课件-RNA生物合成和加工.ppt

第十三章 RNA生物合成和加工 遗传信息传递的 中心法则 第一节 DNA指导下RNA的合成 转录的概念 转录是在 DNA的指导的RNA聚合酶的催化下，按照碱基配对的原则，以四种NTP为原料合成一条与模板DNA互补的RNA 的过程。 经转录生成的RNA有多种，主要的是rRNA，tRNA，mRNA，snRNA 和 hnRNA。 转录的特点： 转录的特点： RNA聚合酶： RNA聚合酶催化的反应 原核生物中的RNA聚合酶全酶由五个亚基构成，即α2ββσ。 σ亚基与转录起始点的识别有关，而在转录合成开始后被释放，余下的部分（α2ββ）被称为核心酶，与RNA链的聚合有关。 大肠杆菌RNA聚合酶的结构示意图 真核生物中的RNA聚合酶可按其对α-鹅膏蕈碱敏感性而分为三种，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。 酵母RNA聚合酶Ⅰ和Ⅱ 启动子和转录因子 足迹法确定启动子序列 大肠杆菌启动子共有序列的功能 终止子和终止因子 1．ρ蛋白：这是一种六聚体的蛋白质，亚基的分子量为50kd。该蛋白因子能识别终止信号，并能与RNA紧密结合，导致RNA的释放。 2．nusA蛋白：为一分子量69kd的酸性蛋白，它能与RNA及RNA聚合酶相结合，在终止部位使两者被释放。 大肠杆菌两类终止子的回文结构 RNA转录合成的基本过程 一、识别 原核生物RNA聚合酶中的σ因子识别转录起始点，并促使核心酶结合形成全酶复合物。 被辨认的区段就是位于转录起始点-35区的TTGACA序列。 酶与该区结合后，即滑动至-10区的TATAAT序列（Pribnow盒） ，并启动转录。 原核生物中转录起始区的共同序列 二、起始 RNA聚合酶全酶促使局部双链解开，并催化ATP或GTP与另外一个三磷酸核苷聚合，形成第一个3,5-磷酸二酯键。 三、延长 σ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。 四、终止 RNA转录合成的终止机制有两种： 1．自动终止：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。 2．依赖辅助因子的终止：由终止因子(ρ因子)识别特异的终止信号，并促使RNA的释放。 RNA合成过程 RNA链的延伸图解 真核生物和原核生物转录的差别 第二节 RNA转录后的加工 原核生物中rRNA前体的加工 四膜虫前rRNA的自身剪接 tRNA的转录后加工 主要有以下几种加工方式： 切断。 剪接。 化学修饰。 tRNA前体分子的加工 酵母酪氨酸tRNA前体的加工 真核细胞mRNA的加工 mRNA的转录后加工 1．加帽(adding cap)： 即在mRNA的5-端加上m7GTP的结构。mRNA在真核生物中的初级产物称为HnRNA。 此过程发生在细胞核内，即HnRNA即可进行加帽。 加工过程首先是在磷酸酶的作用下，将5-端的磷酸基水解，然后再加上鸟苷三磷酸，形成GpppN的结构，再对G进行甲基化。 2．加尾(adding tail)： 这一过程也是细胞核内完成，首先由核酸外切酶切去3-端一些过剩的核苷酸，然后再加入polyA。polyA结构与mRNA的半寿期有关。 3．剪接（splicing)： 真核生物中的结构基因基本上都是断裂基因。结构基因中能够指导多肽链合成的编码顺序被称为外显子，而不能指导多肽链合成的非编码顺序就被称为内含子。 真核生物HnRNA的剪接一般需snRNA参与构成的核蛋白体参加，通过形成套索状结构而将内含子切除掉。 4．内部甲基化： 由甲基化酶催化，对某些碱基进行甲基化处理。 二、RNA的拼接、编辑和再编码 RNA的拼接方式 RNA编辑的不同类型和分布 RNA的再编码 三、RNA生物功能的多样性 四、RNA的降解 噬菌体Q?的合成 第四节 核酸合成的抑制剂 DNA和RNA合成的比较 问答题 a、切除tRNA前体两端多余的序列： 5’—端切除几到10个核苷酸。 b、末端添加：3’-端添加CCA序列。 c、修饰：形成稀有碱基如DH2 。 RNAaseP RNAaseF RNAaseP RNAaseF RNAaseD RNAaseD ACC ? ? ? 表示核酸内切酶的作用 表示核苷酸转移酶的作用 表示核酸外切酶的作用 表示异构化酶的作用 早转录本 成熟tRNA 加工 5′ “帽子” PolyA 3′ 顺反子(cistron ) m7G-5′ppp-N-3 ′ p AAAA