RNA的生物合成—转录药学.pptVIP

第十一章 RNA的生物合成 转录 RNARNA的生物合成包括的生物合成包括 RNA转录 生物体以DNA为模板合成RNA的过程 称为转录转录或基因转录。 RNA复制 某些RNA病毒传递遗传信息的方式 第一节第一节 RNARNA转录体系转录体系 n DNA模板 n 四种NTP n RNA聚合酶 n 某些蛋白因子 n 必要的无机离子 一、一、DNADNA是是RNARNA转录的模板转录的模板 （一）转录是不对称的（一）转录是不对称的 * * 不是细胞内DNA全长都转录 * * 转录时 一条DNA链起转录生成 ，称模板链模板链 (template strand)(template strand)，或称有意义链或称有意义链 与其互补的DNA链无转录活性称编码链编码链 (coding strand)(coding strand)，或称反意义链。，或称反意义链。 编码链与RNA的序列完全相同，只是T换成U DNA双链中包含许多基因，而各基因的 模板链不全在同一条链上，这种现象称为不不 对称转录对称转录。即： （1）DNA双链中一条转录时，另一条链不 被转录； （2）模板链并非永远在同一条链上。 5 53 3 （二）可转录的（二）可转录的DNADNA一个区段为一个转录单位一个区段为一个转录单位 5 3 转录单位 调节组件结构基因 启动子 调节基因 操纵基因 可转录出RNA的区段 启动子(promotor)： 是转录起始点之前的一段核苷酸序列，是RNA 聚合酶识别和结合的部位，又称启动基因。 * 原核生物启动子： -35区-10区 +1 转录方向 终止位点 3 5 * 真核生物启动子： 核心启动子：TATA盒、起始子(initiator) 近侧序列元件：GC盒、CAAT盒、OCT盒等 RNA 二、二、RNARNA聚合酶是转录的主要酶聚合酶是转录的主要酶 RNARNA聚合酶聚合酶即DNA指导的RNA聚合酶 ( DNA directed RNA polymerase, DDRP) 模板：模板：单链单链DNADNA 原料：原料：4 4种种NTPNTP 产物：产物：RNARNA （一）RNA转录的化学反应 NTPNTP ( (NMP)NMP) n n+ + ppippi RNA聚合酶 （二）RNA聚合酶具有多种功能 * 53聚合活性 * 解旋解链酶的活性 使核苷酸通过磷酸二酯键依次聚合 将模板DNA链解开一小段（20个碱基对） -缺乏35外切酶活性，无校读功能 全酶：五个亚基（ 2 2 ）组成 2 2 称为核心酶 参与RNA链的延长 亚基亚基称为起始因子 辨认启动子，协助转录起始 （三）原核生物的RNA聚合酶 参与核心酶的组装 抗结核菌药抗结核菌药利福霉素利福霉素可可抑制原核生物转录： 与亚基非共价结合，阻止第一个NTP的进入 结合底物并催化形成磷酸二酯键 催化活 性中心 （hnRNA) 、snRNAsnRNA RNA聚合酶I、II、III （四）真核生物的RNA聚合酶 第二节第二节 RNARNA转录的基本过程转录的基本过程 三个阶段： 起始 延长 终止 以原核生物为例： 一、链的起始一、链的起始 因子因子辨认启动子并与核心酶核心酶结合为全酶全酶 识别转录起始点 RNA聚合酶将DNA局部解链17bp， * * 起始点，RNA聚合酶催化2个NTP按碱基 配对原则以氢键结合于DNA模板，生成 第1个磷酸二酯键 * * 通常转录开始即5端是pppA或pppG * * RNA聚合酶全酶-DNA-pppGpN-OH-3 称为转录起始复合物 * * 转录起始不需要引物 * * 转录开始后， 因子脱落并可反复利用 由核心酶催化 RNA链延长方向5 3 二、链的延长二、链的延长 核心酶 三、链的终止三、链的终止 原核生物转录终止方式： 1、不依赖因子的终止 富含CG的发夹结构 (terminaor) 终点的寡聚U * 六聚体，50kD，有依赖RNA的ATP酶活性， 是一种RNA-DNA解旋酶。 * 识别新生RNA链上的终止信号，使RNA-DNA 双螺旋解开，释放RNA，并和RNA聚合酶一 起脱落。 2、依赖因子的终止 因子因子（终止因子，termination factor） 第三节第三节 RNARNA转转录后的加工过程录后的加工过程 真核：真核：有核，断裂基因，需加工， 才成为有生物功能的RNA， 即RNA的成熟过程。 原核：原核：无核，连续基因，很少加工 转录产物在原核和真核生物的去路： 一、信使RNA(mRNA)的加工 真核细胞的 mRNA是由其前体hnRNA加工而成 1、剪接剪接(splicing) *剪内含子，接外显子 *选择性剪接产物不同 2、55端加端加mm 7 7 GTP“GTP“帽帽” ” 3、33端加端加polyApolyA“ “尾 尾” ” 4、碱基的修饰 5、RNA的编辑与RNA沉默 二、转运RNA(tRNA)的加工 1、切去5端部分核苷酸 2、切去3端几个核苷酸，加入CCACCA末端 3、含多个tRNA 前体的剪切 4、碱基的修饰 三、核蛋白体RNA(rRNA)的加工 1、rRNA的剪切 2、碱基的修饰 第四节 核酶具有催化功能的RNA 1982年，美，Thomas Cech， 四膜虫的rRNA存在自我剪接 * 核酶：具有催化功能的RNA（ribozyme)。 * 核酶发现的意义：（自学） 十一章作业 一、简答 1、简述mRNA转录后加工的方式。 2、简述何为模板链和编码链？ 二、论述 从模板、原料、产物、碱基配对、聚合酶 等方面列表比较复制和转录的异同点。 复 制转转 录录 原料dNTP(N=A.T.C.G)NTP(N=A.U.C.G) 模板DNA双链DNA的一条链 产产物DNA三种RNA 方向5端3端5端3端 方式半保留复制不对称转录 配对对A-T;C-GA-U;T-A;C-G 主要 酶及 因子 DDDP,拓扑异构酶， 解链酶，引物酶， DNA连接酶，SSB DDRP,因