生物信息的传递上--转录

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1、第三章生物信息的传递（上）——从DNA到RNA●基本概念●转录起始：RNA聚合酶、启动子●转录的基本过程●转录后加工●原核生物与真核生物mRNA的特征比较●RNA合成与DNA合成异同点ContentsRNA的分类DNA是遗传信息的载体，遗传信息的作用通常由蛋白质的功能来实现，但DNA并非蛋白质合成的直接模板，合成蛋白质的模板是RNA。正常细胞遗传信息的流向是：RNA包括hnRNA（不均一核RNA，heterogeneousnuclearRNA)、mRNA、rRNA、tRNA、snRNA（小核RNA,smallnuclearRNA）和scRN

2、A（小胞浆RNA，smallcytosolRNA)，它们均与遗传信息的表达有关。mRNA是遗传信息的携带者，其核苷酸序列决定着合成蛋白质的氨基酸序列；hnRNA是mRNA的前体，含有转录的、但不出现于成熟mRNA中的核苷酸片段(内含子)；tRNA识别密码子，将正确的氨基酸转运至蛋白质合成位点；rRNA是蛋白质合成机器——核蛋白体的组成成分；snRNA在hnRNA向mRNA转变过程的剪接中起十分重要的作用。一、基本概念生物体以DNA为模板合成RNA的过程。●基因表达的第一步●以D.S.DNA中的一条单链作为转录的模板●在依赖DNA的RNA聚合

3、酶的作用下●按AU，CG配对的原则，合成RNA分子.●模板单链DNA的极性方向为3’→5’,而非模板单链DNA的极性方向与RNA链相同，均为5’→3’.转录(transcription)：●启动子（转录促进子）：RNA聚合酶结合于DNA特异的转录起始区。启动子通常靠近转录起点。●转录单位（transcriptionunit）：转录子一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列。●转录原点记为+1，其上游记为负值，下游记为正值+1-10+10upstreamstartpointdownstream参与转录的物质原料:NTP(ATP,UTP,GTP

4、,CTP)模板:DNA酶:RNA聚合酶其他蛋白质因子RNA合成方向：5'3'转录的不对称性：在RNA的合成中，DNA的二条链中仅有一条链可作为转录的模板，称为转录的不对称性。编码链与模板链与mRNA序列相同的那条DNA链称为编码链（有意义链或正链）；将另一条根据碱基互补原则指导mRNA合成的DNA链称为模板链(反义链或负链）。结构基因：DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因。转录RNADNA●基本概念●转录起始：RNA聚合酶、启动子●转录的基本过程●转录后加工●原核生物与真核生物mRNA的特征比较●RNA合成与DNA合成异同点Cont

5、ents二、参与转录起始的关键酶与元件（一）RNA聚合酶●原核生物RNA聚合酶（大肠杆菌为例）全酶（holoenzyme）=核心酶（coreenzyme）+σ（西格马）因子大肠杆菌RNA聚合酶由5个亚基所组成即α2ββ'σ。全酶：大肠杆菌RNA聚合酶整个酶分子α2ββ'σ核心酶：σ亚基解离后的其余部分α2ββ'大肠杆菌RNA聚合酶的组成分析亚基（因子）基因相对分子量亚基数组分功能αrpoA365002核心酶核心酶组装，参与全酶和启动子的牢固结合βrpoB1510001核心酶β催化磷酸二酯键的形成，和β'共同形成RNA合成的活性中心β'rpo

6、C1550001核心酶碱性很强σ西格马rpoD700001σ因子存在多种σ因子，用于识别不同的启动子ω欧米伽？110001核心酶功能不祥NusANusA蛋白1NusA因子重要α因子：★促使RNApol与DNA模板链结合★位于前端的α因子使双链解链为单链★位于尾端的α因子使单链新聚合为双链★核心酶的组建因子α+α→2α+β→+β’β因子：★促进RNApol+NTP→RNAelongation★催化磷酸脂键的形成★与Rho(ρ)因子竞争RNA3’-end★构成HoloEnzyme后，β因子含有两个位点Isite(RifS):Esite(RifR

7、):专一性地结合ATPorGTP要求高浓度的ATPorGTP对NTP非专一性结合β’因子：★强碱性亚基★促使RNApolymerase与非模板链（sensestrand）结合★受蛋白酶K抑制σ因子：★重复使用(Re-usable)★使Holo-enzyme识别SextamaBox,与模板链结合★修饰RNApol构型：降低全酶与DNA的非专一性结合力增强全酶与R,Bsite的专一性结合力NusA蛋白：一个RNA聚合酶附属因子。★69Kd,acidprotein★和σ因子一样可以和RNA聚合酶的核心酶结合，但不是很牢固。所以在纯化时，σ因子就取

8、代NusA蛋白。NusA+coreE★ImpelRNApol.使聚合酶在终止位点停下来等待ρ因子（Rhofactor）来终止RNA转录。RNA聚合酶与DNA聚合酶的区别RNA聚合