RNA生物合成-生物化学与分子生物学.PPT

RNA生物合成 转录 【目的与要求】 1、掌握转录的概念与特点 2、掌握并能叙述原核生物与真核生物中RNA聚合酶的组成及功能 3、掌握RNA转录过程 4、掌握mRNA,tRNA与rRNA转录后加工过程 概 述 一、RNA的生理功能??? DNA将携带的遗传信息转到RNA分子中，RNA分子以其信息指导蛋白质的合成 二、RNA合成概况 ??? 在生物界，RNA合成有两种方式：一是DNA指导的RNA合成，此为生物体内的主要合成方式。另一种是RNA指导的RNA合成，此种方式常见于病毒。转录产生的初级转录本是RNA前体（RNA precursor），需经加工过程（processing）方具有生物学活性 第二节 转录 一、转录:由DNA指导的RNA合成,DNA以碱基互补原则，决定合成RNA的全部碱基成分及排列顺序，将DNA模板上的遗传信息传递到RNA分子的过程 1、反应体系：DNA模板,NTP,酶，Mg2+,Mn2+ ，合成方向5‘→3’。连接方式--- 3‘ , 5’磷酸二酯键 2、特点：不对称转录---DNA片段转录时，双链DNA中只有一条链作为转录的模板，这种转录方式称作不对称转录 模板链及反意义链：指导RNA合成的DNA链为模板链，又称反意义链 ??? 编码链及有意义链：不作为转录的另一条DNA链为编码链，又称有意义链 由于基因分布于不同的DNA单链中，即某条DNA单链对某个基因是模板链，而对另一个基因则是编码链 3、原料：四种磷酸核苷NTP,DNA中的T在RNA合成中变为U 4、合成过程: 连续，方向：5→3 5、合成部位：细胞核内 二、原核RNA聚合酶 组成：RNA聚合酶由5个亚基构成，α2ββ‘σ为全酶（分子量为480kD ）， α2ββ’为核心酶 作用：识别DNA分子中转录的起始部位。 促进与模板链结合，并使DNA双链打开17bp。 催化NTP的聚合，完成一条RNA链的聚合反应。识别转录终止信号，停止聚合反应，参与转录水平的调控 特 点 1. 聚合速率慢，30-85NTP/秒 2.缺乏外切酶活性,无校对功能，错误率10-6 3.不同的σ因子识别不同的启动子 4.可被药物抑制（利福平） 人的RNA聚合酶对利福平不敏感。利用此特点可研制杀菌药物 三、真核RNA聚合酶 真核较原核的酶复杂，已清楚的有RNA PolⅠ,Ⅱ,Ⅲ及Mt四型 组成和功能：均由多亚基构成，聚合酶Ⅱ主要负责mRNA的合成； PolⅠ主要负责rRNA的合成； PolⅢ主要负责tRNA和5srRNA的合成 四、启动子与终止子 （一）启动子 1、原核启动子：约55bp,分为起始点（start site）、结合部位、识别部位 起始点：转录起始部位以+1表示，转录的第1个核苷酸常为嘌呤---G,A???? 结合部位：约6bp组成,是高度保守区,共有序列为5‘-TATAAT-3’,位于起始点上游-10。因Tm低,DNA易解开双链，为RNA聚合酶提供场所??? 识别部位：约6bp组成,在-35处,为高度保守区,序列5-TTGACA-3, s因子识别此部位 2、真核启动子结构 -25处含AT富集区, 共有序列TATAA （TATA box） -70处含共有序列CAAT ,还含许多其它box ,例如:GC-box,E-box等含增强子(enhancer)和静息子(silencer)????RNA polⅠ和 RNA polⅢ与聚合酶Ⅱ所识别的启动子差异较大 转录过程 (二）延长 转录泡：是由DNA双链,RNA聚合酶与新合成的转录本RNA局部形成的结构,它贯穿于延长过程的始终 ???? 过程：在起始阶段形成第一个磷酸二酯键后，RNA聚合酶核心酶沿模板向下游移动，核苷酸之间以3,5磷酸二酯键相连，合成方向5→3，合成的RNA自3末端逐步延长。合成出的RNA与DNA形成杂交分子,约12bp，因结合不紧很易脱离 （三）终止 合成移到终止信号时,酶不滑动,聚合停止,转录完成  特点：ρ因子参与的终止：r因子与RNA产物中富含C的部位结合,并诱使RNA聚合酶构象改变停止滑动; ρ因子的解螺旋酶活性,利于RNA产物的释放 四 真核生物转录特点 启动子复杂,某些基因不含TATA box，由起动序列参与基本转录的开始 顺式作用元件:真核生物中转录起始中起转录调控作用的DNA序列 -35区　 5 ′-TATA (TATA盒) -70～-110区　 CAAT盒　 　GC盒 （真核TATA序列的位置不像原核-35和-10那样典型，某些真核生物基因也可以没有