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第十一章 RNA的生物合成 Chapter 11 RNA Biosynthesis, 生物界，RNA合成有两种方式： 一是DNA指导的RNA合成，也叫转录，此为生物体内的主要合成方式，也是本章介绍的主要内容。 另一种是RNA指导的RNA合成(RNA-dependent RNA synthesis)，也叫RNA复制(RNA replication), 由RNA依赖的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase)催化，常见于病毒，是逆转录病毒以外的RNA病毒在宿主细胞以病毒的单链RNA为模板合成RNA的方式。 重点内容 掌握不对称转录、模板链和编码链的概念。 （二）掌握原核生物RNA聚合酶的全酶及核心酶 的组成；熟悉模板与酶的辨认结合，启动子的 概念。了解-35区、-10区、上游、下游序列 等概念，以及两区的作用特点。 （三）熟悉原核生物的转录起始，转录的方向， 原核生物的转录终止分两种方式。了解原 核生物RNA合成的过程。 （四）熟悉真核生物的RNA聚合酶的分类，作 用特点以及各自相应的产物；了解真核生 物转录过程。 （五）掌握断裂基因、内含子、外显子的概念； （六）熟悉真核生物mRNA,tRNA的修饰过程。 复制与转录的相同点： ①都是酶促的核苷酸聚合过程 ②以DNA为模板 ③遵循碱基配对原则 ④都需依赖DNA的聚合酶 ⑤聚合过程都是生成磷酸二酯键 ⑥新链合成方向为5’→3’ 原核生物转录的模板和酶 Section 1 Templates and Enzymes in Prokaryotic Transcription 原核生物转录的模板 DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因(structural gene)。 转录的这种选择性称为不对称转录(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； 模板链并非总是在同一单链上。 全称：依赖DNA的RNA聚合酶（DDRP）。 RNA合成的化学机制与DNA聚合酶催化DNA合成相似，沿5‘→3’聚合RNA。 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。 原核生物中的RNA聚合酶全酶由五个亚基构成，即?2??‘?（ω），分子量达480kD 。 ?亚基能引导RNA-pol 稳定的结合在DNA启动子上。 ?亚基存在对核心酶的构象有较大影响，能导致RNA-pol 与DNA上的一般序列和启动子序列的亲和力有很大不同： 极大降低了酶与DNA一般序列的结合常数，和停留时间，同时又增加了酶与启动子的亲合力和停留时间 其他原核生物的RNA聚合酶，在结构、组成、功能上均与E.coli相似。 抗结核药利福平或利福霉素可专一性地结合RNA聚合酶的β亚基，抑制RNA合成。 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。 启动子(启动序列，promoter)是RNA聚合酶结合并起动转录的特异DNA序列。 启动子(promoter)是调控序列的一部分,控制转录的关键部位，决定着基因的表达强度。 第三节 原核生物RNA转录合成的过程 一、转录起始需要RNA聚合酶全酶 RNA聚合酶必须准确地结合在转录模板的起始区域。 DNA双链解开，使其中的一条链作为转录的模板。 转录起始过程： 1. RNA聚合酶全酶(a2s￠bb)与模板结合，形成闭合转录复合体(closed transcription complex) ； 2. DNA双链局部解开，形成开放转录复合体(open transcription complex) ； 3. 第一个NTP加入，形成转录起始复合物： DNA双链解开的范围只有≈ 17bp，比复制叉小得多。 转录起始生成RNA的5’总是GTP，且保留三个磷酸基团 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。 二、 原核生物的转录延长时蛋白质的翻译也同时进行 ?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。 三、原核生物转录终止分为依赖ρ(Rho)因子与非依赖ρ因子两大类 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。 依赖Rho (ρ)因子的转录终止 非依赖Rho因子的转录终止 （一）依赖ρ因子的转录终止 ρ