RNA的生物合成（轉(zhuǎn)錄）課件

1.轉(zhuǎn)錄的概念2.轉(zhuǎn)錄的基本過程3.mRNA轉(zhuǎn)錄后的加工第十一章RNA的生物合成

(轉(zhuǎn)錄)1.轉(zhuǎn)錄的概念2.轉(zhuǎn)錄的基本過程3.mRNA轉(zhuǎn)錄后的加工第十轉(zhuǎn)錄是指以DNA為模板合成RNA的過程。參與物質(zhì)原料:NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)DNA模板RNA聚合酶(RNApolymerase,RNA-pol)其他蛋白質(zhì)因子第一節(jié)轉(zhuǎn)錄基本規(guī)律與體系轉(zhuǎn)錄是指以DNA為模板合成RNA的過程。參與物質(zhì)原料:復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別

DNA聚合酶酶原料模板轉(zhuǎn)錄復(fù)制配對A-U，T-A，G-CA-U，T-A，G-CA-T，G-C，-mRNA，tRNA，rRNA子代雙鏈DNA產(chǎn)物產(chǎn)物聚合酶RNA（RNA-pol）DNA聚合酶NTPdNTP基因區(qū)段，單股重復(fù)使用兩股全程，參與子代轉(zhuǎn)錄復(fù)制方式半保留復(fù)制，半不連續(xù)復(fù)制不對稱轉(zhuǎn)錄，連續(xù)進(jìn)行引物RNA引物不需引物復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別DNA聚合酶酶原料模板轉(zhuǎn)錄復(fù)制配對A-U，一、不對稱轉(zhuǎn)錄1.DNA分子上轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段，稱為結(jié)構(gòu)基因(structuralgene)。結(jié)構(gòu)基因中能轉(zhuǎn)錄生成RNA的一股單鏈，稱為模板鏈(templatestrand)，也稱作有意義鏈或Watson鏈。另一股單鏈?zhǔn)蔷幋a鏈(codingstrand)，也稱為反義鏈或Crick鏈。(一)轉(zhuǎn)錄的模板2.在包含多個基因的DNA分子中，各基因的模板鏈并不總在同一條鏈上，在某個基因節(jié)段以其中某一條鏈為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，而在另一個基因節(jié)段上則以其對應(yīng)單鏈為模板，這種選擇性稱不對稱轉(zhuǎn)錄。

一、不對稱轉(zhuǎn)錄1.DNA分子上轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段，5335模板鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向5′···GCAGTACATGTC···3′3′···cgtgatgtacag···5′5′···GCAGUACAUGUC···3′N······Ala·Val·His·Val······C編碼鏈模板鏈mRNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯(二)轉(zhuǎn)錄的特點(diǎn)1.轉(zhuǎn)錄的不對稱性2.轉(zhuǎn)錄方向的單向性3.轉(zhuǎn)錄不需要引物形成4.轉(zhuǎn)錄過程有特定起始和終止點(diǎn)53模板鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向5′···GRNA鏈的轉(zhuǎn)錄，起始于DNA模板的一個特定位點(diǎn)，并在另一位點(diǎn)終止，此轉(zhuǎn)錄區(qū)域稱為一個轉(zhuǎn)錄單位（transcriptionalunit）。

在真核細(xì)胞中，一個轉(zhuǎn)錄單位通常是單個基因，其轉(zhuǎn)錄初級產(chǎn)物是單順反子（monocistron）。在原核細(xì)胞中一個轉(zhuǎn)錄單位是由多個連續(xù)的基因組成，其轉(zhuǎn)錄初級產(chǎn)物是多順反子（polycistron）。RNA鏈的轉(zhuǎn)錄，起始于DNA模板的一個特定位點(diǎn)，并在另一位點(diǎn)TGACTGCCTTAGG

