表达的作用。
2.衰减子对基因表达的调节
在这种调节方式中,起信号作用的是特定氨 酰- tRNA的浓度,如对色氨酸操纵子来说,高 浓度的色氨酰- tRNA抑制色氨酸操纵子的表达。
原核生物蛋白质合成过程
原核生物蛋白质合成过程原核生物蛋白质合成是指在原核生物细胞中,通过核糖体将RNA 翻译成蛋白质的过程。
这个过程包括三个主要的步骤:转录、翻译和折叠。
第一步:转录在原核生物中,转录是指将DNA模板转录成RNA的过程。
这个过程由RNA聚合酶完成,它会在DNA上找到一个起始位点,然后开始合成RNA链。
RNA链的合成是以DNA为模板的,RNA链的合成方向与DNA链的方向相反。
在转录过程中,RNA聚合酶会识别一些特定的序列,如启动子和终止子,这些序列会影响RNA链的合成速率和终止位置。
第二步:翻译在原核生物中,翻译是指将RNA翻译成蛋白质的过程。
这个过程由核糖体完成,核糖体是由RNA和蛋白质组成的复合物。
在翻译过程中,核糖体会识别RNA上的密码子,然后将相应的氨基酸加入到正在合成的蛋白质链上。
翻译过程中,核糖体会识别三个特定的密码子,它们分别是起始密码子、终止密码子和内含密码子。
起始密码子是AUG,它指示核糖体开始合成蛋白质。
终止密码子有三个,它们分别是UAA、UAG和UGA,它们指示核糖体停止合成蛋白质。
内含密码子是指在蛋白质链上的某个位置上,存在一个不同于起始和终止密码子的密码子,它指示核糖体在这个位置上加入一个特定的氨基酸。
第三步:折叠在原核生物中,折叠是指将合成的蛋白质链折叠成特定的三维结构的过程。
这个过程由分子伴侣和其他辅助蛋白质完成。
在折叠过程中,分子伴侣会帮助蛋白质链正确地折叠成特定的结构,同时防止蛋白质链的错误折叠。
折叠过程中,还会发生一些后翻译修饰,如磷酸化、甲基化和糖基化等,这些修饰可以影响蛋白质的功能和稳定性。
原核生物蛋白质合成过程包括转录、翻译和折叠三个主要步骤。
在转录过程中,RNA聚合酶将DNA模板转录成RNA。
在翻译过程中,核糖体将RNA翻译成蛋白质。
在折叠过程中,分子伴侣和其他辅助蛋白质帮助蛋白质正确地折叠成特定的结构。
这个过程是原核生物细胞中最基本的生物合成过程之一,对于细胞的生存和繁殖都至关重要。
论述原核生物rna转录的基本过程
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原核生物基因的转录的
过程
Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
原核生物基因的转录的过程
转录过程包括启动、延伸和终止。
启动RNA聚合酶正确识别DNA模板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。
延伸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。
终止转录的终止包括停止延伸及释放RNA聚合酶和合成的RNA。
在原核生物基因或操纵子的末端通常有一段终止序列即终止子;RNA合成就在这里终止。
原核细胞转录终止需要一种终止因子ρ(四个亚基构成的蛋白质)的帮助。
真核生物DNA上也可能有转录终止的信号。
已知真核DNA转录单元的3′端均含富有AT的序列〔如AATAA(A)或ATTAA(A)等〕,在相隔0~30bp之后又出现TTTT顺序(通常是3~5个T),这些结构可能与转录终止或者与3′端添加多聚A顺序有关。