第十二章RNA的生物合成-轉(zhuǎn)錄ppt課件

1、第十二章第十二章 RNARNA的生物合成的生物合成( RNA Biosynthesis Transcription )Reverse transcription中心法那么中心法那么 (Central Dogma)Replication 儲(chǔ)存遺傳信息儲(chǔ)存遺傳信息 直接模板直接模板 有功能的產(chǎn)物有功能的產(chǎn)物 復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄(transcription)(transcription)： 以以DNADNA單鏈為模板，單鏈為模板，NTPNTP為為原料，在原料，在DNADNA依賴的依賴的RNARNA聚合酶聚合酶催化下合成催化下合成RNARNA鏈的過程。鏈的過程。RNA聚合酶聚合酶第一節(jié)第

2、一節(jié) RNARNA聚合酶及聚合酶及RNARNA轉(zhuǎn)錄的普轉(zhuǎn)錄的普通特點(diǎn)通特點(diǎn)General Survey of RNA General Survey of RNA Synthesis Synthesis 模板：模板：酶：酶：原料：原料：產(chǎn)物：產(chǎn)物：配對(duì)：配對(duì)：方向：方向：引物：引物：DNA(不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄RNA聚合酶聚合酶NTPmRNA,tRNA,rRNA,小小RNAA-U,T-A,G-C5 3不需求不需求轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 錄錄 的的 條條 件件一、一、DNA指點(diǎn)的指點(diǎn)的RNA聚合酶聚合酶 (DNA directed RNA polymerase, DDRP)模板：雙鏈模板：雙鏈DNADNA中的一條鏈

3、中的一條鏈底物：四種核糖核苷三磷酸底物：四種核糖核苷三磷酸ATPATP、GTPGTP、CTPCTP和和 UTP UTP反響條件：二價(jià)金屬離子，如反響條件：二價(jià)金屬離子，如Mg2+Mg2+和和Mn2+Mn2+。RNA聚合酶聚合酶(NMP)n + NTP (NMP)n+1 + PPi真核生物的真核生物的RNA聚合酶聚合酶 表12-1 真核生物RNA聚合酶的種類和性質(zhì) 種類 I型 II型 III型 線粒體RNAMt型分子量 5.5105 6105 6105 6.46.8104 分布 核仁 核質(zhì) 核質(zhì) 線粒體 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 5.8S、18S、28S mRNA前體 tRNA前體 線粒體RNA rRNA前體

4、5S rRNA 對(duì)利福平 不敏感 不敏感 不敏感 敏感 敏感性對(duì)鵝膏蕈堿 不敏感 非常敏感 敏感 不敏感 敏感性 轉(zhuǎn)錄因子 TF I TF II TF III 復(fù)制復(fù)制以以DNADNA為模板合成為模板合成DNADNA的過程；的過程； 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄以以DNADNA為模板合成為模板合成RNARNA的過程。的過程。一樣點(diǎn)一樣點(diǎn) 都是酶促核苷酸聚合過程；都是酶促核苷酸聚合過程； 都以都以DNA為模板；為模板； 合成方向都是合成方向都是5-3； 核苷酸之間都以磷酸二酯鍵相連；核苷酸之間都以磷酸二酯鍵相連； 服從堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律；服從堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律；二、比較復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的異同二、比較復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的異同 不同點(diǎn)不

5、同點(diǎn) 復(fù)復(fù) 制制兩條鏈均復(fù)制兩條鏈均復(fù)制dNTPA-T、G-CDNA聚合酶聚合酶子代雙鏈子代雙鏈DNA需求需求RNA引物引物不需求不需求 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 錄錄模板鏈轉(zhuǎn)錄不對(duì)稱模板鏈轉(zhuǎn)錄不對(duì)稱NTPA-U、T-A、G-CRNA聚合酶聚合酶mRNA/tRNA/rRNA不需求引物不需求引物需求需求l模板模板l原料原料l堿基配堿基配對(duì)對(duì)l聚合酶聚合酶l產(chǎn)物產(chǎn)物l引物引物l加工加工 轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子transcription factors，TF 能結(jié)合到能結(jié)合到DNA的特殊序列并且與的特殊序列并且與RNA聚合酶結(jié)聚合酶結(jié)合，合， 促進(jìn)轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)因子。促進(jìn)轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)因子。 TF I： 促進(jìn)促進(jìn)RNA聚合酶聚合

