生物化学第十六RNA的生物合成剖析.ppt

一、转录模板 (一)不对称转录(asymmetric transcription) 1.结构基因(structural gene): DNA分子上转录出RNA的区段 。 2.模板链(template strand): DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成RNA的一股单链，也称作有意义链或Watson链。 编码链(coding strand): DNA双链中与模板链相对的单链，不进行转录，也称为反义链或Crick链。 二、RNA聚合酶 RNA聚合酶 RNA聚合酶：大肠杆菌的RNA聚合酶全酶由5种亚基α2ββ’?σ 组成，σ因子与其它部分的结合不是十分紧密，它易于与β’βα2分离，没有σ、 ?亚基的酶称为核心酶——只催化链的延长，对起始无作用。 五种亚基的功能分别为： α亚基：与启动子结合功能。 β亚基：含催化部位，起催化作用，催化形 成磷酸二酯键。 ?亚基：在全酶中存在，功能不清楚。 β’亚基：与DNA模板结合功能。 σ亚基：识别起始位点。 RNA的转录过程 RNA的转录过程：（以大肠杆菌为例） 起始位点的识别 转录起始 链的延伸 转录终止 依赖Rho (ρ)因子的转录终止 非依赖Rho因子的转录终止 有些终止子的作用可被特异的因子所阻止，使酶得以越过终止子继续转录，称为通读（ readthrough） 能够引起抗终止作用的蛋白质称为抗终止因子（antitermination factors） 顺式作用元件(cis-acting element) ：可影响自身基因表达活性的DNA序列。 帽子结构 帽子结构 ? RNA编辑作用说明，基因的编码序列经过转录后加工，是可有多用途分化的，因此也称为分化加工(differential RNA processing)。 核酶的发现，对中心法则作了重要补充； 核酶的发现是对传统酶学的挑战； 利用核酶的结构设计合成人工核酶 。 RNA的复制 本章重点 不对称转录 转录相关的蛋白、酶因子和调控元件 转录的具体过程 2. 外显子(exon)和内含子(intron) 外显子 在断裂基因及其初级转录产物上出现，并表达为成熟RNA的核酸序列。 内含子 隔断基因的线性表达而在剪接过程中被除去的核酸序列。 鸡卵清蛋白基因 hnRNA 首、尾修饰 hnRNA剪接 成熟的mRNA 鸡卵清蛋白基因及其转录、转录后修饰 鸡卵清蛋白成熟mRNA与DNA杂交电镜图 DNA mRNA 目 录 3. 内含子的分类 根据基因类型和剪接方式，内含子分4类： I： 线粒体、叶绿体及低等真核生物rRNA基因； II： 线粒体、叶绿体mRNA基因； III：是常见的形成套索结构后剪接，大多数mRNA 基因有此类内含子； IV：tRNA基因，剪接过程需酶及ATP。 4. mRNA的剪接 —— 除去hnRNA中的内含子，将外显子连接。 snRNP与hnRNA结合成为剪接体 ① ② ③ UACUACA - AG UG U4 U5 U6 E1 E2 U1 U2 UACUACA - AG UG U6 E1 E2 U1、U4、U5 pG-OH (ppG-OH, pppG-OH) U-OH GpU pGpA 第一次转酯反应 第二次转酯反应 UpA GpU 外显子1 内含子 外显子2 G-OH UpU pGpA 剪接过程的二次转酯反应 (twice transesterification) 5. mRNA的编辑(mRNA editing) 人类apo B基因 mRNA（14500个核苷酸） 肝脏 apo B100 （分子量为500 000） 肠道细胞 apo B48 （分子量为240 000） mRNA编辑 二、tRNA的转录后加工 tRNA前体 RNA pol Ⅲ TGGCNNAGTGC GGTTCGANNCC DNA RNAaseP、内切酶 tRNA核苷酸转移酶、连接酶 ATP ADP 碱基修饰 （2）还原反应 如：U ? DHU （3）核苷内的转位反应 如：U ? ψ （4）脱氨反应 如：A ? I 如：A ? Am （1）甲基化 （1） （1） （3） （2） （4） 三、rRNA的转录后加工 转录 45S-rRNA 剪接 18S - rRNA 5.8S和28S-rRNA rDNA 内含子 内含子 28S 5.8S 18S 四、核 酶 具有酶促活性的RNA称为核酶。 核酶(ribozyme) （二）转录延长 1. ?亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变构，沿着DNA模板前移； 2. 在核心酶作用下，NTP不断聚合，