《遗传信息的传递》PPT课件

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1、第三节RNA的生物合成一、转录的酶学基础转录：是在DNA指导的RNA聚合酶的催化下，按照碱基配对的原则，以四种NTP为原料合成一条与模板DNA互补的RNA的过程。RNA的转录从DNA模板的特定位点开始，并在一定的位点终止。1.模板结构基因：DNA分子中能转录出RNA的区段。结构基因的双链中，仅有一股链作为模板转录成RNA，称为模板链，也称作无义链、Watson（W）链、负（-）链或反意义链。与模板链相对应的互补链，编码区的碱基序列与mRNA的密码序列相同（仅T、U互换），称为编码链，也称为有义链、Crick（C）链、正

2、（+）链，或有意义链。启动子（promoter)终止子(terminator)模板链（templattestrand）反意义链(antisensestrand)有意义链(sensestrand)编码链非信息区DNA5´5´3´3´RNA聚合酶（RNApol），也称为转录酶、DNA指导的RNA聚合酶，能直接催化2个游离的NTP形成磷酸二酯键而引发转录的起始，不需要引物。1）原核生物的RNA聚合酶一种，能催化mRNA、tRNA和rRNA等的合成。2.原料：4种核苷三磷酸（NTP,包括ATP、GTP、CTP和UTP）3.RN

3、A聚合酶全酶由5种亚基（α2ββ’σ）及2个Zn原子组成。σ因子与其它部分的结合不是十分紧密，它易与α2β’β分离。没有σ亚基的酶称为核心酶——只催化链的延长，对起始无作用。五种亚基的功能分别为：α亚基：为二聚体，装配核心酶及识别启动子。β亚基：含催化部位，起催化作用，催化形成磷酸二酯键。β’亚基：与DNA模板结合功能。σ亚基：识别起始位点。大肠杆菌的RNA聚合酶大肠杆菌RNA聚合酶的结构示意图核心酶(α2ββ)起始因子α——装配核心酶及识别启动子β——催化聚合反应β——和模板DNA结合全酶(αββ

4、)有关RNA聚合酶的几个知识点：只有全酶才能在正确位置起始转录。核心酶能在DNA模板上合成RNA，但不能在正确位置起始转录。σ因子仅能保证细菌RNA聚合酶稳定地结合到启动子上，它通常在RNA链合成8~9个碱基后释放。2）真核生物的RNA聚合酶细胞核内，有三种：区别在于对α-鹅膏蕈碱的敏感性不同。此外，线粒体、叶绿体中也含有RNA聚合酶，其特性类似原核细胞中的RNA聚合酶，它们都是经过核基因编码、在细胞质中合成后再输送过去的。酶位置主要转录产物相对活性对α-鹅膏蕈敏感性RNA聚合酶I核仁18S、5.8S、28SrRNA5

5、0%~70%不敏感RNA聚合酶II核质mRNA前体、snRNA20%~40%敏感RNA聚合酶III核质tRNA、5SrRNA和其他snRNA约10%介于聚合酶I和II之间RNApolⅡ：分子量约为500KDa,由10~12个亚基组成，有两个最大亚基，功能相当于细菌RNA聚合酶的β亚基和β’亚基。大亚基（功能相当于细菌的β’亚基）：有C末端结构域(carboxyterminaldomainCTD)•CTD中含一保守氨基酸序列的多个重复Tyr－Ser－Pro－Thr－Ser－Pro－SerC端七肽重复序列•不同生物中重复次

6、数不一样。•CTD中的Ser和Thr可被高度磷酸化磷酸化的RNApolⅡ被称为ⅡA非磷酸化的RNApolⅡ称为ⅡB•CTD参与转录→ⅡB→ⅡA→使RNApol易于离开，启动子进入延伸过程。二、原核生物转录机制1.启动子(promoter)：指RNA聚合酶特异识别的DNA序列，位于结构基因上游，长度从100bp到200bp不等，本身不被转录。转录单位：在启动子与终止子之间的基因序列。起始点：指转录起始部位，即开始转录的第一个核苷酸，定为O点（以+1表示），由此向右称为下游，其核苷酸依次编为“正”号；起始点左侧称为上游，其

7、核苷酸顺序向左依次编为“负”号，如紧接起始点左侧的核苷酸为-1。转录的第1个核苷酸常为嘌呤---G或A。原核生物启动子，包括：识别部位（-35区）：又称Sextama框，在-35处,高度保守,一致序列为5’-TTGACA-3’,是RNA聚合酶的σ因子对模板初始识别的部位。结合部位（-10区）：又称Pribnow框,高度保守,一致序列为5’-TATAAT-3’,位于起始点上游-10处。因Tm低,DNA易解开双链，是RNA聚合酶与DNA结合、起始复合物由关闭状态转变为启动状态的特定序列。CAP结合位点：在启动子上游，可能存

8、在此位点。CAP（分解代谢物基因激活蛋白）是原核生物基因表达的一种正调节蛋白。RNApolymeraeseRNA聚合酶（RNApolymerase);启动子(Promoter);转录起始点(startpoint);终止子(Terminator);上游(Upstream);下游（Downstream);近端(proximal);远端