6、酶I轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 TF II：促進(jìn)：促進(jìn)RNA聚合酶聚合酶IITFIIA，B，D，E，F(xiàn)，H TF III：促進(jìn)：促進(jìn)RNA聚合酶聚合酶III轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄。 反式作用因子反式作用因子不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄(asymmetric transcription):(asymmetric transcription): 在在DNADNA雙鏈分子的某一區(qū)段，一股鏈雙鏈分子的某一區(qū)段，一股鏈可轉(zhuǎn)錄，另一股鏈不轉(zhuǎn)錄，模板鏈也并非可轉(zhuǎn)錄，另一股鏈不轉(zhuǎn)錄，模板鏈也并非永遠(yuǎn)在同一單鏈上的轉(zhuǎn)錄方式。永遠(yuǎn)在同一單鏈上的轉(zhuǎn)錄方式。5335箭頭方向?yàn)檗D(zhuǎn)錄方向；深色鏈為模板鏈。箭頭方向?yàn)檗D(zhuǎn)錄方向；深色鏈為模板鏈。3-CGTCATG

7、TACAG-5模板鏈模板鏈5-GCAGTACATGTC-3編碼鏈編碼鏈 5-GCAGUACAUGUC-3mRNAN -Ala-Val-His-Val-C 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯mRNA序列與編碼鏈一樣序列與編碼鏈一樣U-T。原核細(xì)胞原核細(xì)胞 真核細(xì)胞真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄過程：起始轉(zhuǎn)錄過程：起始延伸延伸終止終止 轉(zhuǎn)錄單位轉(zhuǎn)錄單位transcription unittranscription unit： RNARNA聚合酶作用的起始點(diǎn)與終止點(diǎn)之間的聚合酶作用的起始點(diǎn)與終止點(diǎn)之間的 DNADNA序序列。列。轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)：轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)： 合成合成RNARNA鏈的鏈的DNADNA的第一個(gè)核苷酸位點(diǎn)的第一個(gè)

8、核苷酸位點(diǎn)+1+1。第二節(jié)第二節(jié) 真核生物的轉(zhuǎn)錄過程真核生物的轉(zhuǎn)錄過程真核生物與轉(zhuǎn)錄起始有關(guān)的構(gòu)造真核生物與轉(zhuǎn)錄起始有關(guān)的構(gòu)造 順式作用元件順式作用元件cis-acting element： 存在于基因的旁側(cè)序列中，能影響本身基因存在于基因的旁側(cè)序列中，能影響本身基因表達(dá)的序列。包括啟動(dòng)子、加強(qiáng)子、沉默子等。表達(dá)的序列。包括啟動(dòng)子、加強(qiáng)子、沉默子等。反式作用因子反式作用因子trans-acting factor： 能直接或間接識(shí)別并特異地與順式作用元能直接或間接識(shí)別并特異地與順式作用元件結(jié)合，參與基因表達(dá)調(diào)控的蛋白因子。件結(jié)合，參與基因表達(dá)調(diào)控的蛋白因子。BEHAFRNA聚合酶聚合酶IITAT

9、ATFIID 45bp+1+30bpDNAmRNA轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合體轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合體RNA聚合酶聚合酶II、多種、多種TFII、DNA模板組成模板組成轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合物。轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合物。一、一、 mRNA的合成的合成一起始一起始 1. 啟動(dòng)子promoter 啟動(dòng)子是DNA模板上的一段特殊序列。轉(zhuǎn)錄開場(chǎng)時(shí)，RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合于啟動(dòng)子。它包括一些保守順序，如GC盒、CAAT盒和TATA盒子。為順式作用元件。真核生物啟動(dòng)子構(gòu)造真核生物啟動(dòng)子構(gòu)造真核生物啟動(dòng)子構(gòu)造：真核生物啟動(dòng)子構(gòu)造： GC Box：位于：位于-80 -110區(qū)，有區(qū)，有GGGCGG保保守序列，結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子調(diào)理轉(zhuǎn)錄。守序列，結(jié)合轉(zhuǎn)

