RNA的生物合成轉(zhuǎn)錄后加工和調(diào)節(jié)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1RNA的生物合成轉(zhuǎn)錄后加工和調(diào)節(jié)的生物合成轉(zhuǎn)錄后加工和調(diào)節(jié)暨南大學(xué)藥學(xué)院2第1頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院3第2頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院4段。第3頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院5相同相同差異差異轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄復(fù)制復(fù)制模版模版DNA一條鏈一條鏈2條條原料原料核苷三磷酸核苷三磷酸NTPdNTP堿基配對堿基配對遵從堿基配對遵從堿基配對A-U,G-C,T-A聚合酶聚合酶依賴依賴DNA的酶的酶RNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶產(chǎn)物產(chǎn)物多核苷酸鏈多核苷酸鏈RNA雙鏈雙鏈DNA特點(diǎn)特點(diǎn)不對稱轉(zhuǎn)錄不對稱轉(zhuǎn)錄半保留半不半保留半不連續(xù)連續(xù)第4頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院6第5頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院7第二節(jié) RN

2、A聚合酶第6頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院8RNA的酶促合成第7頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院9第8頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院10第9頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院11RNA polymerase in prok. Core EnzymeHolo Enzyme for elongationfor initiation依靠靜電作用力依靠靜電作用力依靠空間結(jié)構(gòu)依靠空間結(jié)構(gòu)非專一性與非專一性與DNA 結(jié)合結(jié)合專一性與專一性與 DNA結(jié)合結(jié)合結(jié)合常數(shù)；結(jié)合常數(shù)；1011/mol結(jié)合常數(shù)；結(jié)合常數(shù)；1014/mol半衰期；半衰期；60衰期；數(shù)小時(shí)衰期；數(shù)小時(shí)cover60bp 第10頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院12基

3、因 產(chǎn)物 功能 RNA Pol 的結(jié)構(gòu)和功能rpoA 2 亞基(每個(gè)40kD)酶的連接，裝配啟動(dòng)子的識(shí)別結(jié)合某些活化因子rpoB 亞基(160kD)rpoC 亞基(160kD)rpoD 亞基(3290kD)和底物結(jié)合催化核心和模板結(jié)合和啟動(dòng)子結(jié)合識(shí)別模板鏈第11頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院13原核生物原核生物RNApol (Core) 的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能Enzyme MovementDNA coding strand ( )Rewinding point ()Unwinding point ()RNA binding site RNA/DNA hybrid ()DNA template s

4、trand Holo Enzyme 使使 DNA 形成形成10-17bp的解鏈區(qū)的解鏈區(qū) 第12頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院14第13頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院15第14頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院16第三節(jié) 與轉(zhuǎn)錄有關(guān)的DNA結(jié)構(gòu)第15頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院17第16頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院18大腸桿菌啟動(dòng)子的保守序列第17頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院19第18頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院20第19頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院21真核RNA聚合酶II啟動(dòng)子和增強(qiáng)子通過蛋白質(zhì)的介導(dǎo)互相結(jié)合，形成環(huán)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄第20頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院22真核啟動(dòng)子含有的各種元件和分布第21頁/共73頁暨南大學(xué)

5、藥學(xué)院23第22頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院24真核RNA啟動(dòng)子的基因內(nèi)啟動(dòng)子和基因外啟動(dòng)子第23頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院25第24頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院26第四節(jié) 轉(zhuǎn)錄過程第25頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院27第26頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院28第27頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院29轉(zhuǎn)錄的起始第28頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院30轉(zhuǎn)錄起始RNA聚合酶I催化的RNA聚合酶II催化的RNA聚合酶III催化的第29頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院31第30頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院32第31頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院33 Pre-rRNA Allows RNApol binding complex to

6、initiate RNApol 第32頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院34第33頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院35RNA Pol 的轉(zhuǎn)錄起始第34頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院36RNA Pol 的轉(zhuǎn)錄起始第35頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院37TATA +1 Wilds minor groove TFII A TBP of D pre-TIC TFII F RNApol IITFII B Basic TIC conclusion第36頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院38mRNA Promoter clearance Transcription startingEHJE H B D AJ第37頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)

7、院39第38頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院40TFIII C +1 A box B box tDNA TFIIIB TBPBRFB第39頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院41TFIIIB allows RNApol III to bindand initiate transcription tRNA RNApolIII +1第40頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院42 RNApolIIITFIIIC TFIIIA +1 A box C box TFIIIB rRNA 5s pre-rRNA transcription第41頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院43聚合酶如何向轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)下游移動(dòng)？轉(zhuǎn)錄區(qū)的模板如何形成局部單鏈區(qū)

