,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第14章 RNA的生物合成-转录,RNA Biosynthesis-Transcription,第14章 RNA的生物合成-转录RNA Biosynthe,1,转录（transcription）,：以DNA为模板，在,RNA聚合酶,（RNA polymerase）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（transcription）。,转录（transcription）：以DNA为模,2,1、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 DNA为模板合成RNA,3,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(tra,4,分子量48万，5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,2、RNA聚合酶,（RNA polymerase）,2.1、原核的RNA聚合酶,分子量48万，5种亚基：2、RN,5,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,2.2、真核的RNA聚合酶,2.2、真核的RNA聚合酶,6,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，,7,注意原核启动子在-35 和-10区域的保守序列,Pribnow box,注意原核启动子在-35 和-10区域的保守序列Pribnow,8,真核转录启动子的保守序列,（TATA box，TATA盒）,并非所有的真核基因都有典型的,TATA box,，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,9,4.1、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。,4.2、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（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。,4、转录过程及其特点,4.1、转录开始4、转录过程及其特点,10,“转录泡（,transcription bubble,）”,“转录泡（transcription bubble）”,11,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,12,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.依赖因子的终止4.3、转录的终止,13,A,B,转录的全过程,AB转录的全过程,14,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。,5、RNA后的加工,（,post-transcriptional processing）,转录得到的只是初级产物，通常要经过,15,原核前体RNA的加工,原核前体RNA的加工,16,tRNA,转录后的加工与修饰,注意稀有碱基,tRNA转录后的加工与修饰注意稀有碱基,17,真核rRNA前体转录后的加工,真核rRNA前体转录后的加工,18,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,mRNA的剪切,真核mRNA前体转录后加工(以卵清蛋白mRNA的转录为例)外,19,首、尾部的修饰,1）5端形成帽子结构（m7GpppGp-）,2）3端加上多聚腺苷酸尾巴（polyA tail）,真核生物mRNA的转录后加工,帽子结构,首、尾部的修饰 1）5端形成帽子结构（m7Gpp,20,在原生动物四膜虫（tetrahymena）中，26S rRNA分子是,有一个6.4kb的前体经切除1个414nt的内含子后形成的,在此,过程中,RNA进行了自我剪接（self-splicing），但是要有鸟,嘌呤存在的条件下通过转酯反应实现.,RNA催化作用的发现提示了生命的最初形式可能是兼遗传,信息载体和催化功能于一身的RNA.,6、核酶的发现,在原生动物四膜虫（tetrahymena）中，26,21,本 章 结 束,本 章 结 束,22,动物生物化学练习（3）,1图示多核苷酸链在溶液中可能形成怎样的结构：,5AUUCCGACUGGCGAAGUCGGCGC 3,2.DNA的复制包括哪些主要阶段？为什么复制具有半保留性？为什么说子链的合成是半不连续的？,3.转录的终止出现在DNA分子中特定的碱基顺序上。原核DNA转录的终止顺序有明显的结构特点，请予描述。除此以外，还有什么其它的终止转录的方式？,4.关于多肽链的生物合成，请你,A.说明氨基酰-tRNA合成酶的特点；,B.图示原核70S 起始复合物；,C.解释延伸因子Tu的作用；,D.指出何时肽酰基转移酶起作用。,5.无论是在DNA复制、还是RNA的转录或者是蛋白质翻译的过程，我们都能看到碱基互补配对的原则贯穿在遗传信息从DNA传递到蛋白质的各个环节。请作简要地介绍并评价其生物学意义。,6.为了克隆某个真核细胞的蛋白质的基因，研究人员更愿意先从组织中分离它的mRNA，这样得到这个基因就不难了。为什么？,动物生物化学练习（3）,23,