ACTTTGATGACTGACTGACGGAATCC

TGAAACTACTGAC轉(zhuǎn)錄單位上游區(qū)下游區(qū)結(jié)構(gòu)基因TGACTGCCTTAGG

ACTTTGATGACTGACTGACGGAATCC

TGAAACTACTGAC轉(zhuǎn)錄單位上游區(qū)下游區(qū)結(jié)構(gòu)基因單順反子多順反子TGACTGCCTTAGG二、

RNA轉(zhuǎn)錄的體系(一)模板結(jié)構(gòu)基因雙鏈中的一股鏈。(二)原料4種核糖核苷酸：ATP、UTP、GTP、CTP。(三)RNA聚合酶1.原核生物的RNA聚合酶核心酶全酶二、RNA轉(zhuǎn)錄的體系(一)模板結(jié)構(gòu)基因雙鏈中的一股鏈。(二RNA聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合

TATAATATATTA+1-55TTGACAAACTGA+20DNAa36512決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄b150618催化功能b￠155613結(jié)合DNA模板s70263辨認(rèn)起始點(diǎn)亞基分子量功能原核生物的RNA聚合酶RNA聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合TATAAT開始轉(zhuǎn)錄TTGACAAACTGT-35區(qū)(Pribnowbox)TATAATPuATATTAPy-10區(qū)+1-30-5010-10-40-205335原核生物啟動子保守序列RNA-pol辨認(rèn)位點(diǎn)55RNA聚合酶保護(hù)區(qū)結(jié)構(gòu)基因33開始轉(zhuǎn)錄TTGACA-35區(qū)(Pribnowb2.真核生物的RNA聚合酶種類ⅠⅡⅢ對鵝膏蕈堿的反應(yīng)45S-rRNAhnRNA5S-rRNAtRNAsnRNA耐受極敏感中度敏感轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA轉(zhuǎn)錄時除需以上物質(zhì)外，還需要一些蛋白因子參與。如原核生物使轉(zhuǎn)錄過程終止ρ因子。真核生物聚合酶Ⅱ啟動轉(zhuǎn)錄時的轉(zhuǎn)錄因子。

(四)蛋白因子2.真核生物的RNA聚合酶種類ⅠⅡⅢ對鵝膏蕈堿的反應(yīng)45S第二節(jié)RNA轉(zhuǎn)錄過程(一)轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始需解決兩個問題

(1)RNA聚合酶必須準(zhǔn)確地結(jié)合在轉(zhuǎn)錄模板的起始區(qū)域。

(2)DNA雙鏈解開，使其中的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板。一、原核生物的轉(zhuǎn)錄過程(TheProcessofTranscription)第二節(jié)RNA轉(zhuǎn)錄過程(一)轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始需解決兩個問題(2)DNA雙鏈解開。(1)RNA聚合酶全酶(2)與模板保守序列結(jié)合。(3)在RNA-pol作用下形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物。RNApol(2)-DNA-pppGpN-OH3轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物2.轉(zhuǎn)錄起始過程TGTTGACATATAAT5/5/3/3/-35區(qū)-10區(qū)轉(zhuǎn)錄方向基因轉(zhuǎn)錄區(qū)啟動子+1編碼鏈模板鏈原核生物啟動子的保守序列

(2)DNA雙鏈解開。(1)RNA聚合酶全酶(2TATAATATATTA+1-55TTGACAAACTGA+20+1-55+20RNApol(2)-DNA-pppGpN-OH3pppGpNTATAATATATTA+1-55TTGACAA15σσ形成閉合轉(zhuǎn)錄復(fù)合體形成開放轉(zhuǎn)錄復(fù)合體RNA聚合酶識別結(jié)合啟動子轉(zhuǎn)錄開始啟動子清除轉(zhuǎn)錄延伸5’3’3’5’-35-10+115σσRNA聚合酶識別結(jié)合啟動子5’3’3’5’-3(二)轉(zhuǎn)錄延長1.亞基脫落，RNA–pol核心酶變構(gòu)，與模板結(jié)合松弛，沿著DNA模板推進(jìn)，NTP不斷聚合RNA鏈不斷延長。(NMP)n+NTP(NMP)n+1

