第三章 RNA转录

第三章 RNA 转录(RNA transcription)

3.1. Basic concept

3.2. Trancription survey

3.3. Promoter in Eukaryotes and Prokaryotes

3.4. Transcription Termination

3.5. Pre-RNA processing in Eukaryotes

3.1. 基本概念（P64） Basic concept

● 基因表达的第一步

● 以D. S. DNA 中的一条单链作为转录的模板

某一基因只以一条单链DNA 为模板进行转录（不对称转录）

● 在依赖DNA 的RNA 聚合酶的作用下

● 按A U ，C G 配对的原则，合成RNA 分子

● 模板单链 DNA 的极性方向为3’ → 5’, 而非模板单链

DNA 的极性方向与RNA 链相同，均为5’ → 3’.

● RNA 的转录包括promotion, elongation, termination 三个阶段

● 从启动子（promoter ）到终止子（terminator ）的DNA

序列称为转录单位 （transcriptional unit ）

● 原核生物中的转录单位多为 polycistron in operon

真核生物中的转录单位多为monocistron, No operon

● 转录原点记为+1，其上游记为负值，下游记为正值

● RNA 的主要种类及功能：mRNA ——携带编码多肽的遗传信息

tRNA ——将核苷酸信息转化为aa 信息

转运aa 进入核糖体

rRNA ——参与多肽合成

3.2.RNA 转录概况

3.2.1转录的基本过程

1. 模板识别：RNApol 与启动子相互识别并结合的过程

（形成封闭的二元复合物）

• 启动子（promoter ）：DNA 分子上结合RNApol 并形成转录起始复合物的区域，通常也包括促进这一过程的调节蛋白结合位点rich A/T ，易发生DNA 呼吸现象形成单链区

2转录起始：启动子区解链，转录起始

（封闭的二元复合物 开放的二元复合物 三元复合物）

通常在这一过程中RNApol 移动较慢，且易发生脱落——流产式起始 ——决定启动子的强弱

3延伸：

延伸过程中的延宕现象（Eukaryotes ）：Euk genome G/C 分布不均匀

σ脱离全酶（Pro ）/RNApol 脱离转录起始复合物（Euk ）

4终止：在终止子（terminator ）处停止转录

3.2.2 RNApolymerase

1 RNA polymerase in Prokaryotes （以E.coli 为例）

1）构成

• 核心酶(core enzyme)：2αββ’

DNA

3’----TACTCAT----5’ RNA 5’----AUGAGUA----3’

5’---ATGAGTA----3’ Non-template (sense strand)

template (antisense strand)

•全酶（holoenzyme)2αββ’σ

•α：核心酶组建因子/ 启动子识别

•β：RNA合成的活性中心

•β’：与β共同构成活性中心

•σ：识别启动子，增加酶与DNA的亲和力

σ因子可减少RNApol与非启动子DNA序列的亲和力，而增加RNApol与启动子的亲和力，一旦转录起始，σ因子将脱离RNApol再次引导新的RNApol进行转录

•ρ：参与转录终止

2）Rifamycin（利福霉素）及Streptolydigin（利链菌素）对Pro转录的影响

Rif可结合β，阻止NTP的进入I位点（Initiation site )（一旦形成三元复合物Rif不再起抑制作用）；利链菌素结合β的延伸位点(Elongation site)，抑制延伸。

——β包含两个活性中心：I位点（起始位点Initiation site）

专性结合A TP或GTP

E位点（延伸位点Elongation site ）

2 RNA polymerase in Eukaryotes

•RNApol的种类：

酶细胞内定位转录产物对α-鹅膏蕈碱的敏感性

RNApolⅠ核仁rRNA resistant

RNApolⅡ核质mRNA /snRNA sensitive

RNApolⅢ核质tRNA/snRNA(U6) species specificity

Alu/5sRNA

注意：线粒体和叶绿体中的RNApol类似于Prokaryotes

-amanitin( α-鹅膏蕈碱)

•RNA polII 最大亚基含有特有的羧基末端结构域（carboxy-terminal domain CTD），是以7 amino acids（Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser)的一致序列为单元重复序列。CTD Rich serine or threonine ，易发生磷酸化而激活RNA polII

3.3. 启动子（promoter）（P71，255）

3.3.1原核生物的启动子（promoter in Prokaryotes）

现代基因的定义：合成一种蛋白质或RNA分子所需的全部DNA序列。——调控序列+编码序列！

Promoter is a region of DNA involved in binding of RNA polymerase to initiate transcription.——cis-action site

A cis-acting site controls the adjacent DNA but does not influence the other allele.（顺式作用位点只控制邻近DNA而不作用于其它等位序列）

•启动子的信息是由其本身的序列提供的，这类通过本身结构调节同一DNA分子上相邻基因表达的DNA序列即cis-acting site（顺式作用位点）。

•trans-acting factor（反式作用因子）：通过产生相应的RNA或蛋白质产物调控基因的表达——eg σ因子。

1基本结构：

•Consensus sequence is an idealized sequence in which each position represents the base most often found when many actual sequences are compared.

1）Sextama box（-35区）：RNApol识别位点（R 位点）

T85 T83 G81 A61 C69 A52

2）Pribnow box（-10区）：RNApol结合位点（B 位点）

T89 A89 T50 A65 A100T96

3）转录起始位点（initiator、I位点）

CA T 转录起始的第一个核苷酸90%是Pu（A/G），G﹥A

+1

E.coli的CA T法则

2 影响转录起始的因素

1）Sextama box与Pribnow box的距离：17bp最适