第三十六章RNA的生物合成和加工.ppt

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。 经转录生成的RNA有多种，主要的是rRNA，tRNA，mRNA，snRNA和HnRNA。 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链称为有意义链(模板链），而与之互补的另一条DNA链称为反意义链（编码链）。 3、转录的连续性 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。 合成的RNA中，如只含一个基因的遗传信息，称为单顺反子；如含有几个基因的遗传信息，则称为多顺反子。 4、转录的单向性 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。 （一）、 RNA聚合酶 这是一种不同于引物酶的依赖DNA的RNA聚合酶。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。 RNA聚合酶催化的反应 酵母RNA聚合酶Ⅰ和Ⅱ （二）、RNA的转录过程 RNA合成分为识别、起始、延长和终止四个阶段，但不同于DNA的复制过程。 1、识别 原核生物RNA聚合酶中的σ因子识别转录起始点，并促使核心酶结合形成全酶复合物。 2、起始： RNA聚合酶全酶促使局部双链解开，并催化ATP或GTP与另外一个三磷酸核苷聚合，形成第一个3,5-磷酸二酯键。 3、延伸 σ因子从全酶上脱离，余下的核心酶沿着模板链3’--5’方向滑行，按碱基配对加入四种NTP，使链由5’-3’延长。 随着核心酶在模板上滑行，使模板DNA不断解螺旋，转录完的部分又恢复双螺旋。转录RNA生成后，暂时与DNA模板链形成DNA·RNA杂交体，长度约为12个碱基对，形成一个转录泡。 RNA链的延伸图解 4、转录的终止（Termination) RNA转录合成的终止机制有两种： 1．自动终止：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。 2．依赖辅助因子的终止：由终止因子(ρ因子)识别特异的终止信号，并促使RNA的释放。 RNA合成过程 DNA和RNA合成的比较 1、启动子 （1）、原核生物的启动子 启动子的结构由三部分组成：-35序列提供了RNA聚合酶全酶识别的信号；-10序列是酶的紧密结合位点（富含AT碱基，利于双链打开）；第三部分是RNA合成的起始点。 真核生物的转录起始较为复杂。目前已知RNA聚合酶Ⅱ至少有六种不同的蛋白因子参与转录复合体的形成。这些蛋白因子被称为转录因子（trans-criptional factor, TF)。包括 TFⅡA，TFⅡB，TFⅡD，TFⅡE，TFⅡF，TFⅡ-I。 转录因子 功 能 TFⅡA 稳定TFⅡD结合 TFⅡB 促进pol Ⅱ结合 TFⅡD 辨认TATA盒 TFⅡE ATPase TFⅡF 解旋酶 DNA模板上的终止信号是由于DNA特殊的结构而起作用，此处DNA多存在着反向重复顺序。此区域转录得到的RNA容易形成发夹形结构，有助于转录的终止。 5`-----GCCGCCAG-------CTGGCGGC------3` 3`-----CGGCGGTC-------GACCGCCG------5` DNA 反向重复顺序 原核细胞mRNA的结构特点 （1）．加帽(adding cap)： 即在mRNA的5-端加上m7GTP的结构。此过程发生在细胞核内，即HnRNA即可进行加帽。 加工过程首先是在磷酸酶的作用下，将5-端的磷酸基水解，然后再加上鸟苷三磷酸，形成GpppN的结构，再对G进行甲基化。 （2）．加尾(adding tail)： 这一过程也是细胞核内完成，首先由核酸外切酶切去3-端一些过剩的核苷酸，然后再加入polyA。polyA结构与mRNA的半寿期有关。 真核细胞mRNA的结构特点 3．分子内部的核苷酸甲基