RNA的生物合成—转录药学.ppt

1、第十一章 RNA的生物合成转录,RNA的生物合成包括,RNA转录 生物体以DNA为模板合成RNA的过程 称为转录或基因转录。 RNA复制 某些RNA病毒传递遗传信息的方式,第一节 RNA转录体系,DNA模板 四种NTP RNA聚合酶 某些蛋白因子 必要的无机离子,一、DNA是RNA转录的模板 （一）转录是不对称的 * 不是细胞内DNA全长都转录,* 转录时 一条DNA链起转录生成 ，称模板链(template strand)，或称有意义链 与其互补的DNA链无转录活性称编码链(coding strand)，或称反意义链。,编码链与RNA的序列完全相同，只是T换成U,DNA双链中包含许多基因，而

2、各基因的模板链不全在同一条链上，这种现象称为不对称转录。即： （1）DNA双链中一条转录时，另一条链不 被转录； （2）模板链并非永远在同一条链上。,（二）可转录的DNA一个区段为一个转录单位,5,3,转录单位,调节组件,结构基因,启动子 调节基因 操纵基因,可转录出RNA的区段,启动子(promotor)： 是转录起始点之前的一段核苷酸序列，是RNA 聚合酶识别和结合的部位，又称启动基因。,* 原核生物启动子：,-35区,-10区,+1,转录方向,终止位点,3,5,* 真核生物启动子：,核心启动子：TATA盒、起始子(initiator),近侧序列元件：GC盒、CAAT盒、OCT盒等,RNA

3、,二、RNA聚合酶是转录的主要酶 RNA聚合酶即DNA指导的RNA聚合酶 ( DNA directed RNA polymerase, DDRP),模板：单链DNA 原料：4种NTP 产物：RNA,（一）RNA转录的化学反应,NTP,(NMP)n,+,ppi,RNA聚合酶,（二）RNA聚合酶具有多种功能,* 53聚合活性,* 解旋解链酶的活性,使核苷酸通过磷酸二酯键依次聚合,将模板DNA链解开一小段（20个碱基对）,-缺乏35外切酶活性，无校读功能,全酶：五个亚基（2）组成 2 称为核心酶 参与RNA链的延长 亚基称为起始因子 辨认启动子，协助转录起始,（三）原核生物的RNA聚合酶,参与核心酶

4、的组装,抗结核菌药利福霉素可抑制原核生物转录： 与亚基非共价结合，阻止第一个NTP的进入,结合底物并催化形成磷酸二酯键,催化活 性中心,（hnRNA),、snRNA,RNA聚合酶I、II、III,（四）真核生物的RNA聚合酶,第二节 RNA转录的基本过程,三个阶段： 起始 延长 终止,以原核生物为例：,一、链的起始, 因子辨认启动子并与核心酶结合为全酶,识别转录起始点,RNA聚合酶将DNA局部解链17bp，,* 起始点，RNA聚合酶催化2个NTP按碱基 配对原则以氢键结合于DNA模板，生成 第1个磷酸二酯键 * 通常转录开始即5端是pppA或pppG * RNA聚合酶全酶-DNA-pppGpN

5、-OH-3 称为转录起始复合物 * 转录起始不需要引物 * 转录开始后， 因子脱落并可反复利用,由核心酶催化 RNA链延长方向5 3,二、链的延长,核心酶,三、链的终止,原核生物转录终止方式：,1、不依赖因子的终止,富含CG的发夹结构,(terminaor),终点的寡聚U,* 六聚体，50kD，有依赖RNA的ATP酶活性， 是一种RNA-DNA解旋酶。 * 识别新生RNA链上的终止信号，使RNA-DNA 双螺旋解开，释放RNA，并和RNA聚合酶一 起脱落。,2、依赖因子的终止,因子（终止因子，termination factor）,第三节 RNA转录后的加工过程,真核：有核，断裂基因，需加工，

6、 才成为有生物功能的RNA， 即RNA的成熟过程。,原核：无核，连续基因，很少加工,转录产物在原核和真核生物的去路：,一、信使RNA(mRNA)的加工,真核细胞的 mRNA是由其前体hnRNA加工而成,1、剪接(splicing) *剪内含子，接外显子 *选择性剪接产物不同 2、5端加m7GTP“帽” 3、3端加polyA“尾” 4、碱基的修饰,5、RNA的编辑与RNA沉默,二、转运RNA(tRNA)的加工,1、切去5端部分核苷酸 2、切去3端几个核苷酸，加入CCA末端 3、含多个tRNA 前体的剪切 4、碱基的修饰,三、核蛋白体RNA(rRNA)的加工,1、rRNA的剪切 2、碱基的修饰,第四节 核酶具有催化功能的RNA,1982年，美，Thomas Cech， 四膜虫的rRNA存在自我剪接,* 核酶：具有催化功能的RNA（ribozyme)。,* 核酶发现的意义：（自学）,十一章作业,一、简答 1、简述mRNA转录后加工的方式。 2、简述何为模板链和编码链？,二、论述 从模板、原料、产物、碱基配对、聚合酶 等方面列表比较复制和转录的异同点。,1、转录的模板 2