10、錄因子調(diào)理轉(zhuǎn)錄。 CAAT Box：位于：位于-70 -80區(qū)，有區(qū)，有GGNCAATCT保守序列，決議轉(zhuǎn)錄起始的頻率。保守序列，決議轉(zhuǎn)錄起始的頻率。 TATA Box：位于：位于-25 -30區(qū)，有區(qū)，有TATA(A/T)(A/T)A保守序列，能保證轉(zhuǎn)錄起始保守序列，能保證轉(zhuǎn)錄起始位置的準(zhǔn)確性。又稱位置的準(zhǔn)確性。又稱Hogness Box。2. 轉(zhuǎn)錄因子及轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合物轉(zhuǎn)錄因子及轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合物PIC的構(gòu)成的構(gòu)成 二二 RNA鏈的延伸鏈的延伸elongation DNA DNA雙鏈不斷的解開，雙鏈不斷的解開，RNARNA聚合酶沿著聚合酶沿著DNADNA模板向模板向3 3方向挪動(dòng)。同時(shí)，在方

11、向挪動(dòng)。同時(shí)，在RNARNA聚合酶聚合酶IIII的的作用下，與作用下，與DNADNA模板鏈序列互補(bǔ)的核苷酸逐一模板鏈序列互補(bǔ)的核苷酸逐一地進(jìn)入反響體系，不斷延伸地進(jìn)入反響體系，不斷延伸RNARNA鏈。合成的方鏈。合成的方向?yàn)橄驗(yàn)? 533。 需求多種轉(zhuǎn)錄因子協(xié)助，由需求多種轉(zhuǎn)錄因子協(xié)助，由RNARNA聚合酶聚合酶IIII催化。催化。轉(zhuǎn)錄泡轉(zhuǎn)錄泡酶覆蓋：酶覆蓋：40bp翻開翻開DNA： 17bp合成合成RNA：12bpDNA-RNA雜交體雜交體三三 RNARNA合成的終止合成的終止terminationtermination轉(zhuǎn)錄至模板某一位置，停頓構(gòu)成磷酸二酯鍵轉(zhuǎn)錄至模板某一位置，停頓構(gòu)成磷酸二

12、酯鍵RNADNA雜交鏈解開，雜交鏈解開，DNA解鏈的部分解鏈的部分重新構(gòu)成雙螺旋重新構(gòu)成雙螺旋RNA聚合酶分開聚合酶分開DNA。 轉(zhuǎn)錄終止序列：轉(zhuǎn)錄終止序列：DNA 的特殊序列與轉(zhuǎn)錄的終止有關(guān)。的特殊序列與轉(zhuǎn)錄的終止有關(guān)。 編碼鏈編碼鏈5-AAUAAA加尾加尾二、二、 rRNArRNA的合成的合成合成部位：合成部位： 核仁核仁酶：酶： RNA RNA 聚合酶聚合酶 I I轉(zhuǎn)錄單位：轉(zhuǎn)錄單位： 包括包括28S28S，5.8S5.8S及及18S rRNA18S rRNA基因?；?。 幾百個(gè)轉(zhuǎn)錄單位串聯(lián)陳列在染色體幾百個(gè)轉(zhuǎn)錄單位串聯(lián)陳列在染色體 上，中間有間隔序列隔開。上，中間有間隔序列隔開。轉(zhuǎn)錄因

13、子：轉(zhuǎn)錄因子： TF ITF I轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物：轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物： 28S28S，5.8S5.8S，18S rRNA18S rRNA核糖體核糖體RNARNArRNArRNA的轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄內(nèi)含子內(nèi)含子基因間隔基因間隔18S5.8S28S每個(gè)反復(fù)單位每個(gè)反復(fù)單位45S轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物3種種 rRNA前體前體轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄后加工18SrRNA5.8S/28S rRNA三、三、 5S rRNA5S rRNA和和tRNAtRNA的合成的合成合成部位：合成部位： 核漿核漿酶：酶： RNA RNA 聚合酶聚合酶 IIIIII轉(zhuǎn)錄因子：轉(zhuǎn)錄因子： TF IIITF III轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物：轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物： 5S rRNA5S rRNA，t