+PPi轉(zhuǎn)錄空泡(transcriptionbubble)：RNA-pol(核心酶)

····DNA

····RNA(二)轉(zhuǎn)錄延長1.亞基脫落，RNA–pol核心酶變構(gòu)，與2.原核生物轉(zhuǎn)錄過程中的羽毛狀現(xiàn)象53DNA核糖體RNARNA聚合酶轉(zhuǎn)錄延長2.原核生物轉(zhuǎn)錄過程中的羽毛狀現(xiàn)象53DNA核糖體RNA1.依賴ρ(Rho)因子的轉(zhuǎn)錄終止

ρ因子以六聚體形式存在，協(xié)助RNA-pol識別終止信號，與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物結(jié)合，RNA和RNA-pol一起從模板上脫落。(三)轉(zhuǎn)錄終止ATPrho5/3/5/3/rho1.依賴ρ(Rho)因子的轉(zhuǎn)錄終止ρ因子以六聚體2.非依賴ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止

DNA模板上靠近終止處，有些特殊的堿基序列，可轉(zhuǎn)錄出具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)的RNA，來終止轉(zhuǎn)錄。5/3/5/3/3/5/轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA聚合酶DNA3/5/3/5/DNA5/U-U-U-U-U-U-U-U-3/RNA聚合酶2.非依賴ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止DNA模板上靠近終止處5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`

RNA5TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT...3DNAUUUU...…UUUU...…5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`莖環(huán)/發(fā)夾結(jié)構(gòu)5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGC莖環(huán)結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)錄終止的機(jī)理

使RNA聚合酶變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓；使轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解離，RNA產(chǎn)物釋放。5′pppG5335RNA-pol莖環(huán)結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)錄終止的機(jī)理使RNA聚合酶變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓；5′二、真核生物的轉(zhuǎn)錄起始(一)轉(zhuǎn)錄起始1.

轉(zhuǎn)錄因子

(1)能直接、間接辨認(rèn)和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段DNA的蛋白質(zhì)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種，統(tǒng)稱為反式作用因子(trans-actingfactors)。(2)反式作用因子中，直接或間接結(jié)合RNA聚合酶的，則稱為轉(zhuǎn)錄因子(transcriptionalfactors,TF)。

真核生物的轉(zhuǎn)錄起始上游區(qū)有不同DNA序列的順式作用元件，轉(zhuǎn)錄起始時，RNA-pol不直接結(jié)合模板，由轉(zhuǎn)錄因子識別起始部位。二、真核生物的轉(zhuǎn)錄起始(一)轉(zhuǎn)錄起始1.轉(zhuǎn)錄因子(1)能參與RNA-polⅡ轉(zhuǎn)錄的TFⅡ

蛋白激酶活性，使CTD酸化TFⅡHATPase57(α)34TFⅡE解螺旋酶30，74TFⅡF促進(jìn)RNA-polⅡ結(jié)合及作為其他因子結(jié)合的橋梁33TFⅡB穩(wěn)定TFⅡD-DNA復(fù)合物12，19，35TFⅡA輔助TBP-DNA結(jié)合TAF**結(jié)合TATA盒TBP*38TFⅡD功能亞基組成，分子量(kD)轉(zhuǎn)錄因子蛋白激酶活性，使CTD***磷TFⅡHATPase5734TFⅡE解螺旋酶30，74TFⅡF促進(jìn)RNA-polⅡ結(jié)合及作為其他因子結(jié)合的橋梁33TFⅡB穩(wěn)定TFⅡD-DNA復(fù)合物12，19，35TFⅡA輔助TBP-DNA結(jié)合TAF**結(jié)合TATA盒TBP*38TFⅡD功能亞基組成，分子量(kD)(β)***CTD(carboxylterminaldomain):RNA-polⅡ大亞基羧基末端結(jié)構(gòu)域。**TAF(TBPassociatedfactors):TBP輔助因子。在不同的基因轉(zhuǎn)錄中有不同的TAF輔助。*TBP(TATAbindingprotein):TATA結(jié)合蛋白。參與RNA-polⅡ轉(zhuǎn)錄的TFⅡ蛋白激酶活性，使CTD酸化轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)TATA盒CAAT盒GC盒

增強(qiáng)子順式作用元件(cis-actingelement)2.

轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段

AATAAA切離加尾轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)修飾點(diǎn)外顯子翻譯起始點(diǎn)內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)TATA盒CAAT盒GC盒增強(qiáng)子順式作用元件(3.轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物(pre-initiationcomplex,PIC)

POL-ⅡTFⅡFⅡAⅡBTFⅡFⅡHⅡETBPTAFTFⅡD-ⅡA-ⅡB-DNA復(fù)合物TATAⅡAⅡBTBPTAFTATAⅡHⅡECTD-PPOL-Ⅱ3.轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物(pre-initiationco(二)轉(zhuǎn)錄延長真核生物轉(zhuǎn)錄延長過程與原核生物大致相似，但因有核膜相隔，沒有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象。(三)轉(zhuǎn)錄終止和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)。三、轉(zhuǎn)錄后的加工修飾主要的修飾方式有剪接、剪切、修飾、添加。

剪切(cleavage)剪接(splicing)(二)轉(zhuǎn)錄延長真核生物轉(zhuǎn)錄延長過程與原核生物大致相似，但因有(一)真核生物mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工1.5端形成帽子結(jié)構(gòu)(m7GpppNm—)。1、保護(hù)mRNA免受降解2、與蛋白質(zhì)生物合成起始有關(guān)(一)真核生物mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工1.5端形成帽子2.3端加上多聚腺苷酸尾巴(polyAtail)。1、保護(hù)mRNA免受降解2、引導(dǎo)mRNA由細(xì)胞核向胞液轉(zhuǎn)移2.3端加上多聚腺苷酸尾巴(polyAtail)。3.mRNA的剪接真核生物結(jié)構(gòu)基因，由若干個編碼區(qū)和非編碼區(qū)互相間隔開但又連續(xù)鑲嵌而成，稱為斷裂基因。

(1)斷裂基因(splitegene)(2)外顯子(exon)在斷裂基因及其初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn)，并表達(dá)為成熟RNA的核酸序列。(3)內(nèi)含子(intron)隔斷基因的線性表達(dá)而在剪接過程中被除去的核酸序列。3.mRNA的剪接真核生物結(jié)構(gòu)基因，由若干個編碼區(qū)和非編碼區(qū)雞卵清蛋白基因hnRNA首、尾修飾hnRNA剪接成熟的mRNA雞卵清蛋白基因及其轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后修飾7.7kbL1234567ABCDEFG47185511291181431561043轉(zhuǎn)錄GpppGAA···AAAGpppGAA···AAAGpppGAA···AAA雞卵清蛋白基因hnRNA首、尾修飾hnRNA剪接成熟的mRN

核酶和內(nèi)切酶tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶、連接酶ATPADPtRNA前體(二)tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工1.轉(zhuǎn)錄后剪切tRNA核酶和內(nèi)切酶tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶、連接酶ATPADPtR2.堿基修飾(2)還原反應(yīng)如：UDHU(3)核苷內(nèi)的轉(zhuǎn)位反應(yīng)如：Uψ(4)脫氨反應(yīng)如：AI

