参考rna的生物合成

1、第二节 RNA的生物合成 Biosynthesis of RNA 在RNA聚合酶的催化下，以一段DNA链为模板合成RNA，从而将DNA所携带的遗传信息传递给RNA的过程称为转录(transcription)。经转录生成的RNA有多种，主要的是rRNA，tRNA，mRNA。一、转 录（一）DNA的大小与基因 在DNA分子中为一种或几种蛋白质（酶）的全部氨基酸编码的核苷酸顺序的特殊片段，称为基因（gene)和基因组，也称为顺反子或多顺反子。通常把这些编码蛋白质的基因片段称为结构基因。 基因不连续 真核生物（外显子和内含子）（二）、转录的不对称性转录(transcription)的不对称性就是指以双

2、链DNA中的一条链作为模板进行转录，从而将遗传信息由DNA传递给RNA。转录的概念和DNA的有义链和反义链 转录是在 DNA的指导下,在RNA聚合酶的催化下，按照硷基配对的原则，以四种核苷酸为原料合成一条与模板DNA互补的RNA 的过程。RNA的转录从DNA模板的特定位点开始，并在一定的位点终止。此转录区域为一个转录单位。 启动子（promoter) 终止子(terminator)模板链（templatte strand） 反意义链(antisense strand)有意义链(sense strand)编码链(codingstrand)非信息区DNA5533RNA链的延伸图解33RNA-DNA

3、杂交螺旋聚合酶的移动方向新生RNA复链解链有义链模板链（反义链）延长部位RNA转录合成时，以DNA作为模板，在RNA聚合酶的催化下，连续合成一段RNA链，各条RNA链之间无需再进行连接。合成的RNA中，如只含一个基因的遗传信息，称为单顺反子；如含有几个基因的遗传信息，则称为多顺反子。RNA转录合成时，只能向一个方向进行聚合，所依赖的模板DNA链的方向为35，而RNA链的合成方向为53。 RNA转录合成时，只能以DNA分子中的某一段作为模板，故存在特定的起始位点和特定的终止位点，特定起始点和特定终止点之间的DNA链构成一个转录单位，通常由转录区和有关的调节顺序构成。 （三）、RNA聚合酶（DDR

4、P）这是一种不同于引物酶的依赖DNA的RNA聚合酶。该酶在单链DNA模板以及四种NTP存在的条件下，不需要引物，即可从53聚合RNA。需要镁和锰离子。四种三磷酸核糖核苷酸，即ATP，GTP，CTP，UTP。以一段单链DNA作为模板。没有核酸外切酶的活性。原核生物中的RNA聚合酶全酶由五个亚基构成，即2。亚基与转录起始点的识别有关，而在转录合成开始后被释放，余下的部分（2）被称为核心酶，与RNA链的聚合有关。 大肠杆菌RNA聚合酶全酶大肠杆菌RNA聚合酶的结构示意图核心酶(2)起始因子和模板DNA结合起始和催化聚合反应？全酶( )RNA聚合酶催化的反应ACGACGUU模板DNA5353新合成RN

5、ARNA聚合酶（DDRP）特点1、不需要引物，能发动新链，也能延长多核苷酸链 2、合成方向53，按碱基配对原则（A-U,C-G） 3、要求有完整的DNA双链或单链为模板 4、需要4种三磷酸核苷酸-ATP,GTP,UTP及CTP 为反应底物 5、能识别DNA链上起始点 1、起始RNA聚合酶全酶结合在启动子上促使DNA局部双链解开，并催化ATP或GTP与另外一个三磷酸核苷聚合，形成第一个3-5-磷酸二酯键。RNA聚合酶有两个核苷酸的结合位点，称为起始部位和延伸部位。起始部位结合三磷酸嘌呤核苷酸。不需要引物。 （六）RNA转录的合成过程2、延长 因子从全酶上脱离，余下的核心酶继续沿DNA链移动，按照

