第四章遗传信息的转录.ppt

第四章 学习目标 掌握RNA转录合成的特点和基本过程； 掌握RNA聚合酶和启动子的结构功能以及转录起始的机制； 掌握与转录终止有关的DNA序列和蛋白质因子的作用特点； RNA转录后加工的方式和特点。 一、RNA转录的特点 转录单位：起始于DNA模板的特定起点，终止于特定终点的区域。一个转录单位可以是一个基因或多个基因。 分子杂交实验表明：合成的RNA只与模板DNA形成杂交体。 在体外，RNA聚合酶能使DNA的两条链发生转录，但在体内转录的模板仅有DNA双链中的一条。 模板链：DNA双链中具有转录功能的一条链，也称反义链或负（-）链 编码链： DNA双链中与模板链相对的单链，不进行转录，也称有义链或（+）正链 天然（双链）DNA作为模板比变性（单链）DNA更为有效。说明RNA聚合酶对模板的利用与DNA聚合酶不同。 原核生物的RNA聚合酶 原核生物转录过程 三、 RNA聚合酶 1. 原核生物的RNA聚合酶 (RNA polymerase) 2. 真核生物RNA聚合酶 α-Amanitin(鹅膏蕈碱) :是一种来自毒蘑菇鬼笔鹅蕈(Amanita phalloides)的真菌毒素，二环八肽，能抑制真核RNA聚合酶Ⅱ与RNA聚合酶Ⅲ转录。 第二节 启动子与转录的起始 一、启动子的基本结构 启动子是一段位于结构基因5’端上游区的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确地相结合并具有转录起始的特异性。 描述碱基位置时，一般用数字表示， 二、转录的起始 第三节 转录终止 1. 非依赖 ?因子的转录终止 DNA 模板上靠近终止处，有些特殊的碱基序列，转录出 RNA 后，RNA 产物形成特殊的结构来终止转录。 转录产物的3′末端常有多个连续的U，连续的U区5′端上游的一级结构，接近终止区的一段碱基可形成鼓槌状的茎环(stem-loop)/发夹(hairpin)结构形式的二级结构，这是非依赖 ?因子的转录终止的普遍现象。 三、抗终止 在转录过程中有时即使遇到终止信号，却仍然需要继续转录，于是出现了抗终止现象。 二、rRNA前体的转录后加工 三、tRNA前体的转录后加工 四、核酶的作用特点及方式 至今，已发现了数十种具有催化活性的不同的RNA酶。 只有RNA组分单独具有催化活性时，此RNA才属于核酶。 核酶RNA首先在细胞核中发现，并主要存在于胞核中，但在胞质以及病毒和类病毒中也逐渐有所发现。 DNA和RNA生物合成的比较(1) DNA和RNA生物合成的比较(2) 不依赖ρ因子的终止 依赖ρ因子的终止子 5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU... 3` 5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU... 3` RNA 5?TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT... 3? DNA UUUU...… UUUU...… 5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU... 3` 接近终止区的一段碱基形成鼓槌状的茎环(stem-loop)/发夹(hairpin)结构形式的二级结构，是普遍现象。 用T4噬菌体DNA在试管内进行转录实验，转录产物比在细胞内转录出的要长。说明： 2. 依赖 ? 因子的转录终止 ①转录终止信号是可以跨越的； ②细胞内某些因素有执行转录终止的功能。 据此，1969年, J. Roberts 发现了能控制转录终止的蛋白质，定名为?因子。 第四节 转录后的加工 1. 5’ 端加帽 mRNA的前体：核内不均一RNA（hnRNA） 一、mRNA的加工 2. 3’ 端加尾 3. mRNA中段序列的剪接 剪切型 剪接型 2. 核酶的作用方式 1. 核酶的作用特点 作用底物比较单纯 催化效率较酶蛋白一般都低得多 催化的反应必须有Mg2+存在时才能进行 也表现一定的特异性 五、RNA的剪接、编辑和再编码 RNA的剪接更多的发生于真核生物基因组内,特别是真核生物基因的内含子被转录后。 RNA的编辑是RNA分子上一种转录后修饰现象，包括插入、缺失或核苷酸的替换。 mRNA在某些情况下可以不同的方式译码，即改变原来的编码信息，称为RNA的再编辑。 复制 转录 1. 原料