生物竞赛课件：RNA的生物合成.ppt

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1、RNA的生物合成（一）模板和酶（二）以DNA为模板合成RNA的过程（三）以RNA为模板合成RNA的过程（四）RNA的转录后加工（一）模板和酶1.转录模板2.RNA聚合酶3.酶与模板的辨认结合1.转录模板基因中双链DNA中仅有一股链被转录。把被转录的一股链称为模板链（templatestrand）或称反义链（anti-sensestrand），另一股链因与合成的RNA有相同的编码而称为编码链（codingstrand）或称有意义链（sensestrand）。生成的mRNA与模板链是互补的，与编码链完

2、全相同，只是其中以U代替了T。3’5’1.RNA聚合酶（1）原核生物的RNA聚合酶（2）真核生物的RNA聚合酶RNA聚合酶催化底物合成时形成磷酸二酯键。合成的方向是5’→3’：即RNA聚合酶是沿着模板链的3’→5’方向移动。RNA聚合酶需要的条件：（1）模板双链DNA或单链DNA均可作模板；（2）活化的底物需要4种三磷酸的核苷酸，ATP、GTP、UTP及CTP为反应底物；（3）二价金属离子主要是Mg2+和Mn2+。RNA聚合酶PPi由RNA聚合酶催化的链延长反应的机制RHOOHHHOH2C碱基HH

3、OHOOHHHOH2C碱基HHOHOOHHH2C碱基HH-OPOOORDNA板链模DNA板链模O-OOOP--POOOOPO-OHOOHHHOH2C碱基HH（1）原核生物的RNA聚合酶大肠杆菌的RNA聚合酶（450Ku）它由4种，5个亚基组成。整个酶的亚基组成是α2ββ’σ，称为全酶。没有σ亚基的RNA聚合酶称为核心酶。全酶的作用是识别起始，而核心酶的作用是延长转录及辨认转录终止。各亚基的作用α亚基决定哪些基因被转录；β亚基与转录过程有关（催化）；β’亚基结合DNA模板（开链）；σ亚基辨认起始点，

4、参与解开DNA双链，找到模板链。（2）真核生物的RNA聚合酶在真核生物中则有3种类型的RNA聚合酶。RNA聚合酶Ⅰ:定位核仁，转录18S、5.8S和28SrRNA。RNA聚合酶Ⅱ:定位核原生质，转录mRNA前体和hnRNA。RNA聚合酶Ⅲ:定位核原生质，转录tRNA和5SRNA。RNA聚合酶含有两个核苷酸结合位点起始部位结合底物ATP或GTP，所以被转录的模板DNA第一个碱基通常是TTP（胸腺嘧啶）。转录与复制不同，不需要引物，因而合成的RNA第一个核苷酸常常是5’pppA或5’pppG。延伸部位

5、结合下一个核苷酸底物。酶与模板的辨认结合转录是不连续、分区段进行的。每一转录区段可视为一个转录单位，包括若干个结构基因及其上游（upstream）的调控序列。RNA聚合酶结合到特异DNA序列上（调控序列中，称为启动子，promoter）。转录起始时，RNA聚合酶结合在被转录的DNA区段上，结合的特定部位称为启动子（promoter）。它是20至200个碱基的特定顺序。通常将DNA上被转录的第一个碱基以十1代表；第二个为十2。十1之前的碱基为–1，第二个为-2，…。启动子的位置在被转录碱基之前所以顺

6、序号均为负。习惯上也将+1以下的转录方向称“下游”，-1以上称“上游”，启动子在转录单位的上游区。启动子原核生物的启动子存在两个共同的顺序：-10顺序也称为Pribnow顺序（pribnowbox）,基本顺序：TATAATG。被看作是双螺旋打开,形成启动复合物的区域。-35顺序被认为是酶结合的起始部位。RNApoⅠ与–35区辨认结合后，酶向下游移动，到达–10区，酶已跨入了转录起始点，形成相对稳定的酶–DNA复合物，就可以开始转录。反义链（模板链）3’5’有意义链（编码链）5’3’A原核生物启动子

7、模式图存在两个共同的顺序：-25区有TATA盒，又称为Hogness盒，基本上都由A、T碱基所组成，其功能与聚合酶的定位有关，DNA双链在此解开，并决定转录的起始位点。-75区有CAAT盒，其一致的序列为GGTCAATCT，CAAT盒与转录的起始频率有关。除启动子外，真核生物基因组中还有一个称为增强子（enhancer）的序列，它能极大地促进启动子的转录活性。真核生物的启动子①能在很远距离（大于几kb）对启动子产生影响；②无论位于启动子上游或下游都能发挥作用。增强子作用的主要特点（二）以DNA为模

8、板合成RNA的过程1.原核生物的转录2.真核生物的转录（1）转录起始当RNA聚合酶的σ亚基找到其识别位点时，全酶就与启动子的-35区序列结合形成一个封闭的启动子复合物。在这一区段，酶与模板的结合很松弛，酶随即移向-10区，并跨入了转录起始点，形成开放的启动子复合物。底物ATP或GTP与RNA聚合酶起始部位结合，延伸部位结合下一个核苷酸。生成第一个磷酸酯键之后，σ因子从全酶解离下来，核心酶在DNA链上向下游滑动，进入延长阶段。1.原核生物的转录（2）转录延长转录延长的化学反应，在原核