基因工程PPT课件 第三章 生物信息的传递(上)-从DNA到RNA.ppt

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1、第三章生物信息的传递（上）——从DNA到RNA本章将介绍生物信息的传递的上半部分，即转录——从DNA到RNA。2021/7/271第三章生物信息的传递（上）基因作为唯一能够自主复制、永久存在的单位，其生理学功能以蛋白质形式得到表达。DNA序列是遗传信息的贮存者，它通过自主复制得到永存，并通过转录生成mRNA，翻译生成蛋白质的过程控制所有生命现象。2021/7/272第三章生物信息的传递（上）转录（transcription）——生物体以DNA为模板合成RNA的过程。转录后得到的RNA要经过加工才能变成

2、成熟的mRNA转录产物还可以变为rRNA和tRNA。参与转录的物质：底物:4种NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)模板:DNA酶:RNA聚合酶其他蛋白质因子2021/7/273第三章生物信息的传递（上）第一节转录的基本过程第二节转录机器的组成第三节启动子与转录起始第四节原核与真核生物mRNA的特征比较第五节终止与抗终止第六节mRNA的加工2021/7/274第一节转录的基本过程无论在原核还是真核细胞中，RNA链的合成都具有以下几个特点：RNA按5’→3’方向合成以DNA双链中的反义链为模板不需要引

3、物参与合成的RNA有与DNA编码链相同的序列（A-U）转录的基本过程包括：模板的识别，转录起始，转录延伸，转录终止2021/7/275第一节转录的基本过程1.模板的识别模板的识别阶段主要指RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程。启动子是基因转录起始所必需的一段DNA序列，是基因表达调控的上游顺式作用元件之一。真核细胞中的模板识别与原核细胞有所不同，需要一些转录调控因子（辅助蛋白），RNA聚合酶才能识别启动子并形成转录前起始复合物（PIC）。2021/7/2762.转录起始RNA聚合酶

4、结合到启动子上以后，使启动子附近的DNA解旋并解链，形成转录泡以促使核糖核苷酸与模板DNA配对。转录起始即是RNA链上第一个核苷酸链的产生。无需引物。起始后直到形成9个核苷酸的过程是通过启动子阶段，此时RNA聚合酶一直在启动子处，之后进入正常延伸。2021/7/2773.转录延伸转录延伸即是RNA聚合酶释放σ因子离开启动子后，核心酶沿着模板DNA移动并使新生RNA链不断伸长的过程。4.转录终止当RNA链延伸到终止位点时，RNA将停止合成，转录泡瓦解，DNA链复原，新生RNA链和RNA聚合酶将被释放下来

5、。这即是转录终止。2021/7/278第二节转录机器的组成转录机器即是转录复合物，其最核心成分是RNA聚合酶。2021/7/279第二节转录机器的组成1.RNA聚合酶RNA聚合酶是转录过程中最关键的酶。原核和真核生物的RNA聚合酶虽然都能催化RNA的合成，但在其分子组成、种类和生物化学特性上各有特色。2021/7/2710第二节转录机器的组成1.RNA聚合酶原核生物RNA聚合酶在细菌中，一种RNA聚合酶几乎负责所有mRNA、rRNA和tRNA的合成。大肠杆菌RNA聚合酶：2个α亚基1个β亚基1个β’亚

6、基1个σ亚基核心酶全酶2021/7/2711原核生物RNA聚合酶转录的其实过程需要全酶，延伸过程仅需要核心酶。各亚基的功能：β亚基和β’亚基组成了聚合酶的催化中心，它们在序列上与真核生物RNA聚合酶的两个大亚基同源。β亚基能与模板DNA、新生RNA链及核苷酸底物相结合。α亚基可能与核心酶的组装及启动子的识别有关，并参与RNA聚合酶和部分调节因子的相互作用。2021/7/2713各亚基的功能：σ因子的作用是负责模板链的选择与转录的起始，它是酶的别构效应物，使酶专一性识别启动子。提高酶对启动子的亲和力，酶

7、底结合常数提高103倍降低酶对非专一性位点的亲和力，非特异性结合常数降低104倍某些细菌内含有能识别不同启动子的σ因子。2021/7/2714第二节转录机器的组成1.RNA聚合酶真核生物RNA聚合酶在真核生物中共有3类RNA聚合酶。真核生物RNA聚合酶一般由8-16个亚基所组成，相对分子质量超过5×105。酶位置转录产物相对活性对α-鹅膏蕈的敏感性RNA聚合酶Ⅰ核仁28s,18s,5.8srRNAs50～70%不敏感RNA聚合酶Ⅱ核质hnRNA,mRNA,某些SnRNAs20～40%高度敏感RNA聚合

8、酶Ⅲ核质tRNA,5SrRNA,某些SnRNAs～10%存在物种特异性2021/7/2715第二节转录机器的组成1.RNA聚合酶其它RNA聚合酶除了前述两种RNA聚合酶，还有：T3和T7噬菌体RNA聚合酶。仅有一条多肽链组成，相对分子质量小于1×105。线粒体RNA聚合酶。仅有一条多肽链组成，相对分子质量小于7×104，与T7噬菌体RNA聚合酶有同源性。叶绿体RNA聚合酶。结构比较大，与细菌RNA聚合酶相似，由多个亚基组成。2021/7/2716第二节转