分子生物学RNA的生物合成(转录)分析报告.ppt

第 十 一 章 RNA的生物合成（转录） RNA Biosynthesis （Transcription） 转录 (transcription) 生物体以DNA为模板合成RNA的过程 。 参与转录的物质 第一节 模板和酶 Templates and Enzymes 不对称转录(asymmetric transcription) 转录对DNA链的选择性称为不对称转录。 有两方面的含义： 在DNA分子双链上某一区段，一股链用作模板指引转录，另一股链不转录 ； 模板链并非永远在同一条单链上。 （二）真核生物的RNA聚合酶 已发现三种RNA聚合酶分别称为RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，专一性地转录不同的基因，生成不同的产物i。 鹅膏蕈碱是真核生物RNA聚合酶的特异性抑制剂，但敏感性不同。 三、模板上酶的辨认、结合 原核生物一个转录区段可视为一个转录单位，称为操纵子(operon)，包括若干个结构基因及其上游(upstream)的调控序列。 对启动子的研究方法RNA-Pol保护法 1）分离某段基因并与纯RNA-pol混合； 2）加入核酸外切酶（胰DNA酶）水解DNA； 3）分离被RNA聚合酶结合而未被水解的基因片段； 4）测定并分析保护区（40-60bp）的碱基序列； RNA-pol的移动 第二节 转录过程 The Process of Transcription 一、原核生物的转录过程 （一）转录起始 就是RNA-Pol结合到DNA模板上的起始区域，DNA双链局部解开，一条链作模板面加入第一个、第二个NTP，RNA-Pol催化形成第一个磷酸二酯键。 转录起始复合物形成。 RNApol (?2????) - DNA - pppGpN- OH 3? （二）转录延长 ?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； 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 1、 转录空泡 RNA-Pol（核心酶）-DNA-RNA形成的转录复合物 RNA聚合酶可以覆盖40bp以上长度的DNA 转录解链范围小于20bp 杂化双链长度约12bp 2、原核生物转录过程中的羽毛状现象 （三）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。 2. 非依赖 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，转录出RNA后，RNA产物形成特殊的结构来终止转录。 茎环(stem-loop)/发夹(hairpin)结构。 举例： 大肠杆菌核蛋白体蛋白基因 大肠杆菌色氨酸操纵子 二、真核生物的转录起始 （一）转录起始 真核生物的转录起始上游区段比原核生物多样化。 转录起始时，RNA-pol不直接结合模板，其起始过程比原核生物复杂。 3. 转录起始前复合物(pre-initiation complex, PIC) 真核生物RNA-pol不与DNA分子直接结合，而需依靠众多的转录因子。 4. 模板理论(piecing theory) 拼板理论认为： 一个真核生物基因的转录需要3至5个转录因子。 转录因子之间互相结合，生成有活性，有专一性的复合物， 再与RNA聚合酶搭配而有针对性地结合、转录相应的基因。 （二）转录延长 RNA-pol前移处处都遇上核小体，二者大小差别不大。 转录延长过程中可以观察到核小体移位（仅见于试管内转录）和解聚现象。 （三）真核生物的转录终止 真核生物转录终止和转录后修饰密切相关。 1．真核生物DNA上有转录终止的信号，称为转录终止的修饰点。 已知真核生物DNA读码框架的3′端均含富含AT的序列（如AATAAA或ATTAAA等）； 相隔0-30bp后又出现TTTT顺序（通常是3-5个T）； 该结构可能与转录终止及3′端加polyA有关。 2．转录越过转录修饰点后的RNA在修饰点被切断，随即“加尾”、“戴帽”。 余下RNA继续转录，但产物很快被酶水解。 真核生物的转录终止及加尾修饰 第三节 真核生物的转录后修饰 Post-transcriptional Modification 一、真核生物mRNA的转录后加工 （一）首、尾的修饰 5?端形成 帽子结构(m7GpppGp —) PolyA的形成 （二）mRNA的剪接 1. hnRNA 和 snRNA 核内的初级mRNA称为杂化核RNA (hetero-nuclear RNA, hnRNA) mRNA来自hnRNA（去掉中间片段） snRNA (small nuclear RNA) mRNA来自hnRNA 核酸序列分析证明： mRNA是去掉大部分中间片段的hnRNA。 核酸杂交