如：AAm(1)甲基化TΨ環(huán)(1)(3)(2)(4)氨基酸臂額外環(huán)OHACCAGAGGGCCCCCCGCAAGCCGCUCUCGUAUCTΨCCGGGGGGGCAAGDDGGDDDAACAGUUAIAAψGUUCCDmAACADUH環(huán)反密碼環(huán)反密碼子mm(1)2.堿基修飾(2)還原反應(yīng)如：UDHU(3)核苷內(nèi)(三)rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄45S-rRNA剪接18S-rRNA5.8S和28S-rRNADNA內(nèi)含子內(nèi)含子28S5.8S18S(三)rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄45S-rRNA剪接18RNA的生物合成（轉(zhuǎn)錄）課件第四節(jié)核酶具有酶促活性的RNA稱為核酶核酶(ribozyme)第四節(jié)核酶具有酶促活性的RNA稱為核酶核酶(rib核酶作用的基礎(chǔ)——錘頭結(jié)構(gòu)底物部分通常為60個核苷酸左右同一分子上包括有催化部份和底物部份催化部份和底物部份組成錘頭結(jié)構(gòu)核酶作用的基礎(chǔ)——錘頭結(jié)構(gòu)底物部分通常為60個核苷酸左右核酶研究的意義核酶的發(fā)現(xiàn)，對中心法則作了重要補(bǔ)充；核酶的發(fā)現(xiàn)是對傳統(tǒng)酶學(xué)的挑戰(zhàn)；利用核酶的結(jié)構(gòu)設(shè)計合成人工核酶

核酶研究的意義核酶的發(fā)現(xiàn)，對中心法則作了重要補(bǔ)充；RNA的生物合成（轉(zhuǎn)錄）課件模板與酶的辨認(rèn)結(jié)合原核生物一個轉(zhuǎn)錄區(qū)段可視為一個轉(zhuǎn)錄單位，稱為操縱子，包括若干個結(jié)構(gòu)基因及其上游的調(diào)控序列5335結(jié)構(gòu)基因調(diào)控序列RNA-polRNA聚合酶結(jié)合模板DNA的部位，稱為啟動子模板與酶的辨認(rèn)結(jié)合原核生物一個轉(zhuǎn)錄區(qū)段可視為一個轉(zhuǎn)錄單位，稱1.轉(zhuǎn)錄的概念2.轉(zhuǎn)錄的基本過程3.mRNA轉(zhuǎn)錄后的加工第十一章RNA的生物合成

(轉(zhuǎn)錄)1.轉(zhuǎn)錄的概念2.轉(zhuǎn)錄的基本過程3.mRNA轉(zhuǎn)錄后的加工第十轉(zhuǎn)錄是指以DNA為模板合成RNA的過程。參與物質(zhì)原料:NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)DNA模板RNA聚合酶(RNApolymerase,RNA-pol)其他蛋白質(zhì)因子第一節(jié)轉(zhuǎn)錄基本規(guī)律與體系轉(zhuǎn)錄是指以DNA為模板合成RNA的過程。參與物質(zhì)原料:復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別

DNA聚合酶酶原料模板轉(zhuǎn)錄復(fù)制配對A-U，T-A，G-CA-U，T-A，G-CA-T，G-C，-mRNA，tRNA，rRNA子代雙鏈DNA產(chǎn)物產(chǎn)物聚合酶RNA（RNA-pol）DNA聚合酶NTPdNTP基因區(qū)段，單股重復(fù)使用兩股全程，參與子代轉(zhuǎn)錄復(fù)制方式半保留復(fù)制，半不連續(xù)復(fù)制不對稱轉(zhuǎn)錄，連續(xù)進(jìn)行引物RNA引物不需引物復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別DNA聚合酶酶原料模板轉(zhuǎn)錄復(fù)制配對A-U，一、不對稱轉(zhuǎn)錄1.DNA分子上轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段，稱為結(jié)構(gòu)基因(structuralgene)。結(jié)構(gòu)基因中能轉(zhuǎn)錄生成RNA的一股單鏈，稱為模板鏈(templatestrand)，也稱作有意義鏈或Watson鏈。另一股單鏈?zhǔn)蔷幋a鏈(codingstrand)，也稱為反義鏈或Crick鏈。(一)轉(zhuǎn)錄的模板2.在包含多個基因的DNA分子中，各基因的模板鏈并不總在同一條鏈上，在某個基因節(jié)段以其中某一條鏈為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，而在另一個基因節(jié)段上則以其對應(yīng)單鏈為模板，這種選擇性稱不對稱轉(zhuǎn)錄。

