[农学]RNA合成20056.ppt

* 内容概要： 第一节 依赖DNA的RNA合成 一、RNA聚合酶 二、模板链与非模板链 三、E.coli RNA聚合酶的组成与功能特征 四、转录的基本过程 第二节 RNA合成的起始 小 结 第三节 RNA合成的终止 第四节 真核生物细胞核RNA聚合酶 第六节 以RNA为模板的DNA和RNA合成 第五节 新生RNA的剪切和修饰 第十二章 RNA的生物合成 引 言 生物遗传信息传递的化学本质，在分子水平看就是： DNA RNA 复制本质：遗传信息全部 传递给子代DNA分子。随 分裂DNA进入子细胞，通 过表达的蛋白质控制生长 发育。 蛋白质 转 录 翻 译 蛋白质是生命活动 的体现者，不同时 期DNA表达不同蛋 白质从而控制整个 生命活动过程。 在生物体体系DNA 如何指导RNA合成？ 复制 第一节 原核生物RNA的合成 一、RNA聚合酶——催化RNA合成的酶 RNA聚合酶最初是从大肠杆菌(E.coli)中分离得到，当时研究 证明，它有如下的作用特点： RNA聚合酶 所需模 板：双链DNA(DNA是单链时RNA聚合酶活性很低) 合成原 料：ATP、GTP、CTP、 UTP； 金属 离 子：Mg2+ 新合成RNA RNA聚合酶全称：依赖DNA的RNA聚合酶，简称RNA聚合酶。 ①复制时DNA分子的两条链中只有其中一条链作模板； 因 为转录的RNA只能与变性DNA中的一条链形成杂种分子。 ②转录的RNA仅拷贝了DNA中的某个片段； 转录最大特点：信息传递具有选择性 新合成RNA 模板链 非模板链 处于转录过程的DNA和正合成的RNA 历时近半个世纪已经解决的基本问题： 1、RNA聚合酶如何催化RNA合成？ 2、此时此刻被转录的信息由谁来识别？ 3、RNA合成基本过程如何？ Uchoa（西班牙）＆Kornberg因基因表达研究富有 成果分享1959年诺贝尔医学奖； 1965年Jacob ＆Monod(法)提出并证实操纵子学说与woff 分享诺贝尔医学奖； 1975年Tiemin ＆Baltimore由于发现肿瘤病毒逆转录酶， 共享诺贝尔生理医学奖； DNA RNA聚合酶 E.coli 中正在工作的RNA聚合酶催化的转录过程 转录泡~17bp 模板链(非编码链) RNA5 非模板链(编码链) RNA-DNA 杂螺旋 活性位点：RNA3′ 端逐个添加NMP； 速度：50~90nt/s RNA合成方向5→3 RNA聚合酶沿模板 链从3→5移动 A G T C O O O p O 3? A G T C O O O O 5? p p p p p p p 模板DNA A U C O O O 5? p p p O p p p ~ ~ A OH p p ~ ~ OH G O p OH p p ~ ~ U O p OH RNA聚合酶在引物3?-OH上添加单核苷酸催化机理： 进位的NTP受处在活性中心模板上碱基限制：互补原则决定进位的核苷三磷酸和被添加在3?-端的核苷酸种类。 进位后聚合酶作用下形成3?-磷酸酯键，单核苷酸被添加上。 RNA聚合酶活性中心 用于指导RNA合成 的链叫模板链，也 称为负链或无意义链。 互补于模板链的DNA链 叫非模板链，也叫正链 或有意义链。 5GACAACTTGAGAACCG 3非模板链（编码链） 3CTGTTGAACTCTTGGC5 模板链 5AACUUGAGAA 3←RNA 二、模板链与非模板链 DNA RNA聚合酶全酶： 结合启动子区 结合核苷酸 结合膜板DNA 负责转录起始 核心酶 核心酶 核心酶 σ因子 4.0 ×104 1.55 ×105 1.6 ×105 8.5 ×104 rpoA rpoB rpoC rpoD 　 α 　 β 　 β′ 　 σ 功 能 组分 相对分子量 基因 亚基 每个分子含5个亚基： α2β β′-核心酶 σ-起始因子 β β′ ? ? σ 三、E.coli RNA聚合酶的组成与功能特征 四、转录的基本过程 起始 RNA聚合酶从起始位点开始转录，合成pppNpN后，σ因子解离。延伸由核心酶完成。 ? 核心酶 延伸 核心酶沿DNA模板链从3→5移动在反应中心于RNA 3逐个添加核苷酸。 终止 核心酶遇到终止子后，RNA自动脱离核心酶或在ρ因子帮助下脱离核心酶，终止合成。 第二节 RNA合成的起始 RNA合成从起始位点开始，其上游存在σ因子识别结合位点，起始位点与上游的σ因子识别结合位点构成启动子。 DNA模板链对RNA合成起指导作用的第一个碱基计为+1区；也叫起始