第13部分RNA的生物合成教學課件

1、第13部分RNA的生物合成教學課件 RNA轉(zhuǎn)錄合成的特點 一、轉(zhuǎn)錄的不對稱性轉(zhuǎn)錄(transcription)的不對稱性就是指以雙鏈DNA中的一條鏈作為模板進行轉(zhuǎn)錄，從而將遺傳信息由DNA傳遞給RNA。對于不同的基因來說，其轉(zhuǎn)錄信息可以存在于兩條不同的DNA鏈上。能夠轉(zhuǎn)錄RNA的那條DNA鏈稱為有意義鏈(模板鏈），而與之互補的另一條DNA鏈稱為反意義鏈（編碼鏈）。有意義鏈反意義鏈553355二、轉(zhuǎn)錄的連續(xù)性RNA轉(zhuǎn)錄合成時，以DNA作為模板，在RNA聚合酶的催化下，連續(xù)合成一段RNA鏈，各條RNA鏈之間無需再進行連接。合成的RNA中，如只含一個基因的遺傳信息，稱為單順反子；如含有幾個基因的遺傳

2、信息，則稱為多順反子。 三、轉(zhuǎn)錄的單向性RNA轉(zhuǎn)錄合成時，只能向一個方向進行聚合，所依賴的模板DNA鏈的方向為35，而RNA鏈的合成方向為53。 四、有特定的起始和終止位點RNA轉(zhuǎn)錄合成時，只能以DNA分子中的某一段作為模板，故存在特定的起始位點和特定的終止位點，特定起始點和特定終止點之間的DNA鏈構成一個轉(zhuǎn)錄單位，通常由轉(zhuǎn)錄區(qū)和有關的調(diào)節(jié)順序構成。 RNA轉(zhuǎn)錄合成的條件 一、底物四種核糖核苷酸，即ATP，GTP，CTP，UTP。 二、模板以一段單鏈DNA作為模板。 三、RNA聚合酶（DDRP）這是一種不同于引物酶的依賴DNA的RNA聚合酶。該酶在單鏈DNA模板以及四種核糖核苷酸存在的條件下，

3、不需要引物，即可從53聚合RNA。 原核生物中的RNA聚合酶全酶由五個亞基構成，即2。亞基與轉(zhuǎn)錄起始點的識別有關，而在轉(zhuǎn)錄合成開始后被釋放，余下的部分（2）被稱為核心酶，與RNA鏈的聚合有關。 大腸桿菌RNA聚合酶全酶真核生物中的RNA聚合酶可按其對-鵝膏蕈堿敏感性而分為三種，它們均由1012個大小不同的亞基所組成，結構非常復雜，其功能也不同。 酵母RNA聚合酶和四、終止因子 1蛋白：這是一種六聚體的蛋白質(zhì)，亞基的分子量為50kd。該蛋白因子能識別終止信號，并能與RNA緊密結合，導致RNA的釋放。 2nusA蛋白：為一分子量69kd的酸性蛋白，它能與RNA及RNA聚合酶相結合，在終止部位使兩者

4、被釋放。 五、激活因子目前已知激活因子為降解產(chǎn)物基因激活蛋白（CAP），又稱為cAMP受體蛋白（CRP）。是一種二聚體蛋白質(zhì)，亞基分子量為23kd。該蛋白與cAMP結合后，刺激RNA聚合酶與起始部位結合，從而起始轉(zhuǎn)錄過程。 RNA轉(zhuǎn)錄合成的基本過程 一、識別原核生物RNA聚合酶中的因子識別轉(zhuǎn)錄起始點，并促使核心酶結合形成全酶復合物。被辨認的區(qū)段就是位于轉(zhuǎn)錄起始點-35區(qū)的TTGACA序列。酶與該區(qū)結合后，即滑動至-10區(qū)的TATAAT序列（Pribnow盒） ，并啟動轉(zhuǎn)錄。 原核生物中轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的共同序列位于基因上游，與RNA聚合酶識別、結合并起始轉(zhuǎn)錄有關的一些DNA順序稱為啟動子（promo

5、ter)。 真核生物的轉(zhuǎn)錄起始區(qū)上游也存在一段富含TA的順序，被稱為Hogness盒或TATA盒。 除此之外，在真核生物中還可見到其他帶共性的序列，如CAAT盒及GC盒等。真核生物的轉(zhuǎn)錄起始較為復雜。目前已知RNA聚合酶至少有六種不同的蛋白因子參與轉(zhuǎn)錄復合體的形成。這些蛋白因子被稱為轉(zhuǎn)錄因子（trans-criptional factor, TF)。包括 TFA，TFB，TFD，TFE，TFF，TF-I。 轉(zhuǎn)錄因子 功 能TFA 穩(wěn)定TFD結合TFB 促進pol 結合TFD 辨認TATA盒TFE ATPase TFF 解旋酶真核生物RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄因子及其功能二、起始RNA聚合酶全酶促使局部雙

6、鏈解開，并催化ATP或GTP與另外一個三磷酸核苷聚合，形成第一個3,5-磷酸二酯鍵。 三、延長因子從全酶上脫離，余下的核心酶繼續(xù)沿DNA鏈移動，按照堿基互補原則，不斷聚合RNA。 四、終止RNA轉(zhuǎn)錄合成的終止機制有兩種： 1自動終止：模板DNA鏈在接近轉(zhuǎn)錄終止點處存在相連的富含GC和AT的區(qū)域，使RNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物形成寡聚U及發(fā)夾形的二級結構，引起RNA聚合酶變構及移動停止，導致RNA轉(zhuǎn)錄的終止。 2依賴輔助因子的終止：由終止因子(因子)識別特異的終止信號，并促使RNA的釋放。 真核生物RNA轉(zhuǎn)錄后的加工修飾 一、mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工 1加帽(adding cap)：即在mRNA的5-端加上m7G

7、TP的結構。mRNA在真核生物中的初級產(chǎn)物稱為HnRNA。此過程發(fā)生在細胞核內(nèi)，即HnRNA即可進行加帽。加工過程首先是在磷酸酶的作用下，將5-端的磷酸基水解，然后再加上鳥苷三磷酸，形成GpppN的結構，再對G進行甲基化。 2加尾(adding tail)：這一過程也是細胞核內(nèi)完成，首先由核酸外切酶切去3-端一些過剩的核苷酸，然后再加入polyA。polyA結構與mRNA的半壽期有關。 3剪接（splicing)：真核生物中的結構基因基本上都是斷裂基因。結構基因中能夠指導多肽鏈合成的編碼順序被稱為外顯子，而不能指導多肽鏈合成的非編碼順序就被稱為內(nèi)含子。真核生物HnRNA的剪接一般需snRNA參與構成的核蛋白體參加，通過形成套索狀結構而將內(nèi)含