第7章 PartⅠ RNA的转录.ppt

1、第七章核糖核酸转录和转录后处理，部分核糖核酸转录，除了一些核糖核酸病毒，所有的核糖核酸分子都来自脱氧核糖核酸。基因组脱氧核糖核酸通过一种叫做转录的过程，将储存在双链脱氧核糖核酸分子中的遗传信息转化为与模板脱氧核糖核酸链互补的核糖核酸单链。在核糖核酸聚合酶的催化下，核糖核酸以脱氧核糖核酸链为模板合成，将脱氧核糖核酸携带的遗传信息转化为核糖核酸的过程称为转录。核糖核酸转录合成的特征1。转录不对称是指一条双链脱氧核糖核酸被用作转录模板，从而将遗传信息从脱氧核糖核酸转移到核糖核酸。对于不同的基因，它们的转录信息可以存在于两条不同的DNA链上。能够转录核糖核酸的脱氧核糖核酸链被称为模板链、沃森(W)链、

2、负链或反义链，而互补的脱氧核糖核酸链被称为编码链、克里克(C)链、正链、或、有义链、反义链、5、5、3、5、转录单位、5、5、5、3、3、启动子、终止子、模板链、负链、反义链。合成核糖核酸，如果它只包含一个基因的遗传信息，被称为单顺反子。如果它包含几个基因的遗传信息，它被称为多顺反子。当转录的单向核糖核酸被转录和合成时，它只能在一个方向上聚合，模板脱氧核糖核酸链的方向是35，而核糖核酸链合成的方向是53。4.当核糖核酸以特定的起点和终点被转录和合成时，只有一段脱氧核糖核酸分子可以作为模板，所以有特定的起点和终点。特定起点和终点之间的脱氧核糖核酸链构成一个转录单位，通常由转录区和相关的调节序列组

3、成。核糖核酸转录和合成的条件1。底物四种核糖核苷酸，即三磷酸腺苷、GTP、环磷酰胺和UTP。第二，模板使用单链脱氧核糖核酸作为模板。3.这是一种不同于引物酶的依赖于脱氧核糖核酸的核糖核酸聚合酶。在单链脱氧核糖核酸模板和四个核糖核苷酸的存在下，这种酶可以在没有引物的情况下聚合53个核糖核酸。1原核核糖核酸的转录，1.1细菌核糖核酸聚合酶，核苷酸酶，亚单位，由ropA编码，可能参与全酶组装和全酶识别启动子，从而决定哪些基因可以转录。亚基由ropB基因编码，是酶的催化中心，与转录的启动和延伸有关。利福平和链霉素的抑制。该亚单位与模板DNA结合。并且通过脱氧核糖核酸的磷酸基团和核苷酸酶的碱性基团之间的

4、非特异性吸附，核苷酸酶可以与模板脱氧核糖核酸非特异性地松散结合。亚基的功能是识别启动子和识别转录起点，但不能单独与DNA模板结合。当与核酸酶结合时，会引起酶构象的改变，从而改变核酸酶与DNA的结合性质，使整个酶对转录起始点的亲和力比其他部分高四个数量级。在转录延伸阶段，亚基与核酸酶分离，只有核酸酶参与延伸过程。因此，亚单位实际上被认为是转录辅因子，所以它被称为因子。当一个生物在其生命周期的不同阶段或其内外环境发生变化时，其基因表达具有一定的时空顺序，以满足生长、发育和环境变化的需要。核糖核酸聚合酶的活性在决定基因表达方面起着重要作用。该因子是识别和结合启动子的核糖核酸聚合酶的亚单位。原核生物中

5、所有的核糖核酸转录都是由同一种核糖核酸聚合酶催化的。这种酶如何识别生命周期不同阶段或不同环境中所有转录单位的启动子是由启动子识别因子完成的。一般来说，原核生物的核糖核酸聚合酶含有在酶与启动子结合过程中起着极其重要作用的因子：提高酶识别启动子的能力，减少酶与脱氧核糖核酸之间的非特异性结合，减少单链脱氧核糖核酸间隙非特异性转录的启动，促进脱氧核糖核酸链的开放，提高核糖核酸链合成启动的速度，防止酶分子的聚合。例如，热休克蛋白为32，rpoH编码为55，当被噬菌体SP01感染时，噬菌体的早/中/晚基因的因子是不同的(分别为55/28/33，34)。枯草芽孢杆菌在不同发育阶段的基因表达也通过因子置换控制

