王镜岩高级生化 rna的生物合成和加工.ppt

第36章 RNA的生物合成和加工 本章提要 1、DNA指导下的RNA的生物合成 即转录：以DNA为模板合成RNA 2、RNA的转录后加工 通过一系列加工和修饰过程成为成熟的，具有功能的RNA分子的过程。 3、RNA指导下的RNA和DNA合成 即RNA复制和逆转录 一、DNA指导下的RNA合成（转录） 1、DNA指导下的RNA聚合酶 2、启动子和转录因子 3、终止子和终止因子 4、转录的调节控制 5、RNA生物合成的抑制剂 转录单位 1、RNA转录起始于DNA模板一个特定起点，并在另一个终点终止，此转录区域为转录单位。 2、一个转录单位可是多基因，也可是单基因。 3、转录起始由启动子控制，终止由终止子控制，转录通过DNA指导由RNA聚合酶实现。 （一）DNA指导的RNA聚合酶 1、由RNA聚合酶催化的反应 NTP＋(NMP)n RNA聚合酶 (NMP)n+1 + PPi RNA 延伸的RNA 2、DNA是RNA合成的模板 （1）用于转录的那条DNA链为模板链，或称负链；对应的链为编码链，即正链；转录方向为5’?3’。 （2）转录过程中形成局部DNA-RNA杂交分子，转录后DNA重新形成双螺旋。 3、RNA聚合酶有多种亚基，每种亚基具有特定功能 原核生物RNA聚合酶 举例：原核生物RNA聚合酶各亚基性质与功能 （1） 原核生物中由一种RNA聚合酶催化所有RNA的合成 （2）RNA聚合酶全酶由核心酶(?2、?、?’ 亚基)和??亚基组成，还有?与两个Zn原子 （3）核心酶(?2、?、?’ 亚基)只能延长RNA链，不具起始合成能力；不同细菌?亚基不同；?亚基在决定RNA聚合酶起始转录中起关键作用 大肠杆菌RNA聚合酶 真核RNA聚合酶 1、RNA聚合酶I：转录45S rRNA前体，加工形成5.8S rRNA，18 S rRNA，28S rRNA 2、RNA聚合酶II：转录编码蛋白质的基因和大多核内小RNA的基因 3、RNA聚合酶III：转录小RNA的基因： 5S rRNA，tRNA等 （二）启动子和转录因子 1、启动子(Promoter) ：DNA上与转录起始相关，RNA聚合酶与之专一结合并起始转录的核苷酸顺序。研究方法：footprint 2、转录因子：RNA酶转录需一系列蛋白因子帮助，其作用或是识别DNA上的作用位点，或是识别其它因子，或是识别RNA聚合酶。 名词：startpoint,upstream,downstream 原核生物启动子结构 真核生物的启动子 1、三类启动子：分别由RNA聚合酶I、II、III转录。 2、真核生物启动子由转录因子而不是由RNA聚合酶识别，多种转录因子和RNA聚合酶在起点上形成起始复合物而促进转达录。 名词：cis-acting element trans-acting factor 真核生物的启动子 1、I类启动子：由 RNA聚合酶I转录，控制rRNA前体基因的转录；由两部分保守序列构成：核心启动子和上游控制元件。 2、III类启动子：由RNA聚合酶III转录，5S和tRNA及胞质小RNA基因的启动子位于转录起点下游，即在基因内部——基因内启动子。 3、II类启动子：涉及众多编码蛋白质基因表达的控制。 （1）基本启动子：TATA box 或 Goldberg-Hogness box（2）起始子：转录起点处的保守序列。 （三）终止子和终止因子 1、终止子：提供转录终止信号的DNA序列。 原核生物的终止子前有一回文结构，产物的RNA形成由茎环构成的发夹结构. 2、终止因子：协助RNA聚合酶识别终止信号的辅助因子（蛋白质）。 4、大肠杆菌两类终止子： （1）依赖Rho因子： （2）不依赖RhoA因子：寡聚U系列：提供信号使RNA聚合酶脱离模板 不依赖Rho因子的终止子结构 依赖Rho因子的转录终止 抗终止子：引起抗终止作用的蛋白质，结合到RNA聚合酶上，阻止其停顿，使酶越过终止子继续转录。这样的现象称为通读。 抗终止作用是生物对其不同发育阶段的基因的表达进行控制的一种手段。其他如枯草杆菌采用更换?亚基的办法，噬菌体T7采用更换RNA聚合酶的方法等等。 （四）RNA生物合成的抑制剂 1、嘌呤和嘧啶类似物 直接抑制核苷酸生物合成有关的酶类，或掺入核酸分子形成异常DNA或RNA 2、D