14、RNAtRNA，snRNAsnRNA第三節(jié)第三節(jié)真核生物轉(zhuǎn)錄后真核生物轉(zhuǎn)錄后RNARNA的加工的加工RNA ProcessingRNA ProcessingRNARNA轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄后加工RNA processingRNA processing: : 以以DNADNA為模板轉(zhuǎn)錄生成的為模板轉(zhuǎn)錄生成的RNARNA鏈經(jīng)過修飾、鏈經(jīng)過修飾、切除、銜接等反響，去除非編碼序列，構(gòu)成切除、銜接等反響，去除非編碼序列，構(gòu)成成熟的具有功能的成熟的具有功能的RNARNA分子的過程。分子的過程。 一、一、mRNA的加工的加工一內(nèi)含子的剪接一內(nèi)含子的剪接斷裂基因斷裂基因splite genesplite gene：

15、真核生物的構(gòu)造基來由：真核生物的構(gòu)造基來由假設(shè)干編碼區(qū)和非編碼區(qū)相互間隔，編碼一個(gè)完好的假設(shè)干編碼區(qū)和非編碼區(qū)相互間隔，編碼一個(gè)完好的蛋白質(zhì)，成為斷裂基因。蛋白質(zhì)，成為斷裂基因。外顯子外顯子exonexon：真核構(gòu)造生物基因中的編碼序列。：真核構(gòu)造生物基因中的編碼序列。內(nèi)含子內(nèi)含子intronintron：真核生物構(gòu)造基因中的非編碼區(qū)。：真核生物構(gòu)造基因中的非編碼區(qū)。exonABCintron真核細(xì)胞的真核細(xì)胞的基因構(gòu)造基因構(gòu)造hn RNA成熟成熟 mRNA 核不均一核不均一RNARNAheterogeneous-nuclear RNA,heterogeneous-nuclear RNA,hn

16、RNAhnRNA： 細(xì)胞核內(nèi)的初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。需求經(jīng)過剪細(xì)胞核內(nèi)的初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。需求經(jīng)過剪接才干成為成熟的接才干成為成熟的mRNAmRNA。 小核小核RNARNAsmall nuclear RNA, snRNAsmall nuclear RNA, snRNA： 在細(xì)胞核內(nèi)與蛋白質(zhì)組成核糖核酸蛋白在細(xì)胞核內(nèi)與蛋白質(zhì)組成核糖核酸蛋白體，即剪接體體，即剪接體splicesomesplicesome，結(jié)合在，結(jié)合在hnRNAhnRNA的的內(nèi)含子區(qū)段，使之彎曲，構(gòu)成套索構(gòu)造，有利內(nèi)含子區(qū)段，使之彎曲，構(gòu)成套索構(gòu)造，有利于剪接。于剪接。mRNA mRNA 剪接剪接mRNA splicingmRNA spli

17、cing 真核生物構(gòu)造基因轉(zhuǎn)錄時(shí)，外顯子和內(nèi)含子真核生物構(gòu)造基因轉(zhuǎn)錄時(shí)，外顯子和內(nèi)含子同時(shí)被轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)物為同時(shí)被轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)物為hnRNAhnRNA，而后切除，而后切除hnRNAhnRNA中的中的內(nèi)含子，將外顯子銜接的過程成為內(nèi)含子，將外顯子銜接的過程成為mRNAmRNA剪接。剪接。剪接類型：剪接類型：snRNAsnRNA剪接方式剪接方式剪接位點(diǎn)：作為內(nèi)含子起始和終了的剪接位點(diǎn)：作為內(nèi)含子起始和終了的GUGU、AGAG剪接剪接 點(diǎn)序列成為剪接位點(diǎn)。點(diǎn)序列成為剪接位點(diǎn)。二二 5 5端加帽端加帽5 5端：端：m7GpppGpNm7GpppGpN甲基化三磷酸雙鳥苷甲基化三磷酸雙鳥苷部位：細(xì)胞核部位：細(xì)胞核

18、作用作用: 1: 1使使mRNAmRNA免受磷酸酶和核酸酶的攻擊，免受磷酸酶和核酸酶的攻擊， 穩(wěn)定穩(wěn)定mRNAmRNA分子的一級(jí)構(gòu)造；分子的一級(jí)構(gòu)造； 2 2提供核蛋白體識(shí)別位點(diǎn)，促進(jìn)翻譯起提供核蛋白體識(shí)別位點(diǎn)，促進(jìn)翻譯起 始復(fù)合物構(gòu)成，加強(qiáng)始復(fù)合物構(gòu)成，加強(qiáng)mRNAmRNA翻譯效率；翻譯效率； 3 3有利于有利于mRNAmRNA前體的剪接。前體的剪接。mRNA mRNA 的的5 5帽子構(gòu)造帽子構(gòu)造5 5 pppGp pppGp5 5 GpppGp GpppGppppGpppG ppippi鳥苷酸鳥苷酸轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶5 5 m7GpppGp m7GpppGp甲基轉(zhuǎn)移酶甲基轉(zhuǎn)移酶SAMSAM5 5