6、噬菌体的基因序列表达。1.2细菌启动子，1.2.1启动子，该启动子是核糖核酸聚合酶识别、结合并启动转录的脱氧核糖核酸序列，它含有核糖核酸聚合酶特异性结合和转录启动所需的保守序列。n n n n n n n n n n n c g t n n n n n n n n n n n n n n n n n n n，1，-1，-2，2，-3，3，启动子，20-200 bp，lac 85 bp，上游序列，下游序列，1.2.1启动子，1.2.1.1 T80A 95T 45 A 60 A 50T 96，1.2.1.2 sextama框架，-35序列，T82T84G78A65C54A45，核糖核酸聚合酶，T8

7、2T84G78A65C54A45，N1核糖核酸聚合酶，核糖核酸聚合酶，核糖核酸聚合酶，核糖核酸聚合酶，核糖核酸聚合酶，核糖核酸聚合酶，核糖核酸聚合酶，核糖核酸聚合酶，核糖核酸聚合酶，核糖核酸聚合酶，核糖核酸聚合酶，核糖核酸聚合酶，核糖核酸聚合酶，一旦核糖核酸聚合酶开始基因转录，它将继续沿着模板53的方向移动以合成核糖核酸链，并且它将不会释放新的核糖核酸链，直到它遇到终止信号。 因为在活细胞中根据终止信号正确终止的核糖核酸与3-末端的剪接核糖核酸没有什么不同，3-末端是-羟基。 模板DNA有一个特殊的终止转录的信号终止子，每个基因或操纵子都有一个启动子和一个终止子。新生核糖核酸中的发夹结构会导致

8、核糖核酸聚合酶的悬浮，破坏核糖核酸-脱氧核糖核酸杂交链5-末端的正常结构。寡聚U的存在导致杂合链3-末端部分的不稳定rUdA区。1.2.1终止子，一种因子是相对分子量为2.0105的六聚体蛋白，可水解各种核苷三磷酸，实际上是一种NTP酶。通过催化NTP的水解，该因子可以促进新的核糖核酸链从三元转录复合物中解离，从而终止转录。有些人认为，在核糖核酸合成开始后，该因子附着在新的核糖核酸链上，并通过三磷酸腺苷水解产生的能量沿53方向向核糖核酸聚合酶移动。到达核糖核酸的3-羟基末端后，它取代悬浮在终止位点的核糖核酸聚合酶，并从模板和酶中释放核糖核酸，完成转录过程。终止过程需要消耗能量，因此该因子具有终

9、止转录和核苷三磷酸酶两种功能。1.2.1.1依赖于终止子的因子，如果在终止子的上游有一个富含GC碱基的双对称区域，由这种DNA转录产生的RNA就容易形成发夹结构；在终止点的前面有一个由4-8个氨基酸组成的序列，在转录物的3个末端产生寡聚核苷酸。这两种结构特征的存在也决定了转录的终止。新生核糖核酸中的发夹结构会导致核糖核酸聚合酶的悬浮，破坏核糖核酸-脱氧核糖核酸杂交链5-末端的正常结构。寡聚U的存在导致杂合链3-末端部分的不稳定rUdA区。1.2.1.2终止子独立因子，1.3细菌转录过程，1 .转录起始2。核糖核酸链延伸3。转录终止，1.3.1转录起始1。封闭转录起始复合物的形成：首先，启动子的

10、35个区域(识别位点)被因子识别，整个酶与该区域结合形成，因此称为封闭转录起始复合物。2.开放转录起始复合物的形成：然后核糖核酸聚合酶移动到区域10和转录起始点，而脱氧核糖核酸在区域20部分熔化形成1217bp的单链区域，核糖核酸聚合酶与脱氧核糖核酸更紧密结合形成开放转录起始复合物。3.初始延伸复合物的形成：以单链模板链为模板，核糖核酸聚合酶的起始位点和延伸位点被相应的NTP占据，聚合酶的亚基催化第一个磷酸二酯键的形成，亚基从整个酶中解离，从而与脱氧核糖核酸-核糖核酸聚合酶(核酸酶)结合形成初始延伸复合物。1.3.2。核糖核酸链1的延伸。因子解离：原核生物的核糖核酸聚合酶催化转录起始，即在核苷

11、酸链中的第一个磷酸二酯键形成后，因子从整个酶中解离出来，核酸酶可以沿着脱氧核糖核酸分子移动。2.5 3:在转录起始复合物中，核苷酸之间的第一个磷酸二酯键是通过第一个核苷酸的3-羟基和第二个核苷酸的5-磷酸之间的脱水形成的。第一个核苷酸通常是g，来自GTP的5-三磷酸仍然存在，第二个核苷酸的3-羟基仍然自由形成5 ppgpn-OH3。当聚合酶沿模板链的35移动时，根据模板链的碱基序列，NTP上的-磷酸可以与3-羟基形成磷酸二酯键，使新链一个接一个地延伸，其磷酸基团脱落生成焦磷酸，然后焦磷酸迅速水解，释放的能量进一步促进转录，使新合成的核糖核酸链沿5 3方向逐渐延伸。3.转录泡的形成：在转录延伸过

