第三章生物信息传递上-从dna到rna.ppt

DNA序列是遗传信息的贮存者，它通过自主复制得到永存，并通过转录生成信使RNA、翻译生成蛋白质的过程来控制生命现象。 核糖核酸（Ribonucleic Acid, RNA） RNA主要是负责DNA遗传信息的翻译和表达，分子量要比DNA小得多。RNA为单链分子。 RNA的结构特点 RNA含有核糖和嘧啶，通常是单链线性分子 RNA链自身折叠形成局部双螺旋 RNA可折叠形成复杂的三级结构 RNA的功能 作为细胞内蛋白质生物合成的主要参与者 部分RNA可以作为核酶在细胞中催化一些重要的反应，主要作用于初始转录产物的剪切加工 参与基因表达的调控，与生物的生长发育密切相关 在某些病毒中，RNA是遗传物质 转录单元（transcription unit） RNA链的延伸图解 （１）强终止子－－不依赖?因子的终止 ①终止位点上游一般存在一个富含GC碱基的二重对称区，RNA形成发夹结构； （２）弱终止子－－依赖?因子的终止 RNA合成过程 第二节 转录机器的主要成分 一、 RNA聚合酶 E. coli RNA polymerase 3.2.3 转录复合物 原核生物的转录与翻译同时进行 实际上在原核生物中，RNA的转录、蛋白质的合成以及mRNA的降解通常是同时进行的。因为在原核生物中不存在核膜包裹的细胞核。另外，RNA的转录和多肽链的合成都是从5’向3’方向进行，只要mRNA的5’端合成后，即可以开始蛋白质的翻译过程。在原核生物中mRNA的寿命一般只有几分钟。因此，往往在3’端mRNA的转录还没有最后结束，5’端mRNA在完成多肽链的合成后，已经开始降解。 小 结 第二节 启动子与转录起始 大肠杆菌RNA聚合酶与启动子的相互作用主要包括 一、启动子区的基本结构 启动子（promoter）：是一段位于结构基因5’端上游区的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确地相结合并具有转录起始的特异性。 RNA聚合酶保护法 典型启动子的结构 -35 -10 转录起点 TTGACA 16-19bp TATAAT 5-9b 真核生物启动子 二、 启动子区的识别 在启动子区DNA双螺旋结构中，腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶上的某些基团是氢键供体，而4种碱基中的某些基团是氢键受体。由于它们分别处于DNA双螺旋的大沟或小沟内，因此都具有特定的方位，而酶分子中也有处于特定空间构象的氢键受体与供体，当它们与启动子中对应的分子在一定距离内互补时，就形成氢键，相互结合。 三、RNA聚合酶与启动子区的结合 在RNA聚合酶与启动子相互作用的过程中，聚合酶首先与启动子区闭合双链DNA相结合，形成二元闭合复合物，然后经过解链得到二元开链复合物。解链区一般在-9～+13之间，而酶与启动子结合的主要区域在其上游。 四、 -10区和-35区的最佳间距 在原核生物中，-35区与-10区之间的距离大约是16～19bp 五、 增强子及其功能 增强子的发现从SV40开始，在SV40的转录单元上发现它的转录起始位点上游约200bp处有两段72bp长的重复序列，它们不是启动子的一部分，但能增强或促进转录的起始，除去这两段序列会………….若保留其中一段或将之取出插至DNA分子的任何部位，就能…………………… 六、真核生物启动子对转录的影响 启动子是确保转录精确而有效地起始的DNA序列。 1979年，美国科学家Goldberg首先注意到真核生物中，由RNA聚合酶II催化转录的DNA序列5′上游区有一段与原核生物Pribnow区相似的富含TA的保守序列。由于该序列前4个碱基为TATA，所以又称为TATA区(TATA box)。 第四节 原核生物与真核生物 mRNA的特征比较 一、 原核生物mRNA的特征 细菌基因的转录与翻译是紧密相联的，基因转录一旦开始，核糖体就结合到新生mRNA链的5′端，启动蛋白质合成，而此时该mRNA的3′端还远远没有转录完全。在电子显微镜下，我们可以看到一连串核糖体紧紧跟在RNA聚合酶后面。 原核细胞mRNA的结构特点 S-D序列 二、 真核生物mRNA的特征 真核生物的mRNA(不包括叶绿体和线粒体)5′端都是经过修饰的，基因转录一般从A起始，第一个核苷酸保留了5′端的三磷酸基团并能通过其3′-OH位与下一个核苷酸的5′磷酸基团形成二酯键，转录产物的起始序列为pppApNpNp…… 除组蛋白基因外，真核生物mRNA的3′末端都有poly(A)序列，其长度因mRNA种类不同而变化，一般为40～200个。 poly(A)