生化13转录
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也称转录复合物，是RNA聚合酶的核心 酶 、DNA模板和转录产物RNA结合在一 起的复合物。
RNA-pol (核心酶)-DNA-RNA
DNA 3´
RNA
RNA聚合酶 5´
核糖体
原核生物转录的特点：
同一DNA模板上有多个转录同时进行 原核生物转录尚未完成，翻译已在进行
（三）转录终止
依赖ρ因子的转录终止 不依赖ρ因子的转录终止
第十三章
RNA的生物合成(转录)
(RNA biosynthesis, Transcription)
1/50
转录
生物体以DNA为模板合成RNA的过程
遗传信息从DNA向R转录NA传递过程
基因表达的开始
DNA
RNA
参与转录的物质
底物(substrate): NTP(ATP, UTP, GTP, CTP)
tRNA)的 DNA区段。
5´
3´
3´
5´
箭头表示转录产物及转录方向 方框内的DNA区段为结构基因
为模板链(template strand), 也称Watson链 为编码链(coding strand), 也称Crick链
编码链
5 ´ …G C A G T A C A T G T C…3 ´ 3 ´ … c g t c a t g t a c a g…5 ´
极敏感
RNA pol Ⅲ tRNA、5S rRNA 中度敏感 和snRNA
45S是5.8S、18S和28S rRNA的前体
hnRNA是mRNA的前体
真核生物的RNA聚合酶亚基的功能
类型
数目 /每个酶
对应于原核功能
＞100kD大亚基 2
50kD中亚基
1
小亚基
Ⅰ(10) Ⅱ(7) Ⅲ(11)
β和 β′亚基(催化) α亚基
1. 依赖ρ因子的转录终止
ρ因子
功能
❖ 识别结合富含C的RNA链 ❖ ATPase活性 ❖ 解螺旋酶活性
Polymerase 3′
+ATP
富含C
5′
ρ因子
RRNNAAppool l
-10 β´
σ
βα -35
σ70 (典型) σ 32 (应激)
α
Heat shock protein (Hsp)
热激蛋白
原核生物RNA聚合酶及其在转录起始区的结合
（二）真核生物的RNA聚合酶
真核生物RNA pol的种类与功能
种类
转录产物 对鹅膏蕈碱的敏感性
RNA polⅠ 45S rRNA
耐受
RNA polⅡ hnRNA
性质
复
制
转录
以DNA为模板
相
遵循碱基配对原则
同
都需依赖DNA的聚合酶
点
聚合过程都是生成磷酸二酯键
新链合成方向为5′→3′
模 板 两股链均复制
模板链转录
合成方式 半保留复制
不 原 料 dNTP 同 聚合酶 DNA聚合酶 点 碱基配对 A-T，G-C
不对称转录 NTP
RNA聚合酶 A-U，T-A，G-C
操纵子
调控序列
I
P
O
S1
启动子 promoter
结合RNA聚合酶
结构基因
S2
S3
?
