RNA的生物合成(转录)ppt课件

1、RNA的生物合成转录 .ATGC.转录 生物体以DNA的一条链为模板，以NTP为原料合成RNA的过程转录RNADNA .复制和转录的区别 .第一节转录的模板和酶转录以在DNA的一条链为模板，另一条链为编码链不转录，这样模板链不总在同一条链上，这种转录方式称为不对称转录 DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成RNA的一股单链，称为模板链，也称作有意义链或Watson链。相对的另一股单链是编码链，也称为反义链或Crick链.5GCAGTACATGTC 33 c g t g a t g t a c a g 55GCAGUACAUGUC 3NAla Val His Val C编码链模板链mRNA蛋白

2、质转录翻译.5335模板链编码链编码链模板链构造基因转录方向转录方向构造基因.RNA聚合酶一原核生物的RNA聚合酶.中心酶全酶转录起始转录延伸阶段亚基零落.RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合 .二真核生物的RNA聚合酶 .模板与酶的识别结合原核生物一个转录区段可视为一个转录单位，称为支配子，包括假设干个构造基因及其上游的调控序列5335构造基因调控序列RNA-polRNA聚合酶结合模板DNA的部位，称为启动子.开场转录T T G A C AA A C T G T-35 区(Pribnow box)T A T A A T Pu A T A T T A Py-10 区1-30-5010-10-40

3、-205 3 3 5 原核生物启动子保守序列RNA-pol识别位点55RNA聚合酶维护区构造基因33.第二节转录过程一、原核生物的转录过程一转录起始1. RNA聚合酶全酶(2)与模板结合-35区，酶移向10区，跨入转录起始点 2. DNA双链解开，20bp以下，通常是171bp.转录起始过程3. 在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反响，构成转录起始复合物 5- 端GTP、ATPRNApol (2) - DNA - pppGpN- OH 3亚基零落，进入延伸阶段转录起始复合物:5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + ppi.二转录延伸1. 亚基零落，RNApol聚合

4、酶中心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移； 2. 在中心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延伸。(NMP) n + NTP (NMP) n+1 + PPi 3. 转录空泡 DNA/DNADNA/RNA G-CA-TA-U.转录空泡：RNA-pol 中心酶 DNA RNADNA/DNADNA/RNAG-CA-TA-U.53DNA原核生物转录过程中的羽毛状景象核糖体RNARNA聚合酶.依赖Rho ()因子的转录终止非依赖Rho因子的转录终止三转录终止指RNA聚合酶在DNA模板上停顿下来不再前进，转录产物RNA链从转录复合物上零落下来。 分类.A T P1. 依赖 Rho因子的转录终止.

5、2. 非依赖 Rho因子的转录终止DNA模板上接近终止处，有些特殊的碱基序列，转录出RNA后，RNA产物构成特殊的构造来终止转录。.5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU. 3 5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU. 3 RNA 5TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT. 3 DNA UUUU. UUUU.5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGG

6、UGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU. 3茎环/发夹构造.茎环构造使转录终止的机理 使RNA聚合酶变构，转录停顿； 使转录复合物趋于解离，RNA产物释放。5pppG5 335RNA-pol.二、真核生物的转录过程一转录起始真核生物的转录起始上游区段比原核生物多样化，转录起始时，RNA-pol不直接结合模板，其起始过程比原核生物复杂。.转录起始点TATA盒CAAT盒GC盒 加强子顺式作用元件(cis-acting element)1. 转录起始前的上游区段 AATAAA切离加尾 转录终止点 修饰点 外显子 翻译起始点内含子 OCT-1 OCT-1：ATTTGCAT八聚体.2. 转录

7、因子 能直接、间接识别和结合转录上游区段DNA的蛋白质，现已发现数百种，统称为反式作用因子反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的，那么称为转录因子(TF).参与RNA-pol转录的TF .3. 转录起始前复合物(pre-initiation complex, PIC) 真核生物RNA-pol不与DNA分子直接结合，而需依托众多的转录因子。 .POL-TFFAB由RNA-Pol 催化转录的PIC POL-TFFHETBPTAFTFD-A-B-DNA复合物TATAABTBPTAFTATAHECTD-PPIC组装完成，TFH使CTD磷酸化.4. 拼板实际(piecing theory) 一个真

