第七篇RNA的生物合成.ppt

第七章 RNA的生物合成 第七章 RNA的生物合成一、转录概述(RNA生物合成概念) 二、转录反应的模板 对于不同的基因来说，其转录信息可以存在于两条不同的DNA链上。能够转录RNA的那条DNA链称为模板链，或负链（-链）；对应的链称为编码链，即正链（+链）。 （一）、模板的必要性 （二）、RNA聚合酶对模板的选择 (三)、模板中信息连续性 三、DNA指导的RNA聚合酶 图7-1 大肠杆菌RNA聚合酶与DNA的相互作用 （二）、RNA聚合酶的基因 RNA聚合酶的作用 （三）、真核生物RNA聚合酶 真核细胞的三种RNA聚合酶 某些常用的转录抑制剂 三、启动子与终止子 （一）、启动子和转录因子 1） 启动子的共同顺序 启动子的共同顺序 2） RNA聚合酶与启动子的结合 RNA聚合酶与启动子的结合模式图 2. 真核生物启动子 1） RNA聚合酶Ⅰ启动子 2） RNA聚合酶Ⅱ启动子 3） RNA聚合酶Ⅲ启动子 （二）、终止子 1.原核生物终止子 2. 真核生物终止子 五、RNA的酶促合成 1. RNA合成的起始 2. σ因子的解离 3. DNA的解链和重复螺旋化 4.转录因子NusA 六、RNA的加工和成熟 1、原核生物mRNA前体的加工 2.真核生物mRNA的加工 3. 真核生物rRNA的加工 4. 原核生物rRNA的加工 5. tRNA的加工 七、RNA的编辑作用 1. RNA编辑的概念 2. RNA编辑现象 3. RNA编辑的意义 八、RNA的生物学功能 　按照传统的观点，RNA只是基因表达的中间物，RNA的主要功能是控制蛋白质的生物合成。1981年Cech T发现四膜虫rRNA前体能通过自我拼接切除内含子，表明RNA也具有催化功能，称之为核酶。随后Altman S证明，RNase P中的RNA（M1 RNA）在适当条件下（高浓度 细胞内RNA聚合酶的合成水平则要低得多。将二者mRNA切开，有利于各自的翻译调控。类似的加工过程也可以在某些噬菌体的多顺反子mRNA中见到。例如，大肠杆菌噬菌体T7的早期基因转录出一条长的多顺反子mRNA，经RNaseⅢ切割成5个单独的mRNA和一段5′端前导序列。mRNA的切割对其中某些早期蛋白质的合 成是必要的。推测可能是由于较长的mRNA产生二级结构，会阻止有关编码序列的翻译。这种RNA二级结构（可能还有三级结构）与其功能的调控关系在多种情况下均可看到，并不仅限于翻译起始的调控。通过RNA链的裂解，改变了RNA的二级结构，从而影响它的功能。 　　真核生物mRNA前体称为hnRNA，又称类似DNA的RNA(D-RNA)。由hnRNA加工为成熟的mRNA，经历以下过程： ① 5 ′端形成特殊的帽子结构，有三类： 帽子0：m7 G ppp X 单细胞生物（如酵母） 帽子1：m7 G ppp Xm 多细胞生物，主要形式 帽子2：m7 G ppp XmpYm 占10-15% 帽子的功能： 　为核糖体识别mRNA提供信号增加mRNA的稳定性，保护5 ′端。 ② 由一种360KD特异性酶切除3′末端一段后，经RNA末端腺甘酸转移酶催化加上polyA尾巴（约200个A）。 PolyA的功能：可能在于增加mRNA的稳定性。 ③ 通过剪接除去由内含子转录的序列。 ④ 链内部核苷酸甲基化。 主要是m6A，可能对mRNA前体的加工起识别作用。 真核生物mRNA的转录后加工修饰 真核生物有4种rRNA，即5.8S rRNA，18S rRNA，28S rRNA和5S rRNA。前三者的基因组成一个转录元，产生45S的前体RNA。由于真核生物rRNA的加工过程比较缓慢，其中间产物可以分离出来，因此，真核生物rRNA的加工过程比较清楚。哺乳动物45S RNA的加工有几种不同方式。例如，人类45S RNA与小鼠的45S RNA加工方式就不相同，其具体方式见图7-19。 图7-19 哺乳动物45S rRNA前体的转录后处理 　近年来发现，哺乳动物的原始转录本并不是45S，是47S。由于3′端部分很快进行转录处理，5′端也除掉一小部分故变为45S。 关于5S rRNA，与tRNA一起由RNA聚合酶Ⅲ转录。5S rRNA的基因含120bp，处在另一个转录单位中，这个单位含有120bp的转录区和600bp的非转录片段（图7-20）。 图7-20 爪蟾5S rRNA的基因结构 在原核生物中，rRNA的基因与某些tRNA的基因组成混合操纵子。其余tRNA基因也成簇存在，并与编码蛋白质的基因组成操纵子。它们在形成多顺反子转录物后，经断链成为rRNA和tRNA的前体，然后进一步加工成熟。 　　大肠杆菌共有7个rRNA的转录单位，它们分散在