一、不對稱轉(zhuǎn)錄1.DNA分子上轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段，5335模板鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向5′···GCAGTACATGTC···3′3′···cgtgatgtacag···5′5′···GCAGUACAUGUC···3′N······Ala·Val·His·Val······C編碼鏈模板鏈mRNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯(二)轉(zhuǎn)錄的特點(diǎn)1.轉(zhuǎn)錄的不對稱性2.轉(zhuǎn)錄方向的單向性3.轉(zhuǎn)錄不需要引物形成4.轉(zhuǎn)錄過程有特定起始和終止點(diǎn)53模板鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向5′···GRNA鏈的轉(zhuǎn)錄，起始于DNA模板的一個特定位點(diǎn)，并在另一位點(diǎn)終止，此轉(zhuǎn)錄區(qū)域稱為一個轉(zhuǎn)錄單位（transcriptionalunit）。

在真核細(xì)胞中，一個轉(zhuǎn)錄單位通常是單個基因，其轉(zhuǎn)錄初級產(chǎn)物是單順反子（monocistron）。在原核細(xì)胞中一個轉(zhuǎn)錄單位是由多個連續(xù)的基因組成，其轉(zhuǎn)錄初級產(chǎn)物是多順反子（polycistron）。RNA鏈的轉(zhuǎn)錄，起始于DNA模板的一個特定位點(diǎn)，并在另一位點(diǎn)TGACTGCCTTAGG

ACTTTGATGACTGACTGACGGAATCC

TGAAACTACTGAC轉(zhuǎn)錄單位上游區(qū)下游區(qū)結(jié)構(gòu)基因TGACTGCCTTAGG

ACTTTGATGACTGACTGACGGAATCC

TGAAACTACTGAC轉(zhuǎn)錄單位上游區(qū)下游區(qū)結(jié)構(gòu)基因單順反子多順反子TGACTGCCTTAGG二、

RNA轉(zhuǎn)錄的體系(一)模板結(jié)構(gòu)基因雙鏈中的一股鏈。(二)原料4種核糖核苷酸：ATP、UTP、GTP、CTP。(三)RNA聚合酶1.原核生物的RNA聚合酶核心酶全酶二、RNA轉(zhuǎn)錄的體系(一)模板結(jié)構(gòu)基因雙鏈中的一股鏈。(二RNA聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合

TATAATATATTA+1-55TTGACAAACTGA+20DNAa36512決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄b150618催化功能b￠155613結(jié)合DNA模板s70263辨認(rèn)起始點(diǎn)亞基分子量功能原核生物的RNA聚合酶RNA聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合TATAAT開始轉(zhuǎn)錄TTGACAAACTGT-35區(qū)(Pribnowbox)TATAATPuATATTAPy-10區(qū)+1-30-5010-10-40-205335原核生物啟動子保守序列RNA-pol辨認(rèn)位點(diǎn)55RNA聚合酶保護(hù)區(qū)結(jié)構(gòu)基因33開始轉(zhuǎn)錄TTGACA-35區(qū)(Pribnowb2.真核生物的RNA聚合酶種類ⅠⅡⅢ對鵝膏蕈堿的反應(yīng)45S-rRNAhnRNA5S-rRNAtRNAsnRNA耐受極敏感中度敏感轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA轉(zhuǎn)錄時除需以上物質(zhì)外，還需要一些蛋白因子參與。如原核生物使轉(zhuǎn)錄過程終止ρ因子。真核生物聚合酶Ⅱ啟動轉(zhuǎn)錄時的轉(zhuǎn)錄因子。