6、碱基互补原则，不断聚合RNA。 RNA聚合酶没有核酸外切酶的活性，不能对进入RNA链的核苷酸进行校正。RNA链的延伸图解33RNA-DNA杂交螺旋聚合酶的移动方向新生RNA复链解链反意义链模板链（有义链）延长部位3、终止RNA转录合成的终止机制有两种： 1自动终止：模板DNA链在接近转录终止点处存在相连的富含GC和AT的区域，使RNA转录产物形成寡聚U及发夹形的二级结构，引起RNA聚合酶变构及移动停止，导致RNA转录的终止。 2依赖辅助因子的终止：由终止因子(因子)识别特异的终止信号，并促使RNA的释放。 RNA合成过程起始双链DNA局部解开磷酸二酯键形成终止阶段解链区到达基因终点延长阶段53

7、RNA 启动子（promoter) 终止子(terminator)5RNA聚合酶5353553DNA和RNA合成的比较二、 RNA转录后的加工修饰 1、mRNA的转录后加工(真核生物） （1）加帽(adding cap)：即在mRNA的5-端加上m7GTP的结构。此过程发生在细胞核内，即HnRNA即可进行加帽。加工过程首先是在磷酸酶的作用下，将5-端的磷酸基水解，然后再加上鸟苷三磷酸，形成GpppN的结构，再对G进行甲基化。 （2）加尾(adding tail)：这一过程也是细胞核内完成，首先由核酸外切酶切去3-端一些过剩的核苷酸，然后再加入polyA。polyA结构与mRNA的半寿期有关。

8、真核细胞mRNA的加工5 “帽子”PolyA 3 顺反子(cistron ) m7G-5ppp-N-3 pAAAAAAA-OH 5端接上一个“帽子”(CAP)结构 3端添加PolyA“尾巴”,由RNA末端核苷酸转移酶催化 剪接：剪去内含子(intron)，拼接外显子(extron) 2剪接（splicing)：真核生物中的结构基因基本上都是断裂基因。结构基因中能够指导多肽链合成的编码顺序被称为外显子，而不能指导多肽链合成的非编码顺序就被称为内含子。真核生物HnRNA的剪接一般需snRNA参与构成的核蛋白体参加，通过形成套索状结构而将内含子切除掉。 真核生物mRNA的转录后加工修饰 3内部甲基化

9、：由甲基化酶催化，对某些碱基进行甲基化处理。 二、tRNA的转录后加工主要有以下几种加工方式：切断。剪接。化学修饰。tRNA前体分子的加工a、切除tRNA前体两端多余的序列： 5端切除几到10个核苷酸。b、末端添加：3-端添加CCA序列。c、修饰：形成稀有碱基如DH2 。RNAasePRNAaseFRNAasePRNAaseFRNAaseDRNAaseDACC表示核酸内切酶的作用 表示核苷酸转移酶的作用 表示核酸外切酶的作用 表示异构化酶的作用 三、rRNA的转录后加工原核生物中rRNA前体的加工甲基化作用专一核酸外切酶30S前体17StRNA25S专一核酸外切酶16S rRNAtRNA23S

10、 rRNA5S rRNA专一核酸外切酶真核生物和原核生物转录的差别DNA核核糖体新生蛋白质真核生物原核生物mRNA前体转运加工mRNAmRNA 真核生物中转录与复制在不同的区域 RNA聚合酶不相同 启动子不同 转录后RNA加工修饰不同真核生物RNA聚合酶分三种：RNA聚合酶I转录产物为rRNA。RNA聚合酶II的产物负责hnRNA或mRNA前体转录。RNA聚合酶III负责tRNA,5S RNA及其它小RNA的转录。 真核生物RNA聚合酶含有与E.coli(原核）RNA聚合酶、和相应的亚基，但没有亚基对应物。必须借助多种转录因子才能结合到启动子上。转录过程与原核生物类似。 与 RNA 分子相比，为什么 DNA 分子更适合用于贮存遗传信息？ 首先是DNA螺旋双链结构。碱基由氢键连接。使它的热稳定性增强，抗环境变化能力增强。而且半保留复制严格遵循碱基互补配对，不易产生变异。自然选择也让它成为主要的遗传物质。RNA是单链，容易变异