19、 ppGp ppGp磷酸酶磷酸酶 Pi Pi帽子構(gòu)造的生成帽子構(gòu)造的生成三三mRNAmRNA的的3 3端加端加polyApolyA尾尾3 3端：端：100-200100-200個(gè)腺苷酸殘基個(gè)腺苷酸殘基部位：細(xì)胞核部位：細(xì)胞核作用作用: 1: 1維持維持mRNAmRNA的穩(wěn)定；的穩(wěn)定； 2 2添加翻譯效率；添加翻譯效率； 3 3與與mRNAmRNA運(yùn)輸有關(guān)。運(yùn)輸有關(guān)。轉(zhuǎn)錄終止序列：轉(zhuǎn)錄終止序列：DNA 的特殊序列與轉(zhuǎn)錄的終止有關(guān)。的特殊序列與轉(zhuǎn)錄的終止有關(guān)。 編碼鏈編碼鏈5-AAUAAA加尾加尾步驟步驟1步驟步驟23 3端加端加polyApolyA尾尾四四 mRNA 編輯編輯mRNA editi

20、ng DNA DNA在轉(zhuǎn)錄成在轉(zhuǎn)錄成hnRNAhnRNA后，經(jīng)過插入、刪除后，經(jīng)過插入、刪除或堿基交換而改動(dòng)或堿基交換而改動(dòng)DNADNA模板原來的某些遺傳信模板原來的某些遺傳信息。息。 通常是個(gè)別堿基的改換使一個(gè)基因表達(dá)通常是個(gè)別堿基的改換使一個(gè)基因表達(dá)出多個(gè)氨基酸序列不同的蛋白質(zhì)。出多個(gè)氨基酸序列不同的蛋白質(zhì)。 是對(duì)生物學(xué)中心法那么的補(bǔ)充，擴(kuò)展了是對(duì)生物學(xué)中心法那么的補(bǔ)充，擴(kuò)展了mRNAmRNA遺傳信息容量。遺傳信息容量。第第2153位位谷氨酰胺谷氨酰胺終止子終止子二、核糖體二、核糖體RNArRNA的轉(zhuǎn)錄后加工的轉(zhuǎn)錄后加工內(nèi)含子內(nèi)含子基因間隔基因間隔18S5.8S28S每個(gè)反復(fù)單位每個(gè)反復(fù)單

21、位45S轉(zhuǎn)錄物轉(zhuǎn)錄物3種種 rRNA前身前身剪接剪接18SrRNA5.8S/28S rRNArRNA轉(zhuǎn)錄后轉(zhuǎn)錄后的加工和與的加工和與核糖體的裝核糖體的裝配同時(shí)進(jìn)展。配同時(shí)進(jìn)展。核酶核酶ribozyme：具有催化功能的：具有催化功能的RNA。四膜蟲的四膜蟲的rRNArRNA自我剪接自我剪接核酶的二級(jí)構(gòu)造核酶的二級(jí)構(gòu)造槌頭狀構(gòu)造槌頭狀構(gòu)造 hammerhead structure通常為通常為6060個(gè)核苷酸左右；同一分子上包括有催化個(gè)核苷酸左右；同一分子上包括有催化部分和底物部分，共同組成槌頭狀構(gòu)造。部分和底物部分，共同組成槌頭狀構(gòu)造。底物底物催化部分催化部分酶酶底物底物核酶的意義：核酶的意義：1

