第11章 RNA的生物合成

第11章RNA的生物合成

学习要求

1．掌握RNA生物合成的特点；原核生物转录的基本过程、各阶段特点及相关的酶；真核生物RNA聚合酶的分类、作用特点及产物；转录后修饰相关的重要概念；核酶。2．熟悉mRNA的首尾修饰、剪接、剪切和编辑；tRNA、rRNA转录后加工。

3．了解-35区、-10区、上游、下游及保守序列等概念；转录因子和真核生物转录起始复合物形成过程；转录空泡的形成和其中发生的反应；拼板理论；内含子的其他剪接方式和功能。

基本知识点

RNA的生物合成包括转录与RNA复制。转录是以DNA为模板合成RNA的过程，是生物体内RNA合成的主要方式；RNA复制是以RNA为模板合成RNA的过程，是除逆转录病毒之外的RNA病毒合成RNA的方式。

转录以DNA双链中的一股单链作为模板，以不对称转录的方式，以4种NTP为原料，在RNA聚合酶的催化下合成与模板互补的RNA。原核生物RNA聚合酶仅1种，由4种亚基组成，有全酶(α2ββ'σ)和核心酶(α2ββ')两种形式。

转录过程分起始、延长和终止三个阶段。原核生物转录起始是RNA聚合酶全酶参与，由σ亚基辨认转录起始点并与模板DNA结合；延长过程由RNA聚合酶核心酶参与，同时伴随蛋白质的翻译；转录终止过程有依赖ρ因子和非依赖ρ因子的转录终止两种方式。

真核生物RNA聚合酶有三种，分别为RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，每种聚合酶细胞定位、转录产物各不相同。RNA聚合酶结构复杂，由多亚基组成。其中RNA聚合酶Ⅱ最大亚基羧基末端有CTD（羧基末端结构域），去磷酸化的CTD在转录起始中发挥作用。真核生物转录起始过程较原核生物复杂，RNA聚合酶不直接结合模板，需转录因子参与；延长过程无转录与翻译同步的现象；转录终止和转录后修饰密切相关。

转录生成的初级RNA转录物需经过加工才能转变成有功能的成熟的RNA。三种主要RNA转录后加工方式不同。真核mRNA前体的加工包括首尾修饰、剪接和剪切、编辑等。首尾修饰即5' 端加m7GpppN的帽子、3' 端加poly（A）尾；一个前体mRNA 分子可经过剪接和剪切两种模式而加工成多个mRNA分子。有些mRNA要经过编辑才能作为翻译的模板。真核rRNA和tRNA的前体由一些特异的核酸酶切除间隔序列，某些碱基经过化学修饰后，成为成熟的rRNA和tRNA。有些真核的rRNA、tRNA和mRNA 前体可自身剪接内含子，无需蛋白质参与，由自身的RNA催化。

自测练习题

一、选择题

（一）A型题

1．下列关于转录的叙述正确的是

A．转录过程需RNA引物B．转录生成的RNA都是翻译模板

C．真核生物转录是在胞浆中进行的D．DNA双链一股单链是转录模板

E．DNA双链同时作为转录模板

2．DNA上某段模板链碱基顺序为5'-ACTAGTCAG-3'，转录后mRNA上相应的碱基顺序为

A．5'-TGATCAGTC-3' B．5'-UGAUCAGUC-3'

C．5'-CUGACUAGU-3' D．5'-CTGACTAGT-3'

E．5'-CAGCUGACU-3'

3．不对称转录是

A．双向复制后的转录B．以DNA为模板双向进行转录

C．同一单链DNA，转录时可以交替作为编码链和模板链

D．同一单链DNA，转录时只转录外显子部分

E．没有规律的转录

4．真核生物的转录特点是

A．发生在细胞质内，因为转录产物主要供蛋白质合成用

B．转录产物有poly（A）尾，DNA模板上有相应的poly（dT）序列

C．转录的终止过程需ρ（Rho）因子参与

D．转录起始需要形成PIC（转录起始前复合物）

E．需要α因子辨认起点

5．下列关于转录编码链的叙述正确的是

A．能转录生成mRNA的DNA单链B．能转录生成tRNA的DNA单链

C．同一DNA单链不同片段可作模板链或编码链

D．是基因调节的成份E．是RNA链

6．Pribnow box 序列是

A．AAUAAA B．TAAGGC C．TTGACA D．TATAAT E．TATAAA

7．真核生物的TATA盒是

A．参与转录起始B．翻译的起始点C．RNA聚合酶核心酶结合位点

D．σ因子结合位点E．复制的起始点

8．原核生物DNA指导的RNA聚合酶由数个亚基组成，其核心酶的组成是A．α2ββ' (ω) B．α2β (σ) C．α2ββ'σ(ω) D．α2β' (ω) E．αββ'

9．原核生物识别转录起始点的是

A．ρ因子B．核心酶C．RNA聚合酶的α亚基

D．σ亚基E．RNA聚合酶的β亚基

10．ρ因子的功能是

A．参与转录的启动过程B．参与转录的全过程C．加速RNA的合成

D．参与转录的终止过程E．可改变RNA聚合酶的活性

11．在转录延长阶段，RNA聚合酶与DNA模板的结合是

A．全酶与模板结合B．核心酶与模板特定位点结合

C．结合松弛而有利于RNA聚合酶向前移动

D．和转录起始时的结合状态没有区别E．结合状态相对牢固稳定

12．下列关于转录因子（TF）的叙述正确的是

A．是真核生物RNA聚合酶的组分

B．参与真核生物转录的起始、延长和终止阶段

C．是转录调控中的反式作用因子

D．是真核生物的启动子

E．是原核生物RNA聚合酶的组分

13．真核生物转录终止

A．需要ρ（Rho）因子B．需要释放因子（RF）

C．与加尾修饰同步进行D．需要信号肽

E．形成茎环形式的二级结构

14．外显子是

A．DNA的调节序列B．转录模板链C．真核生物的编码序列

D．真核生物的非编码序列E．原核生物的编码序列

15．DNA复制和转录过程具有许多异同点，下列关于DNA复制和转录的描述中错误的是

A．在结构基因内只有一条DNA链转录，而两条DNA链都复制

B．在这两个过程中合成方向都为5'→3'

C．两个过程均需RNA引物