8、核生物基因的转录需求3至5个转录因子。转录因子之间相互结合，生成有活性，有专注性的复合物，再与RNA聚合酶搭配而有针对性地结合、转录相应的基因。 .二转录延伸真核生物转录延伸过程与原核生物大致类似，但因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的景象。 RNA-pol前移处处都遇上核小体。 转录延伸过程中可以察看到核小体移位和解聚景象。 .5-AAUAAA-5 -AAUAAA-核酸酶-GUGUGUGRNA-polAATAAA GTGTGTG转录终止的修饰点55333加尾AAAAAAA 3 mRNA三转录终止 和转录后修饰亲密相关.一、真核生物mRNA的转录后加工一首、尾的修饰 5端构成 帽子构造(m7Gp

9、ppGp ) 3端加上多聚腺苷酸尾巴(poly A tail)第三节真核生物的转录后修饰.5 pppGp5 GpppGppppG ppi鸟苷酸转移酶5 m7GpppGp甲基化酶帽子构造的生成5 ppGp磷酸酶 Pi.帽子构造.二mRNA的剪接1. hnRNA 和 snRNA 核内的初级mRNA称为杂化核RNA (hetero-nuclear RNA, hnRNA)snRNA (small nuclear RNA)核内的蛋白质小分子核糖核蛋白体snRNPRNA剪接场所snRNA.真核生物构造基因，由假设干个编码区和非编码区相互间隔开但又延续镶嵌而成，去除非编码区再衔接后，可翻译出由延续氨基酸组成

10、的完好蛋白质，这些基因称为断裂基因。 断裂基因(splite gene)CABD编码区 A、B、C、D非编码区.2. 外显子(exon)和内含子(intron) 外显子在断裂基因及其初级转录产物上出现，并表达为成熟RNA的核酸序列内含子隔断基因的线性表达而在剪接过程中被除去的核酸序列.鸡卵清蛋白基因hnRNA首、尾修饰hnRNA剪接成熟的mRNA鸡卵清蛋白基因及其转录、转录后修饰.鸡卵清蛋白成熟mRNA与DNA杂交电镜图DNAmRNA.3. 内含子的分类 根据基因的类型和剪接的方式，通常把内含子分为4类 I：主要存在于线粒体、叶绿体及某些低等真核生物的rRNA基因；II：也发现于线粒体、叶绿体

11、，转录产物是mRNA； III：是常见的构成套索构造后剪接，大多数mRNA基因有此类内含子； IV：是tRNA基因及其初级转录产物中的内含子，剪接过程需酶及ATP。.4. mRNA的剪接 除去hnRNA中的内含子，将外显子衔接。snRNP与hnRNA结合成为剪接体.UACUACA - AGUGU4U5U6E1E2U1U2UACUACA - AGUGU6E1E2U1、U4、U5.pG-OH(ppG-OH, pppG-OH)U-OHGpUpGpA第一次转酯反响第二次转酯反响UpAGpU外显子1内含子外显子2G-OHUpUpGpA剪接过程的二次转酯反响 . RNA编辑作用阐明，基因的编码序列经过转录

12、后加工，是可有多用途分化的，因此也称为分化加工5. mRNA的编辑(mRNA editing) 人类apo B基因 mRNA14500个核苷酸肝脏apo B100分子量为500 000肠道细胞apo B48分子量为240 000mRNA编辑.二、tRNA的转录后加工tRNA前体RNA pol TGGCNNAGTGCGGTTCGANNCCDNA.RNaseP、内切酶.tRNA核苷酸转移酶、衔接酶ATPADP.碱基修饰2复原反响 如：U DHU4脱氨反响 如：A I 如：A Am1甲基化11324 3核苷内的转位反响 如：U .11OHOCH2OHOHNNOO.三、rRNA的转录后加工转录剪接18S - rRNA5.8S和28S-rRNArDNA内含子内含子28S5.8S18S45S - rRNA.四、核 酶具有酶促活性的RNA称为核酶核酶(ribozyme).核酶作用的根底锤头构造底物部分通