表达功能蛋白
RNA聚合 酶保护法
来自百度文库
RNA聚合 酶保护区 结构基因
终止点 翻译开始
转录开始
-35
-10 +1 10
TTGACA 辨认结合区
TATAAT Purine
（Pribnow box） 转录起始区
DNA复制与转录的比较
2. 在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链 不断延长。
(NMP) n + NTP (NMP) n+1 + PPi
因子与核心酶 全酶 全酶与DNA复合物
核心酶箝住DNA 因子脱落
大肠杆菌RNA聚合酶与DNA的相互作用
转录空泡
RNA
G-C > A-T > A-U
RNA pol
转录空泡 (transcription bubble)
转录起始复合物
σ因子脱落
RNA pol(2 ) -DNA-pppGpN-OH
转录起始不需引物
γβα
p p pG-OH + p p pN-OH
RNA pol
5 ´ -pppGpN-OH-3 ´+PPi
（二）转录延长 1. 因子脱落，RNA-pol聚合酶核心酶变构，
与模板结合松弛，沿着DNA模板前移。
σ亚基(识别起始点)
★ pol Ⅱ的大亚基C末端aa序列均为(YSPTSPS)n ★ n=20～60,与种属有关,称羧基末端结构域(CTD) ★ 含带羟基的Y(酪)\S(丝)\T(苏),可被磷酸化 ★ polⅡ的磷酸化在从转录起始过渡到延长时重要
三、酶与模板的辨认结合
操纵子 (operon): 原核生物的转录单位
产 物 半保留的双链DNA
单链RNA
第二节
RNA生物合成(转录)过程 起始 (initiation) 延长 (elongation) 终止 (termination)
一、原核生物的转录过程
（一）转录起始
σ因子辨认-35区
（结合松弛）
RNA pol 全酶移向-10区 （结合紧密）
合成第一个磷酸二酯键 5´-pppGpN-OH-3 ´
5´
3´
3´
5´
二、RNA聚合酶 (RNA polymerase)
全称：依赖DNA的RNA聚合酶
(DNA dependent RNA polymerase, DDRP)
简称：RNA pol 又称：转录酶 (transcriptase)
（一）原核生物的RNA聚合酶
原核生物 (E . Coli) RNA pol 由 2共五种亚基组成的六聚体 蛋白质。
模板(template) : DNA
酶: RNA聚合酶
(RNA polymerase, RNA-pol)
其他蛋白质因子
第一节 RNA合成的模板和酶
一、转录模板
1. 结构基因 (structural gene) DNA的一些区段可以转录出RNA，
另一些不能转录出RNA。 能转录出RNA (mRNA、rRNA和
2 + 核心酶 亚基
core enzyme
2
全酶
holoenzyme
大肠杆菌RNA聚合酶亚基的功能
类型
主 要功 能
α 控制转录的速率 能与启动子结合
β 催化功能
被利福平抑制
β′ 结合DNA模板 解链功能
σ 辨认转录起始点 功能尚不清楚
核心酶 (core enzyme) 全酶 (holoenzyme)
DNA
转录
模板链
5 ´ …G C A G U A C A U G U C…3 ´ mRNA 翻译
N… Ala Val His Val …C 多肽链
2. 不对称转录 (asymmetric transcription)
在DNA分子双链上，一股链用作模板 指导转录，另一股链不转录；
模板链并非总是在同一单链上。
RNA-pol (核心酶)-DNA-RNA
DNA 3´
RNA
RNA聚合酶 5´
核糖体
原核生物转录的特点：
同一DNA模板上有多个转录同时进行 原核生物转录尚未完成，翻译已在进行
（三）转录终止
依赖ρ因子的转录终止 不依赖ρ因子的转录终止
第十三章
RNA的生物合成(转录)
(RNA biosynthesis, Transcription)
1/50
转录
生物体以DNA为模板合成RNA的过程
遗传信息从DNA向R转录NA传递过程
基因表达的开始
DNA
RNA
参与转录的物质
底物(substrate): NTP(ATP, UTP, GTP, CTP)
tRNA)的 DNA区段。
5´
3´
3´
5´
箭头表示转录产物及转录方向 方框内的DNA区段为结构基因
为模板链(template strand), 也称Watson链 为编码链(coding strand), 也称Crick链
编码链
5 ´ …G C A G T A C A T G T C…3 ´ 3 ´ … c g t c a t g t a c a g…5 ´
极敏感
RNA pol Ⅲ tRNA、5S rRNA 中度敏感 和snRNA
45S是5.8S、18S和28S rRNA的前体
hnRNA是mRNA的前体
真核生物的RNA聚合酶亚基的功能
类型
数目 /每个酶
对应于原核功能
＞100kD大亚基 2
50kD中亚基
1
小亚基
Ⅰ(10) Ⅱ(7) Ⅲ(11)
β和 β′亚基(催化) α亚基
1. 依赖ρ因子的转录终止
ρ因子
功能
❖ 识别结合富含C的RNA链 ❖ ATPase活性 ❖ 解螺旋酶活性
Polymerase 3′
+ATP
富含C
5′
ρ因子
RRNNAAppool l
-10 β´
σ
βα -35
σ70 (典型) σ 32 (应激)
α
Heat shock protein (Hsp)
热激蛋白
原核生物RNA聚合酶及其在转录起始区的结合
（二）真核生物的RNA聚合酶
真核生物RNA pol的种类与功能
种类
转录产物 对鹅膏蕈碱的敏感性
RNA polⅠ 45S rRNA
耐受
RNA polⅡ hnRNA
性质
复
制
转录
以DNA为模板
相
遵循碱基配对原则
同
都需依赖DNA的聚合酶
点
聚合过程都是生成磷酸二酯键
新链合成方向为5′→3′
模 板 两股链均复制
模板链转录
合成方式 半保留复制
不 原 料 dNTP 同 聚合酶 DNA聚合酶 点 碱基配对 A-T，G-C
不对称转录 NTP
RNA聚合酶 A-U，T-A，G-C
操纵子
调控序列
I
P
O
S1
启动子 promoter
结合RNA聚合酶
结构基因
S2
S3
?
