分子生物学 RNA的生物合成.docx

RNA的合成 作者：Violax 概念 转录（transcription）:生物体以DNA为模板合成RNA的过程 结构基因： 模板链（template strand）：DNA双链中能按碱基配对原则指引转录生成RNA的单股链 编码链（coding strand）：与模板链相对的另一股无转录功能的链 启动子（promoter）：RNA聚合酶结合模板DNA的部位，决定转录起始点的关键部位 操纵子（operon）：每一转录区段/转录单位，包括若干个结构基因及其上游的调控序列 转录泡：原核生物转录过程中形成，由RNA聚合酶核心酶、DNA、RNA组成 顺式作用元件：转录起始点上游的DNA序列，包括启动子、启动子、增强子等 反式作用因子（trans-acting factors）：能直接、间接辨别和结合转录上游区段DNA或增强子的蛋白质，其中能直接或间接结合RNA聚合酶的是通用/基本转录因子 断裂基因：真核生物的基因的外显子被内含子分隔开来，像断裂一样 外显子，内含子 mRNA剪接:去除初级转录物上的内含子，把外显子连接为成熟RNA的过程 mRNA编辑：有些基因的蛋白质产物的氨基酸序列与基因的初级转录物序列并不完全对应，mRNA上的一些序列在转录后发生改变 参与转录的物质 原料——NTP 模板——DNA 酶——RNA聚合酶 其他蛋白质因子及Mn2+、Mg2+ 合成方向：5’→3’ RNA聚合酶组成——核心酶（α、β、β’、ω亚基）+ σ亚基 = 全酶 α：决定哪些基因被转录 β：催化 β’：结合DNA模板 ω：β’折叠和稳定性，σ募集 σ：辨认起始点 RNA聚合酶保护法研究转录起始区 RNA聚合酶先结合到DNA上，DNA被结合的区段不会被核酸酶消化而保留下来 原核生物转录、翻译、终止过程 RNA聚合酶全酶依赖σ亚基识别起始点，松弛结合于DNA的-35区（RNA聚合酶辨认位点），启动子部位双链未打开。此时为闭合转录复合体 RNA聚合酶全酶向-10区移动，并紧密结合，解开约17个碱基对的双螺旋。此时为开放转录复合体 （3）RNA合成开始： 生成转录起始复合物【RNApol(α2ββ’σω)-DNA-pppGpN-3’OH】（第一个三磷酸核苷酸通常为GTP/ATP） 形成第一个磷酸二酯键后，σ亚基脱落，重新参与其他的转录 （4）RNA聚合酶核心酶独立延长DNA链 σ脱落后，核心酶变构，与模板结合松弛，继续向前移动聚合NTP延长RNA链 （5）DNA转录延长与蛋白质翻译同时进行 同一DNA上同时进行多个转录，同时结合多个核糖体进行翻译 （6）转录终止依赖/非依赖ρ因子 ρ因子——六聚体，能结合RNA（对poly C结合力最强），有解螺旋酶活性 依赖ρ因子：ρ因子与产物RNA结合，二者发生构象变化使RNA聚合酶停顿；ρ因子的解螺旋酶活性分离DNA与RNA，释放RNA产物 非依赖ρ因子：DNA近转录终止处有特殊碱基序列可转录出特殊结构终止转录 1）茎环结构使RNA聚合酶变构转录停顿 2）局部RNA-DNA的碱基配对不稳定3）RNA上有多聚U，促使RNA脱离DNA 真核生物转录过程 三种RNA聚合酶都有羧基末端结构域（CTD），即Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser的重复序列，即含有3’-OH末端 种类 I II III 转录产物 rRNA前体,45S rRNA mRNA前体hnRNA,IncRNA,piRNA,miRNA tRNA,5S rRNA,snRNA 对鹅膏覃碱的反应 耐受 敏感 高浓度下敏感 细胞内定位 核仁 核内 核内 顺式作用元件 启动子核心序列——TATA盒（Hogness box） 启动子上游元件——多在转录起始点的-200~-40bp区，有CAAT盒，GC盒 远端调控序列——增强子、沉默子 转录因子(TF) TF种类 结合部位 组分 功能 通用转录因子 TBP结合TATA盒 TBP, TF II A\B\E\G\F\H 转录定位和起始 辅激活因子 TAF和中介子 中介聚合酶和TF 上游因子 启动子上游元件 协助通用转录因子 可诱导因子 增强子等元件 时空特异性调控转录 真核生物依靠转录因子识别并结合起始序列，形成起始复合体，RNA聚合酶本身不能直接识别结合模板区 形成起始复合体的步骤—— TF II D中的TBP识别启动子TATA盒，在TAFs协助下结合到启动子区。 TF II B与TF II D的TBP结合，TF II B与TATA上游邻近的DNA结合，TF II B募集RNA pol TF II A稳定和加强TF II D-TBP TF II D-TBP与RNA聚合酶II-TF II F结合，减少RNA聚合酶与非特异性部位结合，协助RNA聚合酶结合启动子 TF II E、TF II H加入