(四)蛋白因子2.真核生物的RNA聚合酶種類ⅠⅡⅢ對鵝膏蕈堿的反應(yīng)45S第二節(jié)RNA轉(zhuǎn)錄過程(一)轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始需解決兩個問題

(1)RNA聚合酶必須準(zhǔn)確地結(jié)合在轉(zhuǎn)錄模板的起始區(qū)域。

(2)DNA雙鏈解開，使其中的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板。一、原核生物的轉(zhuǎn)錄過程(TheProcessofTranscription)第二節(jié)RNA轉(zhuǎn)錄過程(一)轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始需解決兩個問題(2)DNA雙鏈解開。(1)RNA聚合酶全酶(2)與模板保守序列結(jié)合。(3)在RNA-pol作用下形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物。RNApol(2)-DNA-pppGpN-OH3轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物2.轉(zhuǎn)錄起始過程TGTTGACATATAAT5/5/3/3/-35區(qū)-10區(qū)轉(zhuǎn)錄方向基因轉(zhuǎn)錄區(qū)啟動子+1編碼鏈模板鏈原核生物啟動子的保守序列

(2)DNA雙鏈解開。(1)RNA聚合酶全酶(2TATAATATATTA+1-55TTGACAAACTGA+20+1-55+20RNApol(2)-DNA-pppGpN-OH3pppGpNTATAATATATTA+1-55TTGACAA54σσ形成閉合轉(zhuǎn)錄復(fù)合體形成開放轉(zhuǎn)錄復(fù)合體RNA聚合酶識別結(jié)合啟動子轉(zhuǎn)錄開始啟動子清除轉(zhuǎn)錄延伸5’3’3’5’-35-10+115σσRNA聚合酶識別結(jié)合啟動子5’3’3’5’-3(二)轉(zhuǎn)錄延長1.亞基脫落，RNA–pol核心酶變構(gòu)，與模板結(jié)合松弛，沿著DNA模板推進(jìn)，NTP不斷聚合RNA鏈不斷延長。(NMP)n+NTP(NMP)n+1

+PPi轉(zhuǎn)錄空泡(transcriptionbubble)：RNA-pol(核心酶)

····DNA

····RNA(二)轉(zhuǎn)錄延長1.亞基脫落，RNA–pol核心酶變構(gòu)，與2.原核生物轉(zhuǎn)錄過程中的羽毛狀現(xiàn)象53DNA核糖體RNARNA聚合酶轉(zhuǎn)錄延長2.原核生物轉(zhuǎn)錄過程中的羽毛狀現(xiàn)象53DNA核糖體RNA1.依賴ρ(Rho)因子的轉(zhuǎn)錄終止

ρ因子以六聚體形式存在，協(xié)助RNA-pol識別終止信號，與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物結(jié)合，RNA和RNA-pol一起從模板上脫落。(三)轉(zhuǎn)錄終止ATPrho5/3/5/3/rho1.依賴ρ(Rho)因子的轉(zhuǎn)錄終止ρ因子以六聚體2.非依賴ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止

DNA模板上靠近終止處，有些特殊的堿基序列，可轉(zhuǎn)錄出具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)的RNA，來終止轉(zhuǎn)錄。5/3/5/3/3/5/轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA聚合酶DNA3/5/3/5/DNA5/U-U-U-U-U-U-U-U-3/RNA聚合酶2.非依賴ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止DNA模板上靠近終止處5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`

RNA5TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT...3DNAUUUU...…UUUU...…5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`莖環(huán)/發(fā)夾結(jié)構(gòu)5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGC莖環(huán)結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)錄終止的機(jī)理

使RNA聚合酶變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓；使轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解離，RNA產(chǎn)物釋放。5′pppG5335RNA-pol莖環(huán)結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)錄終止的機(jī)理使RNA聚合酶變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓；5′二、真核生物的轉(zhuǎn)錄起始(一)轉(zhuǎn)錄起始1.

