[理学]生物化学第36章.ppt

第36章 RNA的生物合成和加工 遗传信息的流向 转录和转录后的加工 DNA意义链、模板链和RNA、蛋白质的关系 转录的方向与模板链 一、DNA指导下RNA的合成 转录单位 转录受到严格的调控 核酸合成酶类 （一）DNA指导的RNA聚合酶 大肠杆菌RNA聚合酶 大肠杆菌RNA聚合酶各亚基的性质和功能 σ因子的功能 RNA聚合酶与启动子的结合 大肠杆菌RNA聚合酶与DNA的相互作用 真核生物RNA聚合酶 真核生物RNA聚合酶的种类和性质 真核生物细胞器RNA聚合酶 （二）启动子和转录因子 足迹法测定DNA上蛋白质的结合位点 RNA聚合酶与DNA的结合 大肠杆菌RNA聚合酶在转录的起始阶段缩短覆盖DNA的长度 原核生物启动子 大肠杆菌启动子共有序列的功能 大肠杆菌不同σ因子识别具有不同共有序列的启动子 真核生物启动子 真核生物类别Ⅰ启动子的转录因子 真核生物的类别Ⅱ启动子 基本启动子 几种真核基因的基本启动子 RNA聚合酶Ⅱ和转录因子在启动子上的装配 转录起始复合物的装配 起始子 上游元件和应答元件 真核生物类别Ⅲ启动子 类别Ⅲ启动子的结构特点 （三）终止子和终止因子 原核生物终止子的结构特点 原核生物的两类终止子 不依赖ρ因子的转录终止机制 依赖ρ因子的转录终止机制 抗终止作用 真核生物基因的转录终止 真核生物基因的转录终止 （五）RNA生物合成的抑制剂 嘌呤和嘧啶类似物 （五）RNA生物合成的抑制剂 碱基的烷化剂 放线菌素D 嵌入染料 （五）RNA生物合成的抑制剂 二、RNA的转录后加工 （一）原核生物中RNA的加工 原核生物tRNA的转录后加工 原核生物tRNA的转录后加工 tRNA3’末端CCA的产生 原核生物mRNA前体的加工 原核生物中的边转录边翻译 （二）真核生物中RNA的一般加工 真核生物rRNA前体的加工 真核生物rRNA的修饰 snoRNA指导rRNA位点特异的修饰 真核生物tRNA前体的加工 真核生物mRNA前体的加工 5’端加帽( m7Gppp ) mRNA 5’端的帽子结构 3’端加多聚腺苷酸尾 （三）RNA的拼接、编辑和再编码 典型的真核生物基因结构 各种RNA前体的剪接 各种剪接类型的分布 反式剪接 反式剪接示意图 选择性剪接 选择性剪接示意图 RNA编辑 RNA编辑的发现 锥虫coⅡ基因与其表达产物的序列比较 RNA编辑的生物学意义 RNA的降解 三、在RNA指导下RNA和DNA的合成 （一）RNA的复制 噬菌体QβRNA的复制 噬菌体QβRNA的复制 病毒RNA复制的主要方式 ssRNA的极性 RNA的逆转录 mRNA的前体称为核内不均一RNA（heterogeneous nuclear RNA，hnRNA），因为一个细胞中有许多种不同的mRNA，也就有许多种不同的前体。hnRNA在加工成熟的过程中有5’端加帽、3’端加尾、去除内含子等过程。 大约转录出30个核苷酸时，在鸟苷转移酶催化下，GTP与新生RNA链的5’端的三磷酸发生缩合反应，在RNA的5’端加上G残基的帽子，在帽子上再进行甲基化，通常甲基化的位点是碱基上的7位，核糖的2’位也可以甲基化。帽子结构将在其后的翻译中发挥重要作用；另一个作用可能是保护新生的RNA，避免其在合成过程中被降解。 存在于所有 类型帽子中 在Ⅰ类型帽子中， 此位点也可被甲基化 G通过5’－5’键加入 存在于Ⅰ类型帽子中 存在于Ⅱ类型帽子中 初级转录物 真核生物mRNA的3’端通常都有20～200个腺苷酸，但也有例外，如组蛋白、呼肠孤病毒和不少植物病毒的mRNA没有多聚腺苷酸尾。加尾过程是在细胞核内完成的，通过多聚腺苷酸聚合酶催化反应完成。 poly A尾的存在可以提高mRNA的稳定性。 大多数真核基因都是断裂基因，但也有少数编码蛋白质的基以及一些tRNA和rRNA基因是连续的。断裂基因的转录产物须通过拼接，去除插入部分（intron，内含子）使保留部分（exon，外显子）成为连续序列。 类型Ⅰ 类型Ⅱ 核mRNA的 核tRNA的 自我剪接 自我剪接 剪接体剪接 酶促剪接 类型Ⅰ自我剪接的内含子分布很广，存在于真核生物的线粒体和叶绿体基因、低等真核生物核的rRNA基因、细菌和噬菌体的个别基因中。 类型Ⅱ内含子也具有自我催化功能，它与类型Ⅰ内含子自我剪接的差别在于转酯反应无需游离鸟苷酸（或鸟苷）发动。类型Ⅱ内含子只见于某些真菌线粒体和植物叶绿体基因。 有些Ⅰ和Ⅱ型内含子中也编码有核酸内切酶、逆转录酶或成熟酶等。 反式剪接是分子间剪接，从两个不同的转录本中各取一段连接起来。 存在于锥虫的从多mRNA,其