22、.1.核酶的發(fā)現(xiàn)，對(duì)中心法那么作了重要補(bǔ)充；核酶的發(fā)現(xiàn)，對(duì)中心法那么作了重要補(bǔ)充；2.2.對(duì)傳統(tǒng)酶學(xué)提出挑戰(zhàn)；對(duì)傳統(tǒng)酶學(xué)提出挑戰(zhàn)；3.3.人工合成核酶的槌頭構(gòu)造，用于破壞有害基人工合成核酶的槌頭構(gòu)造，用于破壞有害基因，如因，如 破壞破壞HIVHIV病毒病毒RNARNA。三、轉(zhuǎn)移三、轉(zhuǎn)移RNAtRNA的轉(zhuǎn)錄后加工的轉(zhuǎn)錄后加工堿堿 基基 修修 飾飾1甲基化甲基化 A Am2復(fù)原復(fù)原 U DHU3核苷酸內(nèi)的轉(zhuǎn)位反響核苷酸內(nèi)的轉(zhuǎn)位反響 U 4脫氨反響脫氨反響 A I第四節(jié)第四節(jié) 原核生物的轉(zhuǎn)錄原核生物的轉(zhuǎn)錄一原核生物的一原核生物的RNA聚合酶聚合酶核核心心酶酶 亞基亞基2 功功 能能決議哪些基因被轉(zhuǎn)錄

23、決議哪些基因被轉(zhuǎn)錄結(jié)合底物，構(gòu)成磷酸二酯鍵催化結(jié)合底物，構(gòu)成磷酸二酯鍵催化結(jié)合模板開鏈結(jié)合模板開鏈中心酶參與轉(zhuǎn)錄全過程中心酶參與轉(zhuǎn)錄全過程識(shí)別起始點(diǎn)啟動(dòng)子延伸時(shí)零落識(shí)別起始點(diǎn)啟動(dòng)子延伸時(shí)零落全酶：全酶： 2 原核生物的原核生物的RNA聚合酶聚合酶RNARNA聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合-35 -10 Pribnow box一、原核生物轉(zhuǎn)錄起始一、原核生物轉(zhuǎn)錄起始initiation啟動(dòng)子啟動(dòng)子promotor：DNA分子上可以與分子上可以與RNA聚合酶特異結(jié)合而使轉(zhuǎn)錄開場(chǎng)的一段聚合酶特異結(jié)合而使轉(zhuǎn)錄開場(chǎng)的一段DNA序列，本身不被轉(zhuǎn)錄。序列，本身不被轉(zhuǎn)錄。 結(jié)合部位：

24、位于結(jié)合部位：位于-10區(qū)，有區(qū)，有TATAAT保守序列，保守序列，是是RNA聚合酶與聚合酶與DNA模板結(jié)實(shí)結(jié)合的位點(diǎn)，也模板結(jié)實(shí)結(jié)合的位點(diǎn)，也有助于翻開部分有助于翻開部分DNA雙鏈。也稱雙鏈。也稱Pribnow Box。 識(shí)別部位：位于識(shí)別部位：位于-35區(qū)，有區(qū)，有TTGACA保守序列，保守序列，是是RNA聚合酶聚合酶亞基識(shí)別的部位。亞基識(shí)別的部位。 轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)：合成轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)：合成RNA鏈中第一個(gè)核苷酸的鏈中第一個(gè)核苷酸的位點(diǎn)，多為位點(diǎn)，多為A或或G。原核生物啟動(dòng)子構(gòu)造原核生物啟動(dòng)子構(gòu)造 支配子支配子operon：原核生物的許多功能：原核生物的許多功能相關(guān)的基因成簇地串聯(lián)陳列在染色體

25、上，相關(guān)的基因成簇地串聯(lián)陳列在染色體上，共同組成一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，幾個(gè)構(gòu)造基因受共同組成一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，幾個(gè)構(gòu)造基因受同一調(diào)控序列調(diào)控，這種基因表達(dá)控制單同一調(diào)控序列調(diào)控，這種基因表達(dá)控制單元稱為支配子。元稱為支配子。調(diào)理基因調(diào)理基因啟動(dòng)子啟動(dòng)子支配支配基因基因lacZ lacYlacACAPcAMPCAP-cAMPCAP-cAMP復(fù)合物復(fù)合物mRNAmRNA+ -半乳糖苷酶半乳糖苷酶 -半乳糖苷透過酶半乳糖苷透過酶 -半乳糖苷乙酰半乳糖苷乙?；D(zhuǎn)移酶酶基轉(zhuǎn)移酶酶乳糖支配子乳糖支配子 RNARNA的轉(zhuǎn)錄開場(chǎng)于的轉(zhuǎn)錄開場(chǎng)于pppG pppG 或或 pppA pppA。轉(zhuǎn)錄起始位置在。轉(zhuǎn)錄起始位置在Pr

