林谦第7章RNA的生物合成.ppt

图7-28 RNA polII负责转录的基因的启动子结构特征 参与蛋白质基因转录的转录因子有两类：一类是基础转录因子或基础转录因子(GTF)，另一类为特异性转录因子。前一类为所有蛋白质基因表达所必需，后一类为特定的基因表达所必需。 基础转录因子的功能包括：识别和结合核心启动子，招募RNA聚合酶II，正确地与启动子结合；与其他上游元件或反式作用因子结合或相互作用；参与蛋白质与蛋白质的相互作用，有助于转录起始复合物的装配和稳定。基础转录因子包括TF II A、B、C、C、E、F、H、J等。 7.2 RNA复制 RNA复制是以RNA为模板合成RNA的过程，发生在许多RNA病毒的生活史中，由依赖于RNA的RNA聚合酶(RdRP，也称RNA复制酶)催化。 RdRP在正常宿主细胞中并不存在，必须由病毒基因组编码。 RNA复制具有以下特征： (1) 复制的方向为5→3； (2) 绝大多数在模板的一端从头合成，少数需要引物。引物为共价结合的蛋白质或5-帽子； (3) 属于易错、高突变的RNA合成； (4) 对放线菌素D一般不敏感，但对核糖核酸酶敏感； (5) 复制绝大多数发生在宿主细胞的细胞质，少数在细胞核。 7.2.1 双链RNA病毒的RNA复制 双链RNA病毒在感染宿主细胞后，其基因组RNA不能用作mRNA，因此在病毒包装的时候就将RdRP包装到病毒颗粒中，以便在病毒进入宿主细胞后能通过转录合成mRNA。 病毒侵入细胞后，借助病毒带进去的RNA复制酶合成正链RNA，再以后者为模板，合成病毒蛋白质和复制病毒RNA。 7.2.2 单链RNA病毒的RNA复制 7.2.2.1 正链RNA病毒的RNA复制 正链RNA病毒一旦进入宿主细胞，即可直接利用其RNA作为mRNA，翻译出蛋白质。病毒RNA的复制由RNA复制酶催化，经过互补的反基因组负链RNA中间物，再合成出新的基因组RNA。 SARS病毒RNA复制的基本步骤包括： (1) 病毒感染宿主细胞后，其RNA复制酶基因立即被翻译； (2) 产生的RNA复制酶催化反基因组RNA(负链RNA)的合成； (3) 以负链RNA为模板，转录一系列3-端相同、但5-端不同的亚基因组mRNA； (4) 每一个亚基因组RNA只有第一个基因被翻译成蛋白质； (5) 全长的mRNA并不作为翻译模板，而是作为基因组RNA被包装到新病毒颗粒中。 图7-32 正链RNA和负链RNA基因组的复制 图7-33 正链RNA病毒的RNA复制 7.2.2.2 负链RNA病毒的RNA复制 负链RNA病毒进入宿主细胞后，必须拷贝成与其互补的正链RNA，才能制造出病毒蛋白。在新病毒颗粒包装时，需要将RNA复制酶包装到病毒颗粒中，以便在病毒进入新的宿主细胞后能够迅速转录出mRNA。 图7-34 流感病毒的生活史 图7-9 原核生物几种基因的启动子序列 图7-10 细菌RNA pol全酶与启动子的结合 某些活性超强的基因(rRNA基因)除了-35区和-10区的启动子序列，在-40和-60之间的区域还有一种称为增强元件的启动子序列，可将转录活性提高30倍。 启动子的一致序列是综合统计了多种基因的启动子序列后得出的结果。在大肠杆菌尚未发现与一致序列完全相同的启动子序列。 一个基因的启动子序列与一致序列越接近，该启动子的启动效率就越高，为强启动子；相反，一个基因的启动子序列与一致序列差异越大，启动效率就越低，为弱启动子。 7.1.3.1.2 转录起始复合物的形成 转录起始复合物的形成为DNA转录的限速步骤，起始效率主要由启动子强度决定：强启动子平均每秒钟启动一次，弱启动子花费的时间长得多。一旦启动，RNA链延伸的速度与启动子强度无关。 图7-11 细菌基因转录起始过程中开放复合物的形成 RNA聚合酶与模板DNA的结合 开放式启动子复合物 (open promoter complex) DNA双链在-10 Box附近解开约14bp的区域，酶与模板形成紧密复合物。 封闭式启动子复合物 (closed promoter complex) 全酶的σ因子识别-35 Box，并与之结合。 RNA合成的起始 RNA聚合酶 (RNA Pol) 起始位点(initiation site) 通常结合一嘌呤碱基