8、？第42頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院44第43頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院45轉(zhuǎn)錄的延伸延伸時(shí)RNA 聚合酶以穩(wěn)定收縮和突然伸展的方式在DNA上“爬行”，穩(wěn)定的收縮是指RNA聚合酶從35bp長連續(xù)地收縮到28bp，然后前端又突然向前伸展8bp,RNA聚合酶又恢復(fù)到35 bp長。 第44頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院46第45頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院47第46頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院48第47頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院49強(qiáng)終止子的結(jié)構(gòu)強(qiáng)終止子的結(jié)構(gòu)有三個(gè)特點(diǎn)：有回文有回文結(jié)構(gòu)存在結(jié)構(gòu)存在。由它轉(zhuǎn)錄出mRNA可形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)，可阻止RNA 聚合酶的前進(jìn)；，由于它和模板形成的連續(xù)U-A配對較易打開，從而

9、便于釋放出RNA。第48頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院50弱終止子的結(jié)構(gòu)它也可形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)，但在莖中的含量莖中的含量少少，莖環(huán)易打開。在，因此RNA 聚合酶合成此段RNA后，由于莖環(huán)的存在可使聚合酶暫停一下，若此時(shí)追上來和聚合酶結(jié)合，那么轉(zhuǎn)錄即可終止，若無因子聚合酶還可越過終止進(jìn)行“通讀”。第49頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院51RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄mRNA因子附著到mRNA識(shí)別位點(diǎn)因子在RNA聚合酶后面沿mRNA移動(dòng)RNA聚合酶在終止位點(diǎn)停留，因子趕上了聚合酶在轉(zhuǎn)錄泡中因 子 解 開DNA-RNA雜合鏈終止RNA聚合酶，因子和RNA被釋放在原核mRNA轉(zhuǎn)錄中依賴性終止機(jī)制第50頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院

10、52依賴性終止子，其共同特點(diǎn)是C豐富，G缺乏第51頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院53RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄出mRNA后核糖體結(jié)合到mRNA上核糖體在突變位點(diǎn)解離因子追上了RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄提前終止無義突變時(shí)因子可能使轉(zhuǎn)錄提前終止第52頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院54原核轉(zhuǎn)錄的過程第53頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院55第54頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院56爪蟾rDNA的轉(zhuǎn)錄終止位點(diǎn)真核生物的RNA大部分都要經(jīng)過加工，包括剪切和加上poly(A)，因此對于其終止的情況因此對于其終止的情況了解很少，只有少數(shù)的例子搞得比較清楚了解很少，只有少數(shù)的例子搞得比較清楚。前體RNA轉(zhuǎn)錄的終止是隨著組織的變化而變化。例如在爪蟾中

11、有兩個(gè)重要的轉(zhuǎn)錄終止位點(diǎn)：T2和T3。T2是28SrRNA序列3末端下游約235bp序列。T3是排列在下一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位的上游約200bp處。T2和T3都含有7個(gè)堿基的保守序列：5-GACTTGC-3。T2是前體rRNA轉(zhuǎn)錄的初始終止位點(diǎn)。T3是作為是作為“失敗失敗-保險(xiǎn)保險(xiǎn)”的的終止位點(diǎn)終止位點(diǎn)，由于rDNA轉(zhuǎn)錄單位是串聯(lián)排列的，所以“失敗-保險(xiǎn)”終止系統(tǒng)讓RNA Pol分子可能在一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位上起始和轉(zhuǎn)錄。 第55頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院57第五節(jié) RNA轉(zhuǎn)錄后加工第56頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院58第57頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院59第58頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院60前體rRNA的切割在特

12、殊序列位點(diǎn)，可能是由核仁小RNA(snoRNA)催化。，在切割加工后，甲基化仍保留，甲基化的位點(diǎn)在脊椎動(dòng)物中是高度保守的。進(jìn)入核仁與28s，5.8s rRNA及蛋白質(zhì)一起組成核糖體的大亞基，以大亞基的形式通過核孔進(jìn)入胞漿。 第59頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院61第60頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院62第61頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院63 P348 經(jīng)鳥苷酰轉(zhuǎn)移酶催化與另一個(gè)經(jīng)鳥苷酰轉(zhuǎn)移酶催化與另一個(gè)GTP作用作用 在鳥嘌呤在鳥嘌呤7甲基轉(zhuǎn)移酶作用下，以甲基轉(zhuǎn)移酶作用下，以S-腺苷蛋氨酸為甲基來源腺苷蛋氨酸為甲基來源 再經(jīng)再經(jīng)2甲基轉(zhuǎn)移酶催化甲基轉(zhuǎn)移酶催化 5帽子的類型帽子的類型第62頁/共73頁暨南大學(xué)藥學(xué)院64 除組蛋白的mRNA外，真核生物所有的mRNA都有3polyA尾。polyA，。第63