生化RNAmetabolismBYR9-303.docVIP

RNA代谢 RNA与DNA的区别 ①戊糖2’位上的羟基 ②以尿嘧啶取代了胸腺嘧啶 ③RNA主要是单链 ④RNA除了作为遗传信息载体外还能作催化剂 三种主要的RNA 信使RNA（m RNA）：编码一个或一组基因指定的一个或多个多肽上的氨基酸序列。 转移RNA （tRNA）：读取mRNA中的编码信息，并在蛋白质合成时运输合适的氨基酸至增长的多肽链。 核糖体RNA（rRNA）：是核糖体的组成部分，核糖体是一个复杂的细胞器，在此蛋白质被合成。 转录：依赖于DNA的RNA合成 转录分为起始、延伸、终止3个阶段；转录不需要引物，并且通常只涉及DNA分子受限的部分片段。 由RNA聚合酶合成RNA 原料：DNA模版链，依赖DNA的RNA聚合酶，4种核苷5’-三磷酸，Mg2+。 转录所需的RNA聚合酶的特性： RNA聚合酶需要DNA激活并在与双链DNA结合时最具活力，两条DNA链中只有一条能充当模版； 模板DNA链由3－5’方向进行复制，合成RNA按5’－3’方向，在链的3’-端添加核苷酸； 转录遵从碱基互补配对原则；模版链、非模版链（编码链）； RNA聚合酶不需要引物起始RNA合成，当RNA聚合酶结合在被称作启动子的DNA序列时，RNA合成开始； 大肠杆菌RNA聚合酶通常保持17个碱基对解链，8个碱基对组成DNA-RNA双螺旋； RNA聚合酶缺少3’－5’外切酶的校对活性，出错率为10-4 ~ 10-5。。 RNA合成起始于启动子 RNA聚合酶结合到DNA中称为启动子的特定序列上，启动子是用来指导DNA基因中邻近片段转录的。 在大肠杆菌中，启动子位于-70到+30区域。 有几个富含AT的短序列在不同启动子中很相似，在功能上起很重要的作用： ①-35区的序列与起始位点的辨认有关，称为辨认结合位点。 ②-10区的序列称为Pribnow盒开链位点。 ③-40到-60为UP（上游启动子）元件 RNA聚合酶结合与转录起始的效率很大程度决定于这些序列、序列之间的间隔及它们与转录起始位点的距离。 转录的调控 调控可以发生在转录的任何步骤，包括伸长和终止，很多调控是发生在聚合酶结合与转录起始的步骤，启动子序列的不同是几个水平调控的一种。 结合在启动子附近或启动子远处序列的蛋白质也能影响基因的表达水平。蛋白质结合可以通过促进RNA聚合酶在起始阶段的结合或移动而激活转录，也可以通过阻遏聚合酶的活性来抑制转录。 RNA合成终止的特定序列信号 RNA合成是持续的，DNA序列会引起RNA合成的中止。 大肠杆菌有两种转录终止信号： ⑴ρ蛋白因子： ρ蛋白在特定结合位点与RNA结合在一起，并按5’-3’方向移动，与停在终止位点的转录复合物相遇，则释放RNA产物。 ⑵不依赖于ρ的蛋白因子，有两个显著特征： ①存在一个区域，使转录的RNA在其末端前有一个由15－20个核苷酸组成的能形成发夹结构的自我互补序列，破坏RNA与RNA聚合酶的作用； ②在模板链上有一小段鸟苷酸，经转录后在RNA的3’末端形成一段尿苷酸，能够停止聚合酶。 转录与复制的相似之处： ①基础的化学原理；②极性（合成方向）；③使用模版。 转录与复制的不同之处 ①转录不需要引物；②只涉及DNA分子受限的部分片段；③在转录的片段中只有一条DNA链作为模板。 复制与转录的异同点（特点） 复制 转录 模板 两股链均复制 模板链被复制 原料 dNTP NTP 酶 DNA-pol RNA-pol 特点 半保留复制 不对称转录 产物 子代双链DNA mRNA tRNA rRNA 配对 A-T C-G A-U C-G T-A 引物 需要 不需要 合成链方向 5’－3’ 5’－3’ 真核细胞中有三种核RNA聚合酶 RNA聚合酶Ⅰ(PolⅠ)存在于核仁中，只与前rRNA合成有关，它包含了18S、5.8S和28S的rRNA。 RNA聚合酶Ⅱ(PolⅡ)存在于核质中，主要功能是合成mRNA和某些特定的RNA。这种酶能识别成千上万中启动子。例如在碱基对-30附近有TATA盒，是RNA聚合酶Ⅱ的前起始复合物蛋白质的主要装配位点；RNA起始位点+1附近有起始位点Inr序列。 RNA聚合酶Ⅲ(PolⅢ)存在于核质中，合成tRNA，5SrRNA以及一些特殊的小RNA。 RNA聚合酶Ⅱ需要许多蛋白质因子激活 RNA聚合酶Ⅱ是具有12个亚基的很庞大的一种酶，它需要一系列称为转录因子的蛋白质组成具有活性的转录复合体。 RNA聚合酶Ⅱ启动子需要的基本转录因子（TFⅡ）在真核细胞具有保守性。 RNA聚合酶Ⅱ催化的转录过程包括组装、起始、延长、终止几个阶段。 ①RNA聚合酶的组装 TBP结合到TATA盒上，再依次结合TFⅡB、TFⅡF-RNA聚合酶Ⅱ、TFⅡE和TFⅡH； ②RNA链的启示和启动子出空 TFⅡH使NA聚合酶