轉(zhuǎn)錄因子

(1)能直接、間接辨認(rèn)和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段DNA的蛋白質(zhì)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種，統(tǒng)稱為反式作用因子(trans-actingfactors)。(2)反式作用因子中，直接或間接結(jié)合RNA聚合酶的，則稱為轉(zhuǎn)錄因子(transcriptionalfactors,TF)。

真核生物的轉(zhuǎn)錄起始上游區(qū)有不同DNA序列的順式作用元件，轉(zhuǎn)錄起始時，RNA-pol不直接結(jié)合模板，由轉(zhuǎn)錄因子識別起始部位。二、真核生物的轉(zhuǎn)錄起始(一)轉(zhuǎn)錄起始1.轉(zhuǎn)錄因子(1)能參與RNA-polⅡ轉(zhuǎn)錄的TFⅡ

蛋白激酶活性，使CTD酸化TFⅡHATPase57(α)34TFⅡE解螺旋酶30，74TFⅡF促進(jìn)RNA-polⅡ結(jié)合及作為其他因子結(jié)合的橋梁33TFⅡB穩(wěn)定TFⅡD-DNA復(fù)合物12，19，35TFⅡA輔助TBP-DNA結(jié)合TAF**結(jié)合TATA盒TBP*38TFⅡD功能亞基組成，分子量(kD)轉(zhuǎn)錄因子蛋白激酶活性，使CTD***磷TFⅡHATPase5734TFⅡE解螺旋酶30，74TFⅡF促進(jìn)RNA-polⅡ結(jié)合及作為其他因子結(jié)合的橋梁33TFⅡB穩(wěn)定TFⅡD-DNA復(fù)合物12，19，35TFⅡA輔助TBP-DNA結(jié)合TAF**結(jié)合TATA盒TBP*38TFⅡD功能亞基組成，分子量(kD)(β)***CTD(carboxylterminaldomain):RNA-polⅡ大亞基羧基末端結(jié)構(gòu)域。**TAF(TBPassociatedfactors):TBP輔助因子。在不同的基因轉(zhuǎn)錄中有不同的TAF輔助。*TBP(TATAbindingprotein):TATA結(jié)合蛋白。參與RNA-polⅡ轉(zhuǎn)錄的TFⅡ蛋白激酶活性，使CTD酸化轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)TATA盒CAAT盒GC盒

增強(qiáng)子順式作用元件(cis-actingelement)2.

轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段

AATAAA切離加尾轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)修飾點(diǎn)外顯子翻譯起始點(diǎn)內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)TATA盒CAAT盒GC盒增強(qiáng)子順式作用元件(3.轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物(pre-initiationcomplex,PIC)

POL-ⅡTFⅡFⅡAⅡBTFⅡFⅡHⅡETBPTAFTFⅡD-ⅡA-ⅡB-DNA復(fù)合物TATAⅡAⅡBTBPTAFTATAⅡHⅡECTD-PPOL-Ⅱ3.轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物(pre-initiationco(二)轉(zhuǎn)錄延長真核生物轉(zhuǎn)錄延長過程與原核生物大致相似，但因有核膜相隔，沒有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象。(三)轉(zhuǎn)錄終止和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)。三、轉(zhuǎn)錄后的加工修飾主要的修飾方式有剪接、剪切、修飾、添加。

剪切(cleavage)剪接(splicing)(二)轉(zhuǎn)錄延長真核生物轉(zhuǎn)錄延長過程與原核生物大致相似，但因有(一)真核生物mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工1.5端形成帽子結(jié)構(gòu)(m7GpppNm—)。1、保護(hù)mRNA免受降解2、與蛋白質(zhì)生物合成起始有關(guān)(一)真核生物mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工1.5端形成帽子2.3端加上多聚腺苷酸尾巴(polyAtail)