第三章 生物信息的传递(上)从DNA到RNA

G
细 胞 核 中
A A T C T A T A G U U A G A U A U C
G
DNA
细 胞 核 中
A A T C T A T A G U U A G A U A U C
mRNA
G
DNA上的遗传信息就传递到mRNA上
mRNA在细胞核中合 成
细胞核
A A T C T A T A G U U A G A U A U C
G
细 胞 核 中
A A T C T A T A G U U A G A
G
细 胞 核 中
A A T C T A T A G U U A G A U
G
细 胞 核 中
A A T C T A T A G U U A G A U A
G
细 胞 核 中
A A T C T A T A G U U A G A U AБайду номын сангаасU
3、参与基因表达调控，与生物生长发育密切相关
4、某些病毒，RNA是遗传物质，例如：SARS病毒，
AIDS病毒
3.1 RNA的结构、分类和功能 3.2 RNA转录的基本过程
3.3 转录机器的主要成分—RNA聚合酶
3.4 启动子与转录起始 3.5 原核生物与真核生物转录产物的比较 3.6 原核生物与真核生物mRNA的特征比较 3.7 真核生物RNA的转录后加工 3.8 RNA的编辑、再编码和化学修饰
1、模板识别和转录起始
原核
识别启动 子
DNA+全酶
DNA+全酶
DNA+全酶+2NTP
DNA+核酶+RNA合成
9-10NTP合成后，σ 因子决定转录的起始，不参与延伸。
真核需至少7种辅助因子（转录因子）参与，形成复杂的前 起始复合物。
表12-5 人类Ⅱ型启动子的转录因子 因子 分子量 功能 RNAPolⅡ ≥10K 依赖模板合成RNA TFⅡA 12,19,35K 稳定TFⅡD和DNA的结合，激活TBP亚基 TFⅡB 33K 结合模板链（-10～+10），起始PolⅡ结合，和TFⅡE/F 相互作用 TFⅡD (TBP,30K) TBP亚基识别TATA，将聚合酶组入复合体中，TAFs识别 特殊启动子 TFⅡE 34K(β ) 结合在PolⅡ的前部，使复合体的保护区延伸到下游 57K(α ) TFⅡF 38, 74K 大亚基具解旋酶活性（RAP74）,小亚基和PolⅡ结合， 介导其加入复合体 TFⅡH 具激酶活性，可以磷酸化PolⅡC端的CTD，使PolⅡ逸出，延伸 TFⅡI TFⅡJ TFⅡS 120K 识别Inr，起始TFⅡF/D结合 在TFⅡF后加入复合体，不改变DNA的结合方式 RNA合成延伸
RNA合成方向：5'
3'
细 胞 核 中
DNA的平面结构图
A A T C T A T A G T T A G A T A T C
DNA解旋，以一条链为模板合成 RNA
DNA的 一条链
A A T C T A T A G
中细 胞 核
G
游离的核糖核苷酸
(原料）
DNA与RNA的碱基互补配对：A——U； T——A；
转移RNA（tRNA）：
信使RNA（mRNA）：
转运氨基酸
蛋白质合成模板
不均一核RNA（hnRNA）：成熟mRNA的前体 小核RNA（snRNA）： 参与hnRNA的剪接、 转运
小核仁RNA（snoRNA）：rRNA的加工和修饰
小胞质RNA（scRNA/7s-RNA）：蛋白质内质网 定
三、RNA的功能 1、蛋白质生物合成的主要参与者（信息分子） 2、核酶作用，可催化转录产物剪接加工
第三章 生物信息的传递 （上）—从DNA到RNA
信息的储存与传递之中心法则
3.1 RNA的结构、分类和功能 3.2 RNA转录的基本过程
3.3 转录机器的主要成分—RNA聚合酶
3.4 启动子与转录起始 3.5 原核生物与真核生物转录产物的比较 3.6 原核生物与真核生物mRNA的特征比较 3.7 真核生物RNA的转录后加工 3.8 RNA的编辑、再编码和化学修饰
mRNA
DNA
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 A U C
mRNA
U U A G A U A U C
mRNA
细胞质
转录的不对称性： 在RNA的合成中，DNA的二条链中仅有一条链可作为
转录的模板，称为转录的不对称性。
编码链与模板链 编码链：又称有义链，与mRNA序列相同的那条 DNA链。
第二节 RNA的转录的基本过程
基 因
转录
RNA
翻译
蛋白质 生物性状控制
一、转录的基本概念
是指以DNA为模板，在依赖于DNA的 RNA聚和酶催化下，以4 中NTP（ATP、 CTP、GTP和UTP）为原料，合成RNA的过程。
原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP)
模板:DNA
酶: RNA聚合酶 其他蛋白质因子
C——G；
G—C
细 胞 核 中
A A T C T A T A G
RNA
聚合酶
G
组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来
中细 胞 核
A A T C T A T A G U U
G
细 胞 核 中
A A T C T A T A G U U A
G
细 胞 核 中
A A T C T A T A G U U A G
第一节 RNA的结构、分类和功能
一、RNA的结构特点
1. RNA含有核糖和嘧啶，通常是单 链线性分子 2. RNA链自身折叠程局部双螺旋， 碱基配对规则：A-U，G-C，不能配 对区域形成突起。 3. RNA可折叠形成复杂的三级结构 4. RNA分子比DNA分子小得多， 一般含几十至几千个核苷酸
二、RNA的分类 核糖体RNA（rRNA）： 核蛋白体组成成分
转录单元：从启动子到终止子称为转录单元 启动子： 模板上专一地与RNA聚合酶结合并决定转录从何处起 始的DNA序列，也决定基因的转录效率。原核大约20-200 bp， 真核不同基因差别比较大，一般小于2 kb 转录起点：即转录原点记为＋1，其5‘上游记为负值，下游记为 正值，研究表明通常为一个嘌呤（A 或Ｇ）。
模板链：又称反义链，一条根据碱基互补原则
指导mRNA合成的DNA链。
′ 5 … GCAGT ACAT GT C … 3′ 模 板 链 3′ … CGT CAT GT ACAG … 5′ 编 码 链
DNA
转 录 GCAGUACAUGUC
mRNA
二、转录的基本过程 模板识别、转录起始、延伸、终止
路标， 收费站， 高速路，收费站