第十三章 RNA的转录与翻译详解

大肠杆菌启动子共有序列的功能
起点
Pribnow
识别区
16-19bp
框
5-9bp
AAT××××××A××
×××× TTGACA××××××××××××××AAT
G ××××
××××AACTGT××××××××××××××TTA AAT××××××T××××××
C
-35
-10
五、终止子和终止因子
提供转录停止信号的DNA序列称为终止子 ( termter)。协助RNA聚合酶识别终止信号的辅助因子 （蛋白质）则称为终止因子 (termination factor)。有的 终止信号的作用可被特异的因子所阻止，使RNA聚合 酶得以越过终止子继续转录，这称为通读 (readthrough)，这类引起抗终止作用的蛋白质称为抗 终止因子(antitermination)。
起始因子 全酶(αββ )
RNA合成过 程起始
双链DNA 局部解开
启动子（promoter)
RNA聚合酶
磷酸二酯
键形成
离开 延长阶段
解链区到达 基因终点
终止阶段
55
5 5
5
3 3 3
5 RNA
终止子 (terminator)
3
RNA链的延伸图解
模板链（反义链）
有义链
复链
解链
新生RNA 5´
23S rRNA
5S rRNA
真核细胞mRNA的加工
• 5′端接上一个“帽子”(CAP)结构 • 3′端添加PolyA“尾巴”,由RNA末端核苷酸转移酶催化 • 剪接：剪去内含子(intron)，拼接外显子(extron)
5´ “帽子”
顺反子(cistron )
PolyA 3´
m7G-5´ppp-N-3 ´ p
AAAAAAA-OH
第二节 蛋白质生物合成的分子基础
蛋白质的生物合成，即 翻译，以mRNA为模板形 成蛋白质的过程，就是将 核酸中由 4 种核苷酸序列 编码的遗传信息，通过遗 传密码破译的方式解读为 蛋白质一级结构中20种氨 基酸的排列顺序 。
参与蛋白质生物合成的物质包括
三种RNA –mRNA（messenger RNA, 信使RNA） –rRNA（ribosomal RNA, 核糖体RNA） –tRNA（transfer RNA, 转移RNA）
的保守区， 16S rRNA3’- 端反向互补而使mRNA与核糖体结合。
真核细胞mRNA的结构特点
m7G-5´ppp-N-3 ´ p
顺反子
5´ “帽子”
Poly(A)尾巴的功能 ① 是mRNA由细胞核进入细胞质
所必需的形式 ② 它大大提高了mRNA在细胞质
中的稳定性
PolyA 3´
帽子结构功能
① 使mRNA免遭核酸酶的破坏 ② 使mRNA能与核糖体小亚基结合并开始
例：大肠杆菌的两种终止因子
富含 G-C
系列U
A. 不依赖于Rho（） 的终止子
A. 依赖于Rho（）的 终止子
大肠杆菌两类终止子的回文结构
六 RNA转录后的加工
原核生物中rRNA前体的加工
30S前体
17S 专一核酸外切酶
甲基化作用 专一核酸外切酶
tRNA
25S 专一核酸外切酶
16S rRNA
tRNA
20种氨基酸(AA)作为原料 酶及众多蛋白因子，如IF、eIF ATP、GTP、无机离子
蛋白质合成的场所（工厂）是核糖体；
运输氨基酸到模板上的是tＲＮＡ—适配器； 模板是mＲＮＡ；
氨基酸变为活化态与tＲＮＡ共价结合形成氨 酰tＲＮＡ，催化这个过程的酶叫氨酰tＲＮＡ 合成酶。
一、mRNA ---模板
m RNA是蛋白质生物合成过程中直 接指令氨基酸掺入的模板，是遗传信息 的载体。
原核生物和真核生物mRNA的比较
原核细胞mRNA的结构特点
SD区
顺反子
5´
AGGAGGU
顺反子
顺反子
3´
先导区
插入顺序
插入顺序
末端顺序
① 半衰期短 ② 许多原核生物mRNA以多顺反子形式存在 ③ AUG作为起始密码；AUG上游7～12个核苷酸处有一被称为SD序列
第 14 章 RNA的转录与翻译
第一节 DNA指导下RNA的合成（转录） 第二节 RNA转录后加工
第一节 DNA指导下RNA的合成
一、转录的概念 二、RNA聚合酶及催化反应 三、RNA合成过程 四、启动子和转录因子 五、终止子和终止因子
转录的概念和DNA的有义链和反义链
转录是在 DNA的指导下的RNA聚合酶的催化下， 按照硷基配对的原则，以四种核苷酸为原料合成一 条与模板DNA互补的RNA 的过程。RNA的转录从DNA 模板的特定位点开始，并在一定的位点终止。此转 录区域为一个转录单位。
合成蛋白质 ③ 被蛋白质合成的起始因子所识别，从
而促进蛋白质的合成。
AAAAAAA-OH
二、tRNA转运活化的氨基酸至mRNA模板
氨基酸臂
反密码子 环
* tRNA的一级结构特点 ➢ 含 10~20% 稀有碱基，如 DHU ➢ 3´末端为 — CCA-OH ➢ 5´末端大多数为G ➢ 具有 TC
•tRNA的二级结 ——三叶草形
3´
RNA-DNA杂交螺旋
聚合酶的移动方向
延长部位
真核生物和原核生物转录的差别
• 真核生物中转录与复制在不同的区域 • RNA聚合酶不相同 • 启动子不同 • 转录后RNA加工修饰不同
DNA
mRNA
原核生物
核
核糖体 新生蛋白质
加工 转运
真核生物
mRNA前体 mRNA
四、启动子和转录因子
启动子( promoter)是指RNA聚合酶识别、结合 和开始转录的一段DNA序列。 RNA聚合酶起始 转录需要的辅助因子（蛋白质）称为转录因子 (transcriptional factor)。
➢ 氨基酸臂 ➢ DHU环 ➢ 反密码环 ➢ 额外环 ➢ TΨC环
氨基酸臂
额外环
* tRNA的三级结构 —— 倒L形
* tRNA的功能 活化、搬运氨基
酸到核糖体，参与蛋 白质的翻译。
密
3
码
子
5
与
tRNA
反
密
码
子
的
反密码子
配
对
关 5
AU C 12 3
3
系
mRNA
密码子
三、蛋白质合成的工厂---核 糖 体
模板链（templatte strand）
启动子（ 反意义链(antisense strand)
终止子
DNA promoter)
(terminator)
3
5
´
´
5 ´ 非信息区
有意义链(sense strand)
3 ´
大肠杆菌RNA聚合酶的结构示意图
Байду номын сангаас
核心酶(α2ββ)
β——和模板DNA结合 β——起始和催化聚合反应 α——？