26、ibnowPribnow盒子下游盒子下游5-8bp5-8bp。 RNARNA聚合酶全酶中的聚合酶全酶中的因子在因子在DNADNA雙鏈上迅速、隨機(jī)滑雙鏈上迅速、隨機(jī)滑動(dòng)，尋覓到啟動(dòng)子動(dòng)，尋覓到啟動(dòng)子-35-35區(qū)，結(jié)合構(gòu)成閉合的復(fù)合物，區(qū)，結(jié)合構(gòu)成閉合的復(fù)合物，DNADNA雙雙鏈未解開。鏈未解開。 全酶構(gòu)成更嚴(yán)密的開環(huán)復(fù)合物，其特征是全酶構(gòu)成更嚴(yán)密的開環(huán)復(fù)合物，其特征是DNADNA雙螺旋部分雙螺旋部分解開大約解開大約10bp10bp。由于。由于Pribnow Pribnow 盒子是富含盒子是富含ATAT的，它有利于的，它有利于這種部分的解旋。這種部分的解旋。 解鏈的解鏈的DNADNA與起始的三磷

27、酸嘌呤核苷酸與起始的三磷酸嘌呤核苷酸pppG pppG 或或 pppA pppA及及RNARNA聚合酶結(jié)合，然后構(gòu)成第一個(gè)磷酸二酯鍵。聚合酶結(jié)合，然后構(gòu)成第一個(gè)磷酸二酯鍵。 全酶挪動(dòng)到另一個(gè)位置并繼續(xù)合成。一旦起始的核苷酸鏈全酶挪動(dòng)到另一個(gè)位置并繼續(xù)合成。一旦起始的核苷酸鏈構(gòu)成一小段后，構(gòu)成一小段后，因子便從全酶釋放出來，中心酶進(jìn)入延因子便從全酶釋放出來，中心酶進(jìn)入延伸階段繼續(xù)發(fā)揚(yáng)其催化作用。伸階段繼續(xù)發(fā)揚(yáng)其催化作用。 另外一個(gè)另外一個(gè)RNARNA聚合酶分子可以識(shí)別并結(jié)合到啟動(dòng)子上，開聚合酶分子可以識(shí)別并結(jié)合到啟動(dòng)子上，開場(chǎng)另一輪轉(zhuǎn)錄。這樣，一個(gè)基因可以被同時(shí)轉(zhuǎn)錄許多次。場(chǎng)另一輪轉(zhuǎn)錄。這樣，一

28、個(gè)基因可以被同時(shí)轉(zhuǎn)錄許多次。RNA的轉(zhuǎn)錄過程的轉(zhuǎn)錄過程二、轉(zhuǎn)錄的延伸二、轉(zhuǎn)錄的延伸elongation 亞基零落，亞基零落，RNARNA聚合酶中心酶變構(gòu)，聚合酶中心酶變構(gòu)，與模板結(jié)合松弛，沿與模板結(jié)合松弛，沿DNADNA模板前移，催化模板前移，催化RNARNA鏈不斷延伸。鏈不斷延伸。NMPNMPn + NTP n + NTP NMPNMPn+1 + n+1 + PPiPPi轉(zhuǎn)錄復(fù)合物：轉(zhuǎn)錄復(fù)合物：RNARNA聚合酶中心酶，聚合酶中心酶，DNADNA模板，模板，RNARNA產(chǎn)物。產(chǎn)物。DNADNA解開解開17 bp17 bp；RNA-DNARNA-DNA構(gòu)成構(gòu)成12bp12bp長的雜交螺旋長的雜

29、交螺旋三、三、 RNARNA合成的終止合成的終止terminationtermination 依賴依賴RhoRho 因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止 非依賴非依賴 因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止轉(zhuǎn)錄至模板某一位置，停頓構(gòu)成磷酸二酯鍵轉(zhuǎn)錄至模板某一位置，停頓構(gòu)成磷酸二酯鍵RNADNARNADNA雜交鏈解開，雜交鏈解開，DNADNA解鏈的部分重新構(gòu)成雙螺旋解鏈的部分重新構(gòu)成雙螺旋RNARNA聚合酶分開聚合酶分開DNADNA 分類：分類：1 1依賴依賴RhoRho因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止 六個(gè)一樣亞基組成的蛋白質(zhì)六個(gè)一樣亞基組成的蛋白質(zhì) RNA依賴的依賴的ATP酶活性和解螺旋酶活性酶活性和解螺旋酶活性

