第十四章RNA的生物合成-中药.pptVIP

对结构基因的具体转录方式是不对称转录(asymmetric transcription)，它有两方面含义：在DNA分子双链上，一股链用作模板指引转录，另一股链不转录；其二是模板链并非总是在同一单链上。 DNA依赖的RNA聚合酶催化合成RNA； RNA合成的化学机制与DNA依赖的DNA聚合酶催化DNA合成相似。合成方向5’-3’。 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。 RNA聚合酶和DNA的特殊序列——启动子(promoter)结合后，就能启动RNA合成。 真核生物具有3种不同的RNA聚合酶: RNA聚合酶Ⅱ最大亚基的羧基末端有一段共有序列(consensus sequence)为Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser的重复序列片段，称为羧基末端结构域(carboxyl-terminal domain, CTD)。 CTD对于维持真核细胞中的转录是必需的。 一、转录起始 每一个转录区段可视为一个转录单位，在原核生物中被称为操纵子(operon)。操纵子包括若干个结构基因及其上游(upstream)的调控序列。 1、启动子 调控序列中的启动子是RNA聚合酶结合模板DNA的部位，也是控制转录的关键部位。 原核生物以RNA聚合酶全酶结合到DNA的启动子上而起动转录，其中由σ亚基辨认启动子，其他亚基相互配合。 E.coli的转录起始和延长 第一个磷酸二酯键生成后，σ亚基即从转录起始复合物上脱落，核心酶连同四磷酸二核苷酸，继续结合于DNA模板上，酶沿DNA链前移，进入延长阶段。 Electron micrograph demonstrating that translation occurs concomitantly with transcription  依赖Rho 因子的转录终止 不依赖Rho因子的转录终止 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酶活性和解螺旋酶(helicase)的活性。 目前认为，ρ因子终止转录的作用是：与RNA转录产物结合，结合后ρ因子和RNA聚合酶都可发生构象变化，从而使RNA聚合酶停顿，解螺旋酶的活性使DNA/RNA杂化双链拆离，利于产物从转录复合物中释放 。 真核生物转录生成的mRNA分子是初级RNA转录物(primary RNA transcript，hnRNA) 经过加工而来。 加工主要在细胞核中进行。 帽子结构： 帽子结构的意义： 可以使mRNA免遭核酸酶的攻击； 也能与帽结合蛋白质复合体(cap-binding complex of protein)结合，并参与mRNA和核糖体的结合，启动蛋白质的生物合成。 尾部修饰是和转录终止同时进行的过程。 poly A的有无与长短，是维持mRNA作为翻译模板的活性，以及增加mRNA本身稳定性的因素。 一般真核生物在胞浆内出现的mRNA，其poly A长度为100至200个核苷酸之间，也有少数例外。 小结 不对称转录 RNA聚合酶 启动子概念 原核生物转录大概过程 真核生物的断裂基因、内含子、外显子概念 真核mRNA的转录后加工 tRNA的转录后加工 rRNA的转录后加工 二、 转录延长 1. ?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； 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 转录空泡(transcription bubble)： RNA-pol （核心酶） ···· DNA ···· RNA 5? 3? DNA 原核生物转录过程中的羽毛状现象 核糖体 RNA RNA聚合酶 在同一DNA模板上，有多个转录同时在进行； 转录尚未完成，翻译已在进行。 这种形状说明： 原核生物转录与翻译同步进行的现象 三、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。 依据是否需要蛋白质因子的参与，原核生物转录终止分为： 1、依赖ρ因子的转录终止 ρ因子： ρ因子的作用原理： 序列中有富含CA的rut元件 2、不依赖 Rho因子的转录终止 DNA模板上靠近终止处，有些特殊的碱基序列(使转录产物富含G/C的回文序列和一连串的U序列)，转录出RNA后，RNA产物形成特殊的结构来终止转录。 5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAG