RNA的生物合成转录(I)

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1、第八章RNA的生物合成(转录)许昌卫生学校本章内容第一节转录的酶和模板第二节转录过程第三节真核生物的转录后修饰转录生物体以DNA为模板合成RNA的过程。转录RNADNA复制和转录的区别参与转录的物质原料:NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)模板:DNA酶:RNA聚合酶(RNApolymerase,RNA-pol)其他蛋白质因子第一节模板和酶转录:以DNA为模板，在依赖于DNA的RNA多聚酶催化下合成与模板互补的mRNA链的过程。转录是基因实现表达的第一步。一、转录模板转录的不对称性就是指以双链DNA中的一条链作为模板进行转录，从而将遗传信息由DNA传递给RNA。能转录出RNA的DNA区段

2、称为结构基因。能够转录RNA的那条DNA链称为模板链，也称作有意义链。与模板链互补的另一条DNA链称为编码链，也称为反义链。5’5’3’3’5’模板链编码链5’5335模板链编码链编码链模板链结构基因转录方向转录方向5′···GCAGTACATGTC···3′3′···cgtgatgtacag···5′5′···GCAGUACAUGUC···3′N······Ala·Val·His·Val······C编码链模板链mRNA蛋白质转录翻译模板链、编码链与转录及翻译的关系转录的连续性：RNA转录合成时，以DNA作为模板，在RNA聚合酶的催化下，连续合成一段RNA链，各条RNA链之间无需再

3、进行连接。转录的单向性：RNA转录合成时，只能向一个方向进行聚合，所依赖的模板DNA链的方向为3'→5'，而RNA链的合成方向为5'→3'。二、参与转录合成的酶和蛋白因子参与RNA转录合成的物质原料：NTP（ATP,UTP,GTP,CTP）。模板：单链DNA。酶：RNA聚合酶（DDRP，RNA-pol）。其他蛋白质因子：如转录因子、终止因子等。RNA聚合酶（DDRP）这是一种不同于引物酶的依赖DNA的RNA聚合酶（DDRP）。该酶在单链DNA模板以及四种核糖核苷酸存在的条件下，不需要引物，即可从5'→3'聚合RNA。原核生物中的RNA聚合酶全酶由五个亚基构成，即2'。亚基与转录起始

4、点的识别有关，在转录合成开始后被释放；余下的部分（2'）被称为核心酶，与RNA链的聚合有关。真核细胞的RNA聚合酶有三种：分别是RNA聚合酶Ⅰ、RNA聚合酶Ⅱ和RNA聚合酶Ⅲ。RNA聚合酶Ⅰ、RNA聚合酶Ⅱ分别负责合成rRNA和mRNA，RNA聚合酶Ⅲ则催化转录生成5srRNA和tRNA。第二节转录过程RNA的转录过程大体可分为起始、延长和终止三个阶段。转录全过程均需RNA聚合酶催化，原核生物转录起始需要核心酶加上σ因子即全酶参与。延长过程是核心酶催化下的核苷酸聚合。р（Rho）因子参与转录的终止。一．起始阶段首先由RNA聚合酶的σ因子辨认DNA的启动子部位，并带动RNA聚合酶的全酶与

5、启动子结合，形成复合物，同时使DNA分子的局部构象改变，结构松驰，解开一段RNA双链（约10几个碱基对），暴露出DNA模板链。在DNA模板链转录起点碱基的引导下，第一个核糖核苷酸进入相应的位置，配对结合。转录起点的碱基多为T或C，因此第一个结合的NTP多为ATP或GTP。二．延长阶段RNA链的延长是由核心酶催化的。当第一个核糖核苷酸结合后，σ因子便从全酶中脱落下来。并与另一个核心酶结合成RNA聚合酶全酶，起始另一次转录。脱落的σ因子可以反复使用。失去σ因子的核心酶发生构象改变，与DNA模板的结合变得较为松驰，可以沿DNA模板链的下游方向（即3′→5′的方向）滑动。在核心酶的催化下，4种核糖核

6、苷酸（NTP）按照模板链碱基排列顺序的指引依次进入，按照U-A,A-T,C-G的碱基配对原则逐个地加到前一个核糖核苷酸的3′-OH上，并形成磷酸二酯键。随着核心酶不断沿模板链方向滑动，DNA双螺旋逐渐解开暴露模板链，RNA链沿5′→3′方向逐渐延长。此时，已合成的RNA链从5′-端逐渐与模板链分离，而模板链与编码链重新结合形成双螺旋(图)。三．终止阶段当核心酶滑行到DNA模板链的终止部位即停顿下来不再前进，转录产物RNA链从转录复合物上脱落下来，就是转录终止。原核生物转录终止有两种类型：一种是依赖ρ因子终止的转录，ρ因子能与转录产物RNA结合，使RNA聚合酶停顿。ρ因子还有ATP酶活性和解螺

7、旋酶活性，它能利用ATP水解释放的能量，使RNA链从模板DNA链上拆开，并从转录复合物中释放出来。另一种是不依赖ρ因子终止的转录。在DNA模板链上靠近终止处有些特殊碱基序列，即较丰富的A-T配对区或G-C配对区，是转录终止信号。当核心酶遇到终止信号后，RNA转录产物就形成特殊的发夹样结构，阻止核心酶的滑动，RNA链的延长便终止。转录终止后，核心酶也从DNA模板链上脱落下来，与ρ因子重新结合为全酶进行下一次的转