表达功能蛋白
RNA聚合 酶保护法
来自百度文库
RNA聚合 酶保护区 结构基因
终止点 翻译开始
转录开始
-35
-10 +1 10
TTGACA 辨认结合区
TATAAT Purine
（Pribnow box） 转录起始区
DNA复制与转录的比较
2. 在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链 不断延长。
(NMP) n + NTP (NMP) n+1 + PPi
因子与核心酶 全酶 全酶与DNA复合物
核心酶箝住DNA 因子脱落
大肠杆菌RNA聚合酶与DNA的相互作用
转录空泡
RNA
G-C > A-T > A-U
RNA pol
转录空泡 (transcription bubble)
转录起始复合物
σ因子脱落
RNA pol(2 ) -DNA-pppGpN-OH
转录起始不需引物
γβα
p p pG-OH + p p pN-OH
RNA pol
5 ´ -pppGpN-OH-3 ´+PPi
（二）转录延长 1. 因子脱落，RNA-pol聚合酶核心酶变构，
与模板结合松弛，沿着DNA模板前移。
σ亚基(识别起始点)
★ pol Ⅱ的大亚基C末端aa序列均为(YSPTSPS)n ★ n=20～60,与种属有关,称羧基末端结构域(CTD) ★ 含带羟基的Y(酪)\S(丝)\T(苏),可被磷酸化 ★ polⅡ的磷酸化在从转录起始过渡到延长时重要
三、酶与模板的辨认结合
操纵子 (operon): 原核生物的转录单位
产 物 半保留的双链DNA
单链RNA
第二节
RNA生物合成(转录)过程 起始 (initiation) 延长 (elongation) 终止 (termination)
一、原核生物的转录过程
（一）转录起始
σ因子辨认-35区
（结合松弛）
RNA pol 全酶移向-10区 （结合紧密）
合成第一个磷酸二酯键 5´-pppGpN-OH-3 ´
5´
3´
3´
5´
二、RNA聚合酶 (RNA polymerase)
全称：依赖DNA的RNA聚合酶
(DNA dependent RNA polymerase, DDRP)
简称：RNA pol 又称：转录酶 (transcriptase)
（一）原核生物的RNA聚合酶
原核生物 (E . Coli) RNA pol 由 2共五种亚基组成的六聚体 蛋白质。
模板(template) : DNA
酶: RNA聚合酶
(RNA polymerase, RNA-pol)
其他蛋白质因子
第一节 RNA合成的模板和酶
一、转录模板
1. 结构基因 (structural gene) DNA的一些区段可以转录出RNA，
另一些不能转录出RNA。 能转录出RNA (mRNA、rRNA和
2 + 核心酶 亚基
core enzyme
2
全酶
holoenzyme
大肠杆菌RNA聚合酶亚基的功能
类型
主 要功 能
α 控制转录的速率 能与启动子结合
β 催化功能
被利福平抑制
β′ 结合DNA模板 解链功能
σ 辨认转录起始点 功能尚不清楚
核心酶 (core enzyme) 全酶 (holoenzyme)
DNA
转录
模板链
5 ´ …G C A G U A C A U G U C…3 ´ mRNA 翻译
N… Ala Val His Val …C 多肽链
2. 不对称转录 (asymmetric transcription)
在DNA分子双链上，一股链用作模板 指导转录，另一股链不转录；
模板链并非总是在同一单链上。