30、 與單鏈與單鏈RNA polyC結(jié)合結(jié)合因子的構(gòu)造：因子的構(gòu)造：依賴依賴因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止發(fā)夾構(gòu)造發(fā)夾構(gòu)造環(huán)環(huán)莖莖多個(gè)多個(gè)U DNA模板模板 32 2非依賴非依賴因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止 DNA DNA分子近轉(zhuǎn)分子近轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)處具有錄終止點(diǎn)處具有一段富含一段富含GCGC的回的回文區(qū)域，之后是文區(qū)域，之后是一連串的一連串的dAdA堿基堿基序列，它們轉(zhuǎn)錄序列，它們轉(zhuǎn)錄的的RNARNA鏈的末端為鏈的末端為一連串一連串U U延續(xù)延續(xù)6 6個(gè)。個(gè)。RNA-pol5pppG莖環(huán)構(gòu)造的轉(zhuǎn)錄終止莖環(huán)構(gòu)造的轉(zhuǎn)錄終止RNARNA聚合酶變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓；聚合酶變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓；AUAU結(jié)合弱，轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨

31、于解結(jié)合弱，轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解離，離，RNARNA產(chǎn)物釋放。產(chǎn)物釋放。原核生物和真核生物轉(zhuǎn)錄過程的比較原核生物和真核生物轉(zhuǎn)錄過程的比較 原核生物原核生物 真核生物真核生物轉(zhuǎn)錄單位轉(zhuǎn)錄單位 1個(gè)轉(zhuǎn)錄單位含多個(gè)構(gòu)造基因個(gè)轉(zhuǎn)錄單位含多個(gè)構(gòu)造基因 1個(gè)轉(zhuǎn)錄單位含個(gè)轉(zhuǎn)錄單位含1個(gè)構(gòu)造基因個(gè)構(gòu)造基因起始起始 不需引物不需引物 不需引物不需引物 啟動(dòng)子識(shí)別啟動(dòng)子識(shí)別 亞基亞基 多種轉(zhuǎn)錄因子參與多種轉(zhuǎn)錄因子參與 起始酶起始酶 RNA聚合酶全酶聚合酶全酶 RNA聚合酶聚合酶I、II、III催化催化 合成不同的合成不同的RNA延伸延伸 合成新鏈沿合成新鏈沿5-3方向前進(jìn)方向前進(jìn) 合成新鏈沿合成新鏈沿5-3方向前進(jìn)方

32、向前進(jìn) 延伸酶延伸酶 RNA聚合酶中心酶聚合酶中心酶 RNA聚合酶聚合酶I、II、III 轉(zhuǎn)錄復(fù)合物轉(zhuǎn)錄復(fù)合物 RNA聚合酶中心酶聚合酶中心酶-DNA-RNA -終止終止 依賴依賴因子終止因子終止 轉(zhuǎn)錄修飾點(diǎn)有特殊序列，轉(zhuǎn)錄修飾點(diǎn)有特殊序列， 非依賴非依賴因子終止因子終止 mRNA過轉(zhuǎn)錄修飾點(diǎn)即過轉(zhuǎn)錄修飾點(diǎn)即 被切斷加帽加尾被切斷加帽加尾四、四、RNARNA轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄后加工RNA processingRNA processing 以以DNADNA為模板轉(zhuǎn)錄生成的為模板轉(zhuǎn)錄生成的RNARNA鏈經(jīng)過修飾、切鏈經(jīng)過修飾、切除、銜接等反響，去除非編碼序列，構(gòu)成成熟的除、銜接等反響，去除非編碼序列，構(gòu)成成熟的具有功能的具有功能的RNARNA分子的過程。分子的過程。 mRNAmRNA可直接作為翻譯的模板可直接作為翻譯的模板 rRNArRNA 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物要加工、修飾轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物要加工、修飾 tRNAtRNA 原核生物和真核生物原核生物和真核生物mRNAmRNA的不同的不同原核生物原核生物mRNAmRNA多順反子多順反子轉(zhuǎn)錄與翻譯同步轉(zhuǎn)錄與翻譯同步mRN