第11RNA的生物合成转录.ppt

1、转录（transcription）DNA携带的遗传信息传递给RNA的过程。,转录(transcription)：以DNA单链为模板，NTP为原料，在DNA依赖的RNA聚合酶催化下合成RNA链的过程。转录的条件：,模板原料酶产物配对方向引物,DNA(不对称转录）NTPRNA聚合酶mRNA,tRNA,rRNA，小RNAA-U,T-A,G-C53不需要,DNA复制与转录的比较,相同点,模板两股链均复制模板链转录合成方式半保留复制不对称转录原料dNTPNTP聚合酶DNA聚合酶RNA聚合酶碱基配对A-T，G-CA-U，T-A，G-C产物半保留的双链DNA单链RNA,不同点,以DNA为模板遵循碱基配对原则

2、都需依赖DNA的聚合酶聚合过程都是生成磷酸二酯键新链合成方向为53,n1ATPn2GTPn3CTPn4UTP,DNA（模板）,RNA聚合酶,RNA,n1AMPn2GMPn3CMPn4UMP,+,（n1+n2+n3+n4）PPi,几个基本概念,结构基因(structuregene)模板链(templatestrand)Watson(W)链、负(-)链(minusstrand)、反意义链(antisensestrand)编码链(codingstrand)Crick(C)链、正(+)链(plusstrand)、有意义链(sensestrand)不对称转录(asymmetrictranscriptio

3、n),结构基因(structuregene)：DNA分子中能转录出RNA的区段。,模板链（反意义链）以该链中的DNA碱基顺序指导RNA的合成即被转录的那条DNA链。,编码链（有意义链）不被转录的那条DNA链，但其碱基顺序除T代替U外，其余与mRNA相同。,不对称转录.DNA双链上，仅一股链转录，另一股不转录。.有意义链与反意义链并非固定不变。.转录方向都是53,转录方向53,模板链,图13-1,5GCAGTACATGTC3,3CGTCATGTACAG5,5GCAGUACAUGUC3,NAlaValHisValC,编码链,模板链,mRNA,蛋白质,转录,翻译,二、参与转录的主要物质,1.模板2.

4、底物：ATP、GTP、CTP、UTP3.辅助因子：Mg2+、Mn2+4.RNA聚合酶5.终止因子：识别终止信号。,（一）RNA聚合酶依赖DNA的RNA聚合酶（DNA-dependentRNApolymerase,DDRP）,以DNA为模板，催化2个游离的NTP形成3，5-磷酸二酯键,1、大肠杆菌RNA聚合酶的组成（1）全酶(holoenzyme)由4种(5个)亚基2组成（2）核心酶(coreenzyme)2，参与转录的全过程（3）亚基（起始亚基）亦称因子（factor)转录辅助因子识别启动子亚基功能未知,核心酶(coreenzyme),全酶(holoenzyme),全酶核心酶,亚基2,决定哪些

5、基因被转录结合底物，形成磷酸二酯键（催化）结合模板（开链）（核心酶参与转录全过程）识别起始点启动子（延长时脱落）,功能,RNA聚合酶全酶=核心酶+亚基（2）（2）,RNA聚合酶的特点：,（1）反应底物是NTP，DNA为模板，Mg2+促进聚合反应，不需要引物，合成方向53。（2）利福平抑制原核生物RNA聚合酶活性；-鹅膏蕈碱抑制真核生物RNA聚合酶活性。,二、RNA的转录过程：（以大肠杆菌为例）转录的启动（起始位点的识别、转录起始）RNA链的延伸转录终止,起始位点的识别,DNA上的转录起始序列，称为启动子，有序列保守性。,启动子的结构：识别部位、结合部位、转录起始点,识别位点,结合位点,1、转录

6、起始,因子仅与起始有关，RNA的合成一旦开始，便被释放,RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合,结构基因,终止点,10,-10,TTGACA,TATAAT,转录开始,翻译开始,Purine,-35,（Pribnowbox）,辨认结合区,转录起始区,原核生物的转录起始,亚基辨认-35区,RNApol全酶移向-10区,合成第一个磷酸二酯键,5-pppGpN-OH-3,转录起始复合物,RNApol()DNApppGpN-OH,亚基脱落,（结合松弛）,（结合紧密）,转录起始不需引物！,2.RNA链的延伸,DNA分子和酶分子发生构象的变化，核心酶与DNA结合比较松弛，可沿DNA模板移动，并按模板顺序选择下一

7、个核苷酸，将核苷三磷酸加到生长的RNA链的3-OH端，催化形成磷酸二酯键。转录延伸方向从53,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,RNA,启动子（promoter),终止子(terminator),依赖因子识别终止信号,不依赖于因子。,3.转录终止,在DNA分子上（基因末端）提供转录停止信号的DNA序列称为终止子（terminators),它能使RNA聚合酶停止合成RNA并释放出RNA。,第一类：依赖-因子的终止-因子的作用,与新生RNA结合ATP供能因子沿新生的RNA单链推进新生的RNA单链从DNA模板上分离下来,DNA模板上有终

8、止信号转录出来的RNAPol遇此结构停止工作DNA和RNA（dA：rU）稳定性下降,富含GC/AT的回文结构自身互补形成发夹状结构（hairpin）3尾端有4个UDNA恢复双链，释放转录产物,第二类：,不依赖-因子的终止,发夹结构,环,茎,多个U,DNA模板3,5,自发形成发夹结构,（转录产物3末端）,例如：,自发形成茎环结构,茎环结构改变RNApol的结构，使其失活,茎环结构的形成使转录复合物趋于解体，PolyU加速这一过程,三、RNA的转录后加工1、mRNA前体的加工2、tRNA前体的加工3.rRNA的转录后加工,1、mRNA前体的加工：（1）hnRNA被剪接（2）3端添加polyA“尾巴”；（3）5端连接“帽子”结构（m7G5ppp5NmpNp-）；（4）分子内部的核苷酸甲基化修饰。,帽子结构,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,2、tRNA前体的加