基因转录教案分析.ppt

生物信息的传递---从DNA到RNA RNA RNA，即核糖核酸，由核糖核苷酸经磷酯键缩合而成长链状分子。 一个核糖核苷酸分子由磷酸，核糖和碱基构成。 RNA的碱基主要有4种，即A腺嘌呤、G鸟嘌呤、C胞嘧啶、U尿嘧啶，其中，U（尿嘧啶）取代了DNA中的T。 信使RNA（mRNA） 转运RNA（tRNA） 核蛋白体RNA（rRNA） 转录的概念 在RNA聚合酶的催化下，以一段DNA链为模板合成RNA，从而将DNA所携带的遗传信息传递给RNA的过程称为转录（transcription）。 经转录生成的RNA有多种，主要的是rRNA，tRNA，mRNA，snRNA 等。 基本特点 不对称性 以双链DNA中的一条链作为模板进行转录，从而将遗传信息由DNA传递给RNA 连续性 RNA转录合成时，以DNA作为模板，在RNA聚合酶的催化下，连续合成一段RNA链，各条RNA链之间无需再进行连接。 单向性 RNA转录合成时，只能向一个方向进行聚合，所依赖的模板DNA链的方向为3→5，而RNA链的合成方向为5→3。 有特定的起始和终止位点 RNA转录合成时，只能以DNA分子中的某一段作为模板，故存在特定的起始位点和特定的终止位点。 特定起始点和特定终止点之间的DNA链构成一个转录单位，通常由转录区和有关的调节顺序构成。 转录过程 参与转录合成的酶和蛋白因子 原料：NTP （ATP, UTP, GTP, CTP） 模板：单链DNA 酶：RNA聚合酶（RNA-pol） 其他蛋白质因子：如转录因子、终止因子等 RNA聚合酶 依赖DNA的RNA聚合酶，该酶在单链DNA模板以及四种核糖核苷酸存在的条件下，不需要引物，即可从5‘→3’聚合形成RNA。 原核生物中的RNA聚合酶全酶由五个亚基构成，即?2???。 ?亚基与转录起始点的识别有关，在转录合成开始后被释放；余下的部分（?2??）被称为核心酶，与RNA链的聚合有关。 真核生物的RNA聚合酶 真核生物中的RNA聚合酶可按其对?-鹅膏蕈碱的敏感性而分为三种，它们均由10~12个大小不同的亚基所组成，结构非常复杂，其功能也不同。 转录因子 直接或间接参与转录起始复合体的形成的蛋白因子被称为转录因子（transcriptional factor, TF）。 （抗）终止因子 协助RNA聚合酶识别终止信号的蛋白质称为终止因子 (termination factor)。 原核生物中的终止因子?蛋白是一种六聚体的蛋白质，亚基的分子量为50kd。?蛋白能识别转录终止信号，并与RNA紧密结合，导致RNA的释放。 起始 原核生物转录起始时，首先由RNA聚合酶中的?因子识别转录起始点，并促使核心酶结合形成全酶复合物。 位于基因上游，与RNA聚合酶识别、结合并起始转录有关的一些DNA调控序列被称为启动子（promoter）。 流产转录 通过启动子（起始）快：强启动子 慢： 弱启动子 延长 ?因子从全酶上脱离，余下的核心酶继续沿DNA链移动，按照碱基互补原则，不断聚合RNA。 ?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。 终止 RNA 聚合酶停滞，RNA 解离 RNA转录合成的终止机制有两种： 1，内在因子，非Rho因终止子：转录的终止的特殊信号（一段RNA 序列） 2．依赖Rho因子的转录终止： 由终止因子（?因子）识别特异的终止信号，并促使RNA的释放。 模板DNA链在接近转录终止点处存在相连的富含GC和AT的区域，使RNA转录产物形成寡聚U及发夹形的二级结构，引起RNA聚合酶变构及移动停止，导致RNA转录的终止。 真核生物的转录过程 在远离受控基因处存在的，能够增强基因转录活性的调控序列称为增强子（enhancer）。增强子特点： 远距离效应；无方向性；顺势调控；广泛性，相位性 真核生物转录起始：首先由TFⅡD的TBP亚基识别并结合TATA盒，然后在其他转录因子的配合下，与RNA聚合酶Ⅱ组装形成转录起始前复合物(pre-initiation complex, PIC)。 RNA聚合酶Ⅱ催化第一个磷酸二酯键形成。 RNA聚合酶Ⅱ的羧基末端结构域（CTD）被磷酸化修饰，大部分转录因子脱离，聚合酶向下游移动延伸RNA链。 真核生物转录延长：与原核生物类似，但由于存在核小体的高级结构，故在转录延长过程中可观察到核小体移位和解聚现象。 真核生物转录终止： 在poly A修饰位点的下游存在一组共同序列A