RNA生物合成 11_Transcription.ppt

第十一章 RNA的生物合成 (转录) Chapter 11 RNA Biosynthesis, Transcription 在RNA聚合酶的催化下，以一段DNA链为模板合成RNA，从而将DNA所携带的遗传信息传递给RNA的过程称为转录（transcription）。 经转录生成的RNA有多种，主要的是rRNA，tRNA，mRNA，snRNA和HnRNA等。 第一节 RNA转录合成的特点 Section 1 Characters of RNA Biosynthesis 转录（transcription）的不对称性就是指以双链DNA中的一条链作为模板进行转录，从而将遗传信息由DNA传递给RNA。 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(template strand) ，也称作有意义链或Watson链。 与模板链互补的另一条DNA链称为编码链(coding strand)，也称为反义链或Crick链。 RNA转录合成时，以DNA作为模板，在RNA聚合酶的催化下，连续合成一段RNA链，各条RNA链之间无需再进行连接。 RNA转录合成时，只能向一个方向进行聚合，所依赖的模板DNA链的方向为3→5，而RNA链的合成方向为5→3。 RNA转录合成时，只能以DNA分子中的某一段作为模板，故存在特定的起始位点和特定的终止位点。 特定起始点和特定终止点之间的DNA链构成一个转录单位，通常由转录区和有关的调节顺序构成。 第二节 参与转录合成的酶和蛋白因子 Section 2 Enzymes and Protein Factors for RNA Biosynthesis 这是一种不同于引物酶的依赖DNA的RNA聚合酶（DDRP）。 该酶在单链DNA模板以及四种核糖核苷酸存在的条件下，不需要引物，即可从5→3聚合RNA。 原核生物中的RNA聚合酶全酶由五个亚基构成，即?2???。 ?亚基与转录起始点的识别有关，在转录合成开始后被释放；余下的部分（?2??）被称为核心酶，与RNA链的聚合有关。 真核生物中的RNA聚合酶可按其对?-鹅膏蕈碱的敏感性而分为三种，它们均由10~12个大小不同的亚基所组成，结构非常复杂，其功能也不同。 RNA聚合酶Ⅱ的分子结构 酵母RNA聚合酶Ⅰ和Ⅱ的电子晶体图 在真核生物中，转录的起始过程较为复杂，现已发现数百种蛋白因子与RNA转录合成有关。 凡是与基因表达调控相关的蛋白因子统称为反式作用因子（transacting factor）。 在反式作用因子中，直接或间接参与转录起始复合体的形成的蛋白因子被称为转录因子（transcriptional factor, TF）。 不同的RNA聚合酶存在相应的转录因子，如与RNA聚合酶Ⅱ相关的转录因子包括 TFⅡA，TFⅡB，TFⅡD，TFⅡE，TFⅡF，TFⅡH等。 原核生物中的终止因子?蛋白是一种六聚体的蛋白质，亚基的分子量为50kd。 ?蛋白能识别转录终止信号，并与RNA紧密结合，导致RNA的释放。 第三节 RNA转录合成的过程 Section 3 The Process of RNA Biosynthesis 在原核生物中，若干功能相关的结构基因常常串联在一起，由其上游的同一调控序列进行调控，这种基因的组织形式称为操纵子（operon）。 DNA分子中参与转录调控的序列统称为顺式作用元件（cis-acting element）。 原核生物转录起始时，首先由RNA聚合酶中的?因子识别转录起始点，并促使核心酶结合形成全酶复合物。 位于基因上游，与RNA聚合酶识别、结合并起始转录有关的一些DNA调控序列被称为启动子（promoter）。 启动子序列通常由一些带共性的保守序列构成。 原核生物转录起始区的一致性序列 被RNA聚合酶辨认的区段就是位于转录起始点-35区的TTGACA序列。 RNA聚合酶与该区结合后，即滑动至-10区的TATAAT序列（Pribnow盒），并启动转录。 ?因子从全酶上脱离，余下的核心酶继续沿DNA链移动，按照碱基互补原则，不断聚合RNA。 1. ?亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移； 2. 在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长。 RNA转录合成的终止机制有两种： 1．依赖Rho因子的转录终止： 由终止因子（?因子）识别特异的终止信号，并促使RNA的释放。 模板DNA链在接近转录终止点处存在相连的富含GC和AT的区域，使RNA转录产物形成寡聚U及发夹形的二级结构，引起RNA聚合酶变构及移动停止，导致RNA转录的终止。 二、真核生物的转录过程 1. 转录起始的上游区段： 真核