药学分子生物学详解演示文稿

（二）原核生物转录延长
● （大肠杆菌）亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心 酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移；
●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
RNA链的延伸图解
模板链（有意义链 ）
复链
编码链 （反义
链）
RNA聚合酶均发生构象变化 2. 解螺旋酶活性使DNA/RNA杂化双链拆离
2.非依赖因子的终止（强终止子－内部终止子）
终止位点上游一般存在一个富含GC碱基的二重 对称区，RNA形成发夹结构；
在终止位点前面有一段由4-8个A组成的序列，RNA 的3’端为寡聚U
DNA
5TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT... 3
一、原核生物转录酶及相关因子
（一）原核生物RNA聚合酶
●原核生物RNA聚合酶（大肠杆菌为例） 全酶=核心酶+ σ因子
β
α
σ
ω
α
β’
图 12-5 E.coli RNA 聚合酶的亚基组成
大肠杆菌RNA聚合酶的组成分析
亚 基因 相对分 亚基数 组分
基
子量
功能
α rpoA 36500 2 核心酶 决定哪些基因被转录
药学分子生物学详解演示文稿
（优选）药学分子生物学
参与转录的物质
原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) 模板:DNA 酶: RNA聚合酶 其他蛋白质因子
RNA合成方向：5' 3'
RNA链的延伸图解
模板链（有意义链 ）
复链
编码链 （反义
链）
解链
3´
RNA-DNA杂交螺旋
新生 RNA 5´
调控序列
结构基因
5
3
3
RNA-pol
5
RNA聚合酶结合模板DNA的部位，称为启 动子(promoter)。是控制转录的关键部位。
● 原核生物启动子结构
Pribnow
41-44bp
大肠杆菌RNA聚合酶全酶所识别的启动子区
T85T83G81A61C69A52
T89A89T50A65A100
编码链 模板链
原核典型启动子的结构
-35
-10 转录起点
TTGACA 16-19bp TATAAT 5-9bp
2.原核生物转录起始过程：
转录起始过程：
1. RNA聚合酶与模板结合。 2. DNA双链局部解开 3. 在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形
成转录起始复合物：
5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + ppi
β rpoB 151000 1 核心酶 β和β'共同形成RNA合成 的活性中心
β' rpoC 155000 1 核心酶
ω ？ 11000 σ rpoD 70000
1 核心酶
？
1 σ因子 存在多种σ因子，辨认 起始位点
σ的作用负责模板链的选择和转录的起始它 是酶的别构效应物，可以极大的提高RNA 聚合酶对启动子区DNA序列的亲和力。
在某些细菌内含有能识别不同启动子的σ因 子，以适应不同生长阶段的要求，调控不同 基因转录的起始。
如大肠杆菌：
σ70
辨认典型转录起始点的蛋白质
σ32 辨认热休克基因起始点的蛋白质
• 原核生物RNA聚合酶的活性，可被某些 抗生素特异性的抑制。
• 如抗结核分枝杆菌药物利福平或利福霉 素专一性的结合β亚基。
5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU... 3`
RNA
UUUU...…
UUUU...…
茎环(stem-loop)/发夹(hairpin)结构
发夹式结构和寡聚U的共同作用使RNA从三 元复合物中解离出来。
RNA-pol
转录起始点
启动子 Probnow盒子
AACTGT
ATATTA
TTGACA
35
TATAAT
10
+1
3’
DNA
5’
转录区
转录起点
5’
3’
RNA
与新生RNA链第一个核甘酸相对应DNA链上的碱基。
Probnow盒子：酶的紧密结合位点（富含AT
碱基，利于双链打开）
TTGACA区：提供了RNA聚合酶全酶识别的信号
如nusA蛋白协助RNA聚合酶识别某些特征 性的终止位点。他们的共性是：所识别 的终止信号位于新合成的RNA分子中， 而并非在DNA模板上。
二、原核生物转录过程
• 转录的起始（模板识别、转录起始） • 转录的延伸 • 转录的终止
（一）原核生物的转录起始：
1.模板的识别：RNA聚合酶全酶
结合到DNA的启动子上启动转录
解链
3´
RNA-DNA杂交螺旋
新生 RNA 5´
聚合酶的移动方 向
转录空泡(transcription bubble)：
延长部位
原核生物转录过程中mRNA的羽毛状现象
5 3
DNA
RNA
RNA聚合酶
这种形状说明：
核糖体
➢在同一DNA模板上，有多个转录同时在进行； ➢mRNA转录尚未完成，翻译已在进行。
（三）原核生物转录终止
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。
原核生物（大肠杆菌）依据是否需要蛋白质 因子的参与，转录终止分为：
• 依赖Rho 因子的转录终止 • 非依赖Rho因子的转录终止
1. 依赖ρ因子的转录终止
1. Rho因子与RNA转录产物结合后， ρ因子和
聚合酶的移动方 向
转录空泡(transcription bubble)：
延长部位
第一节 原核生物转录
• DNA聚合酶在启动DNA链延长时需要引物存 在 ， 而 RNA 聚 合 酶 不 需 要 引 物 就 能 直 接 启 动 RNA链的延长。
• 原核生物RNA聚合酶能直接与模板DNA 的启动序列结合而启动转录。
5
3
3
5
5´pppG
茎环结构使转录终止的机理
茎环结构使RNA聚合酶变构，转录停顿；
DNA和RNA都要各自形成双链，使转录复合物趋 于解离，RNA产物3端多个连续的U， 促进RNA产 物从模板链脱落。
终止效率与二重对 称序列和寡聚U的 长短有关，长度 效率
（二）原核生物转录相关因子
1.ρ因子： • ρ因子是由相同亚基组成的六聚体蛋 白质，亚基分子量46kD。 • ρ因子能结合RNA，又以对poly C的 结合力最强。 • ρ 因 子 还 有 ATP 酶 活 性 和 解 链 酶来自百度文库(helicase)的活性。
• 2.其他因子
还有一些蛋白参与、调节转录终止。