第11章 RNA生物合成.ppt

学习指导 重 点： 转录模板。 参与转录的RNA聚合酶。 真核生物mRNA转录后的加工、成熟。 难 点： 转录的起始。 真核生物RNA转录后加工。 进 展：核酶及其意义。 在生物界，RNA合成有两种方式： 一是DNA指导的RNA合成，也叫转录，此为生物体内的主要合成方式，也是本章介绍的主要内容。 另一种是RNA指导的RNA合成，也叫RNA复制 (RNA replication)， 由RNA依赖的RNA聚合酶 (RNA-dependent RNA polymerase) 催化，常见于病毒，是逆转录病毒以外的RNA病毒在宿主细胞以病毒的单链RNA为模板合成RNA的方式。 转录的知识是理解许多生物学现象和医学问题所必需的。 转录的调控可以导致蛋白质合成速率的改变，以及由此而引发的一系列代谢变化。因此，了解RNA代谢的基本原理就甚为重要。这些原理既关系到所有生物是如何适应环境变化的，也关系到细胞结构和功能的分化机制。 Differences of replication and transcription During elongation the RNA polymerase uses the antisense (-) strand of DNA as template and synthesizes a complementary RNA molecule using ribonucleoside 5 triphosphates (NTPs) as precursors. The RNA produced has the same sequence as the non-template strand, called the sense (+) strand (or coding strand) except that the RNA contains U instead of T. DNA依赖的RNA聚合酶催化合成RNA； RNA合成的化学机制与DNA依赖的DNA聚合酶催化DNA合成相似。 DNA聚合酶在启动DNA链延长时需要引物存在，而RNA聚合酶不需要引物就能直接启动RNA链的延长。 RNA聚合酶和DNA的特殊序列——启动子 (promoter) 结合后，就能启动RNA合成。 三、RNA聚合酶结合到DNA的启动子 上起动转录 转录是不连续、分区段进行的。 每一转录区段可视为一个转录单位（原核生物），称为操纵子 (operon)。操纵子包括若干个结构基因及其上游 (upstream) 的调控序列。 调控序列中的启动子是RNA聚合酶结合模板DNA的部位，也是控制转录的关键部位。原核生物以RNA聚合酶全酶结合到DNA的启动子上而起动转录，其中由σ亚基辨认启动子，其他亚基相互配合。 对启动子的研究，常采用一种巧妙的方法即RNA聚合酶保护法。 E.coli 的转录起始和延长 第一个磷酸二酯键生成后，σ亚基即从转录起始复合物上脱落，核心酶连同四磷酸二核苷，继续结合于DNA模板上，酶沿DNA链前移，进入延长阶段。 依赖ρ(Rho)因子 的转录终止 非依赖ρ因子的转录终止 ρ因子是由相同亚基组成的六聚体蛋白质，亚基分子量46kD。 ρ因子能结合RNA，又以对poly C的结合力最强。 ρ因子还有ATP酶活性和解螺旋酶 (helicase)的活性。 ρ因子终止转录的作用是：与RNA转录产物结合，结合后ρ因子和RNA聚合酶都可发生构象变化，从而使RNA聚合酶停顿，解螺旋酶的活性使DNA/RNA杂化双链拆离，利于产物从转录复合物中释放 。 真核生物的转录过程比原核复杂。 二者的转录起始过程有较大区别， 转录终止也不相同。 真核生物具有3种不同的RNA聚合酶: 真核生物RNA聚合酶的结构比原核生物复杂，所有真核生物的RNA聚合酶都有两个不同的大亚基和十几个小亚基. RNA聚合酶Ⅱ由12个亚基组成，其最大的亚基称为RBP1。 RNA聚合酶Ⅱ最大亚基的羧基末端有一段共有序列(consensus sequence)为Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser的重复序列片段，称为羧基末端结构域 (carboxyl-terminal domain, CTD)。 CTD对于维持细胞的活性是必需的。 二、转录起始需要启动子 、RNA聚合酶 和转录因子的参与 （一）转录起始点的上游区段具有启动子核心序列 Note 无TATA盒或GC盒的基因转录 这类基因的转录起始于“起始子 (Inr)”，它由一个或数个紧密成簇的起始位点组成。 Inr只有较弱的保守序列： 5?-PyPyCAPyPyPyPyPy-3? 顺式作用元件包括启动子、启动子上游元件(upstream promoter elements)