作坊发育生物学

1、RNA的生物合成-转录,成员：张 满（0803108059） 张 俊（0803108058） 张 敏（0803108060）李兆丰（0703108053） 肖星星（0803108055）,牧医工程学院 08级动物检疫二班,多彩的世界,浩瀚的宇宙之中唯有生命最神奇。每一个生命都有自己独特的一面，并且它们将它代代相传。这是为什么呢？ 我们知道生命有机体要将遗传信息传递给子代，才能在子代中表现出独特的一面。但这个过程只进行DNA的复制是不够的，还必须进行遗传信息的转移，即转录。,转录（transcription）： 以DNA为模板，在RNA聚合酶（RNA polymerase）的作用下合成mRNA，

2、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（transcription）。,一、转录是基因表达的中心环节,1. 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； 2. 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; 3. 转录不需要引物； 4. 转录的忠实性相对弱； 5. 转录首先得到RNA前体，然后再进行加工转变为成熟的RNA.,被转录成单个RNA分子的一段DNA 称为一个转录单位(transcript),生物基因的转录包括模板的识别、转录起始、延伸、终止等四个步骤。下面首先介

3、绍RNA聚合酶的结构与功能以及启动子的结构特点，然后分别介绍上述四个步骤。,分子量48万，4种亚基： 全酶= 核心酶（2）+ 因子 亚基决定转录的基因 亚基在53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。 亚基结合DNA模板 因子识别启动子并与之结合,二、 RNA聚合酶（ RNA polymerase ）,1.原核的RNA聚合酶,大肠杆菌RNA聚合酶的结构与功能,聚合酶I ：转录45S rRNA 聚合酶II：转录mRNA的前体，称为核不均 RNA（hnRNA） 聚合酶III：转录tRNA 和5S rRNA 等,2.真核的RNA聚合酶,真核生物RNA聚合酶的

4、结构比较复杂，都是多亚基的，通常有6-10个，并且分子量都在500000u左右。它有3种RNA聚合酶。,真核生物RNA聚合酶的特性,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,三、启动子（ promoter ）,注意原核启动子在-35 和-10区域的保守序列,Pribnow box,1、转录开始 由因子辨认并且结合到启动子上，局部解链（10-20bp），拓朴酶等也参与。 2、RNA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5ppp嘌呤核苷（

5、G 或A ）开头向着3延长多核苷酸链，合成开始后，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。,四、转录过程及其特点,“转录泡（transcription bubble）”,转录过程中的模板识别、起始和延伸,A. 依赖因子的终止 新生RNA上有因子的识别位点。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

6、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。,3、转录的终止,A,B,转录的全过程,转录得到的只是初级产物，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，而mRNA 的转录后加工比较复杂。 原核基因是多顺反子（poly-cistron），通常是几个相关的结构基因（编码的）同时转录得到多个mRNA。 而真核基因是单顺反子（mono-cistron），又是断裂基因。其结构基因中由编码的外显子（exon）和不编码的内含子（intron）间隔排开。转录得到的是“毛坯”，要在其5端加上鸟嘌呤“帽子”，3端加上polyA的“尾巴”，切除内含子，拼接外显子，才能成为一个成熟的mRNA。,五、RNA转录后的加工（ post-transcriptional processing）,原核前体RNA的加工,tRNA转录后的加工与修饰,注意稀有碱基,真核rRNA前体转录后的加工,真核mRNA前体转录后加工(以卵清蛋白mRNA的