第九章RNA的生物合成及加工.ppt

第九章 RNA的生物合成和加工 第一节 RNA转录 第二节 转录后加工 第三节 RNA的复制与逆转录 第四节 RNA生物合成的抑制剂 转录----生物体以DNA为模板合成RNA的过程.转录是基因表达的第一步，也是最关键的一步。 转录的起始由DNA上的启动子区控制，转录的终止由DNA上的终止子控制， 转录所需的酶叫RNA聚合酶（依赖DNA的RNA聚合酶）, 转录产物：mRNA 、rRNA、 tRNA、小RNA. 除某些病毒基因组RNA外，绝大多数RNA分子都来自DNA转录的产物。 转录单位:RNA链的转录，起始于DNA模板的一个特定位点，并在另一位点终止，此转录区域称为一个转录单位。 一个转录单位可以是一个基因（真核），也可以是多个基因（原核）。 转录单位的起点核苷酸为+1，起点右边为下游（转录区），转录起点左侧（5′侧）为上游，用负数表示：-1，-2，-3。依此类推。 二、转录模板和酶 （一）转录模板 模板链：两股DNA单链中只有一股可转录, 作为模板,录成RNA的这一股DNA链称为模板链, 或非编码链 ,反意义链，（-）链 编码链：对应的一股互补链称为非模板DNA链或编码链，有意义链，（+）链, 与mRNA序列相同(U-T)的DNA链。 模板转录的不对称性特点： 片段转录：即以一条DNA链一段为模板进行转录。 转录可能是一个基因转录，也可能是几个基因同时转录，因时间和空间不同，转录基因有差异。 DNA分子上编码链和非编码链是相对的。 模板链并非永远在同一条单链上 （二） RNA聚合酶（RNApolymerase, RNApol): RNA聚合酶特性： 作用条件： 4种NTP；Mg2+或Mn2+的存在；DNA模板； 反应方向： 5’→3’。 不需引物 RNA聚合酶缺乏核酸外切酶活性，不具备校对功能，因此RNA转录的保真度比DNA复制低的多。 1、转录起始过程： A、在σ亚基引导下，RNA聚合酶全酶与启动子结合； B、DNA局部解开双螺旋；形成转录泡 C、酶滑向转录起点， 引入第一个NTP （ATP或GTP ），然后与第2个NTP间形成磷酸二酯键。 3、终止 RNA聚合酶到达转录终止点时，在终止子的帮助下，聚合反应停止。 RNA链和聚合酶脱离DNA模板链。 转录的过程 四、启动子和转录因子 启动子：RNA聚合酶识别、结合并开始转录所必需的一段DNA序列。 强启动子2秒钟启动一次转录，弱启动子10分钟一次。 转录因子：RNA聚合酶在进行转录时，常需要一些辅助因子（蛋白质）参与作用，此类蛋白质统称为转录因子。 (一)原核生物的启动子和转录因子 分析比较原核生物上百种启动子序列，发现不同的启动子都存在共有序列，启动区具有共有的序列称为保守序列或一致性序列. 1、 -10序列（Pribnow框） 在转录起点上游大约-10处，有一个6bp的保守序列TATAAT，称Pribnow框。每个位点的保守性在45%-100%。 频度： T89 A89 T45 A60 A50 T96 Pribnow框是启动子的关键部位。决定转录方向。酶在此部位与DNA结合形成稳定的复合物。 -10序列有助于DNA局部双链解开。 （二）真核启动子 RNA聚合酶Ⅱ(mRNA)的启动子有三个保守区： －25到－30有TATA框，是解链位置，并决定转录起点；失去TATA框，转录可能在许多位点上开始。 －75位置有CAAT框（共有序列GCCAATCT），与RNA聚合酶的结合有关； 上游还有GC框（序列GGGCGG），某些转录因子可结合。 后两个称为上游因子，对转录起始频率有较大影响 RNApolⅢ的启动子在转录区内部(转录起点下游)。 五、终止子和终止因子 终止子（terminators)：提供转录终止信号的一段DNA序列。 终止因子：协助RNA聚合酶识别终止子的蛋白质辅助因子。 抗终止因子：有些终止子的作用可被特异的因子所阻止，使酶越过终止子继续转录，称为通读，这类引起抗终止作用的蛋白质称为抗终止因子。通读常见于某些噬菌体的时序控制。 大肠杆菌有两类终止子： 简单终止子（不需ρ因子的终止）。 产物回文对称区有一段富含GC对的序列，回文后有寡聚尿苷酸UUUU（终止点前） 。 依赖ρ因子终止的终止子。 必须在有ρ因子时才能发挥作用，终止点前无寡聚U序列，回文对称区不富含GC。 ρ因子是一个6聚体蛋白，其功能：1）终止因子； 2）NTPase活性， 3）解旋酶活性。 终止过程： 1）在RNA存在下，水解NTP产能，使ρ因子与 RNApol结合； 2）解旋酶活性使RNA：DNA杂合链拆开，释放RNA，酶和ρ因子一起从DNA上脱落下来。 需ρ