《动物生物化学》课件14 RNA的生物合成-转录

第14章RNA的生物合成----转录

RNABiosynthesis----Transcription第14章RNA的生物合成----转录

RNABiosyn1

本章主要内容转录是基因表达的中心环节转录涉及的酶与过程转录后的加工本章主要内容2

转录（transcription）以DNA为模板，在RNA聚合酶（RNApolymerase）的作用下合成mRNA，将遗传信息从DNA分子上转移到mRNA分子上，这一过程称为转录。转录（transcription）31转录是基因表达的中心环节

转录是以DNA为模板合成RNA,并且只是以单股DNA为模板，因此具有不对称性；用以转录的单链DNA,称为模板链,与复制不同，转录是局部的,从启动子开始到终止子结束,为一个转录单位;转录不需要引物；转录的忠实性相对弱；转录首先得到RNA前体，然后再进行加工转变为成熟的RNA.1转录是基因表达的中心环节转录是以DN4被转录成单个RNA分子的一段DNA称为一个转录单位(transcript)被转录成单个RNA分子的一段DNA称为一个转录单位(tra5

分子量48万，5种亚基：

全酶=核心酶（α2ββ’）+σ因子

α亚基决定转录的基因β亚基在5’——3’方向上延长多核苷酸链，其方式与DNA聚合酶相同，原料为NTP，没有纠错的功能。β’亚基结合DNA模板

σ因子识别“启动子”并与之结合2RNA聚合酶（RNApolymerase）2.1原核的RNA聚合酶分子量48万，5种亚基：2RN6聚合酶I：转录45SrRNA聚合酶II：转录mRNA的前体(核不均RNA,hnRNA）聚合酶III：转录tRNA和5SrRNA等（注意：S）2.2真核的RNA聚合酶2.2真核的RNA聚合酶7

沉降系数S

生物大分子在离心场中沉降，受到三种力的影响，它们是离心力，浮力和摩擦力。物质在单位离心力场下的沉降速度是个定值，称为沉降系数（sedimentationcoefficient）。蛋白质、核酸等的沉降系数在1X10-13到200X10-13秒之间。为方便将10-13秒作为一个单位，称Svedberg单位，用S表示。其数值不仅与物质分子的质量有关，也与分子的形状有关。

沉降系数S8

DNA上的转录起始序列，称为启动子，有序列保守性，不仅是转录起始的位置，而且影响转录的活性。RNA聚合酶结合在启动子上上游下游3启动子（promoter）DNA上的转录起始序列，称为启动子，有序列保守性，9注意原核启动子在-35和-10区域的保守序列Pribnowbox注意原核启动子在-35和-10区域的保守序列Pribnow10

真核转录启动子的保守序列

（TATAbox，TATA盒）

并非所有的真核基因都有典型的TATAbox，不同生物的基因有不同的上游DNA序列真核转录启动子的保守序列11

4.1转录开始

由σ因子辨认并且结合到启动子上，局部解链（10-20bp），拓朴异构酶等也参与。4.2RNA链的延伸

由核心酶催化，以其中的一股DNA单链作为模板链，以NTP为原料，按照碱基互补配对的原则，通常是由5’ppp嘌呤核苷（G或A）开头向着3’方向延长多核苷酸链，合成开始后，σ因子从模板上脱离下来（可以重复利用）。核心酶覆盖双链DNA和RNA复合物，向前推进，一边解开螺旋，一边释放出新合成的RNA链，后面已经转录的区域中分开的DNA链又重新形成双螺旋。4转录过程及其特点4.1转录开始4转录过程及其特点12“转录泡（transcriptionbubble）”“转录泡（transcriptionbubble）”13转录过程中的模板识别、起始和延伸转录过程中的模板识别、起始和延伸14

A.依赖ρ因子的终止

新生RNA上有ρ因子的识别位点。它与聚合酶-DNA-RNA复合物结合，向3’端移动，并解开DNA-RNA杂交体，需ATP。B.依赖于特定序列的终止

转录终止区有特殊结构。终止区的上游有GC二重对称区，转录的RNA容易形成多个“发卡”结构,转录产物的3’端有polyU序列。这种特殊的二级结构阻止了转录向下游继续推进。

4.3转录的终止A.依赖ρ因子的终止4.3转录的终止15AB转录终止的两种方式AB转录终止的两种方式16

转录得到的只是RNA的初级产物，通常要经过加工，才能转变为成熟的RNA。tRNA和rRNA的转录后加工比较简单.5RNA后的加工（post-transcriptionalprocessing）原核前体RNA的加工转录得到的只是RNA的初级产物，通17tRNA转录后的加工与修饰

注意tRNA上的修饰和稀有碱基tRNA转录后的加工与修饰注意tRNA上的修饰和稀有18

mRNA转录后的加工

原核生物的结构基因（编码的）是多顺反子（poly-cistron），通常是将几个相关的结构基因一起转录得到多个mRNA。（顺反子cistron一词可以视作基因的同义词）。而真核基因是单顺反子（mono-cistron），其mRNA的转录比较复杂,因为真核通常只转录出一个结构基因,而且其结构基因通常又是断裂基因,即是由编码的外显子（exon）和不编码的内含子（intron）间隔排开组成的。因此,转录得到的仅仅是mRNA的“毛坯”，称为核不均RNA（hnRNA），要进行转录后的加工-----------在其5’端加上鸟嘌呤“帽子”，3’端加上polyA的“尾巴”，再切除内含子，将外显子拼接，才能成为一个成熟的mRNA。m19真核mRNA前体转录后加工(以卵清蛋白mRNA的转录为例)外显子内含子5’3’真核mRNA前体转录后加工(以卵清蛋白mRNA的转录为例)外20真核生物mRNA的转录后加工，包括：

1.在5’端加鸟嘌呤“帽”结构

2.在3’端加polyA的“尾”

3.切除内含子；

4.拼接外显子。5’帽结构真核生物mRNA的转录后加工，包括：

1.在5’端加鸟嘌呤21在原生动物四膜虫（tetrahymena）中，26SrRNA分子是有一个6.4kb的前体经切除1个414nt的内含子后形