转录及其调控 (2).ppt

转录及其调控 (2) 第一页，共25页。 遗传信息由DNA转换到RNA的过程。 蛋白质生物合成的第一步: 合成mRNA以及非编码RNA（tRNA、rRNA等） 转录(transcription) 第二页，共25页。 多核苷酸链的合成都是以5’→3’的方向. 转录特点： （1）对于一个基因组来说，转录只发生在一部分基 因，而且每个基因的转录都受到相对独立的控制 （2）转录是不对称的. (3）转录时不需要引物，而且RNA链的合成是连续的。 第三页，共25页。 一、所需因素 第一节 原核生物转录 1.转录模板 DNA模板：指导RNA合成的一股DNA链称为模板链（template strand），与之相对的另一股链为编码链（coding strand）. 第四页，共25页。 模板链,又称反义链 编码链，又称有义链 第五页，共25页。 2.RNA聚合酶（RNA polymerase） RNA聚合酶有以下特点： （1）无需引物的存在能独自起始新RNA链 的合成 （2）没有校对能力； （3）催化的底物是核糖核苷三磷酸。 第六页，共25页。 大肠杆菌只有一种RNA聚合酶，负责所有rRNA、mRNA和tRNA的合成。该酶具有全能性，基本上不需要其他蛋白因子的参与，即可独立的进行。 功能： （1）识别DNA双链上的启动子 （2）通过阅读启动子序列，确定转录方向和模板链 （3）解开DNA部分双螺旋，产生约17 bp的单链DNA模板 （4）选择正确的核糖核苷三磷酸（rNTP）底物并催化形成磷 酸二酯键，使合成的RNA链不断延伸。 （5）最后当它达到终止子时，识别转录终止信号，停止转录。 大肠杆菌RNA聚合酶 第七页，共25页。 结构： 5种亚基组成：两个α亚基、1个β亚基、1个β′ 亚基 和1个δ亚基。 转录的起始阶段： δ亚基和核心酶（ α2ββ′）组装成全酶共同起作用。δ亚基无催化活性，但它能识别启动子并将封闭的启动子复合物转换成开放状态。 一旦转录起始，δ亚基就从全酶上脱离下来。核心酶与模板DNA结合的亲和力弱，特异性差，这有利于它在模板链上移动，促进转录延伸。 第八页，共25页。 σ因子负责识别启动子的保守序列，不同的σ因子识别不同的启动子。 许多细菌能产生多种可取代的σ因子，以识别不同的启动子。 σ因子 第九页，共25页。 一些抗生素，如利链菌素，可以抑制原核生物的RNA聚合酶，使得原核生物的基因无法转录成mRNA，从而达到杀死细菌等原核生物的效果。 第十页，共25页。 1.转录起始 全酶与模板的DNA接触，生成非专一的，不稳定的复合物在模板上移动。 2.起始识别：全酶与-35序列结合，产生封闭的酶-启动子二元复合物。 3.全酶紧密地结合在-10序列处，DNA模板局部变性，形成开放的启动子二元复合物。（RNA聚合酶与启动子结合后造成约10bp的DNA解链） 4.合成短多聚核苷酸（10nt),三元复合物形成。（酶-启动子-NTP） 5. σ因子从全酶中解离下来，聚合酶转变为延长构型。酶分子与启动子特异性结合性的结合力下降，延伸阶段开始。 二、原核生物转录的起始延伸 第十一页，共25页。 第十二页，共25页。 转录延长 第十三页，共25页。 第十四页，共25页。 三、转录的终止 终止序列和释放因子 终止子：一种位于poly(A)位点下游，长度在数百碱基以内的结构。提供终止信号的序列。 原核生物终止子分为两类： 不依赖ρ因子而实现终止作用。如强终止子，病毒SV40 的终止 依赖ρ因子才能实现终止作用。 ρ因子---蛋白质辅助因子 第十五页，共25页。 不依赖ρ因子终止作用： 在转录终止点之前有一段回文序列，回文序列的两个重复部分之间由几个碱基对的不重复阶段隔开 第十六页，共25页。 依赖于ρ因子终止作用 ρ因子是55KDa蛋白，其活性形式为六聚体 1）促进转录终止活性 2）NTPase活性，需要RNA链。 第十七页，共25页。 两类终止子有共同的序列特征。在转录终止点前有一段回文序列。回文序列的两个重复部分(每个7～20bp)由几个不重复的bp节段隔开。回文序列的对称轴一般距转录终止点16～24bp。 　　两类终止子的不同点是：不依赖ρ因子的终止子的回文序列中富含GC碱基对，在回文序列的下游方向又常有6～8个AT碱基对(在模板链上为A、在mRNA上为U)；而依赖ρ因子终止子中回文序列的