12、程中，DNA双链需要被1020 bp解开，而形成的局部单链区域就像一个小泡，因此被形象地称为转录泡。转录囊泡是指由核糖核酸聚合酶-脱氧核糖核酸模板-转录产物核糖核酸形成的转录复合体。为了保持局部转录气泡状态，RNA聚合酶下游的DNA需要不断熔化，这可以使下游的DNA(未熔化的双链部分)变得越来越紧密，形成正的超螺旋，而上游的DNA变得松散，产生负的超螺旋，这需要旋转酶和拓扑异构酶来消除这些现象。1.3.3。转录终止1。依赖因子的转录终止：2。真核核糖核酸转录，2.1真核核糖核酸聚合酶，2.2真核启动子，2.2.1型启动子，2.2.2型启动子和2.2.3型启动子，核糖核酸聚合酶负责转录第一部分是

13、核心启动子，由-45-20个核苷酸组成，当它单独存在时，足以启动转录。另一部分由-170-107序列组成，称为上游调控元件，可有效提高转录效率。UBF和SL1转录因子识别启动子。2.2.1启动子、上游结合因子、UBF)和选择性因子1 (sl1)。功能： SL1的初步功能可能是确保核糖核酸聚合酶可以位于起始位点的适当位置。组成：有四个亚单位，一个是TATA结合蛋白(TBP)，另外三个是TBP相关因子(taf)。UBF和脱氧核糖核酸的结合使模板脱氧核糖核酸弯曲，这使UCE和核心元素紧密结合在一起。然后SL1和pol 1一个接一个地与UBF-DNA复合物结合，完成初始复合物的构建并开始转录。核糖核酸

14、聚合酶负责转录5核糖核酸、核糖核酸和一些小核核糖核酸，其启动子(类)是复杂的，可分为两类。5S rRNA和tRNA基因的启动子是内部启动子，位于转录起始位点的下游，由两部分组成。第二类启动子由三部分组成，位于转录起始位点(snRNA基因)的上游。2.2.2型启动子，由核糖核酸聚合酶转录的第二类基因包括所有蛋白质编码基因和部分核糖核酸基因，后者的启动子结构与第三类第三类基因启动子相似，编码蛋白质的第二类基因启动子在结构上具有共同的保守序列。基本启动子、起始子、上游元件和响应元件的2.2.3.1。核心元件(基本启动子)大多数二类启动子有一个共同的序列，称为TATA盒，通常位于-30区，其位置相对于

15、转录起始位点相对固定。TATA盒存在于大多数真核生物中。TATA盒是一个保守的七碱基对，其序列为：2.2.3启动子。也有一些二类启动子不包含TATA盒。这种启动子被称为TATA无盒启动子。末端脱氧核苷酸转移酶TdT基因。2.2.3启动子，(1)选择正确的转录起始位点以确保准确的起始，因此它也被称为选择子。当一些基因缺少TATA盒时，Inr可能会取代它的作用。例如，小鼠的末端脱氧核苷酸转移酶(Tdt)基因没有TATA盒，但有17bp的INR(2)影响转录速率。TATA盒的8bp保守序列通常由A.T对组成。在一些情况下，在两个位点上，一个基因对被另一个基因对取代，这表明它更容易打开。当其序列因突变

16、和缺失而改变时，它将影响其与酶的结合能力，从而影响其转录能力。在白蛋白基因中，当TATA盒突变为TAGA时，转录效率大大降低。当TATA盒中的保守序列ATAAAA被人工突变为ATGTAA时，兔珠蛋白基因的转录效率将降低80%。当人珠蛋白基因的ATAAA序列改变为ATGAA或ATAG/CAA时，珠蛋白产量将大大减少，地中海贫血将出现。2.2.3.2:在起始子的转录起始位点没有广泛的序列同源性，但是第一个碱基是腺嘌呤，两侧是嘧啶碱基。这个区域被称为起始区(Inr)，其序列可以表示为pypyant (a) py。Inr元素位于-3 5。仅由Inr元件组成的启动子具有可被核糖核酸聚合酶识别的最简单的启动子形式。上游启动子元件(UPE)上游元件包括CAAT盒、气相色谱盒等。它们的保守序列和结合蛋白因子也不同。CAAT盒的保守序列是GGC(T)CAATCT，它