第三章转录课件.docVIP

概述 基因表达包括转录（ transcription ）和翻译（ translation ）两个阶段。 RNA分子来自DNA。储存于DNA双链中的遗传信息通过转录酶促反应按照碱基互补配对的原则被转化成为单链RNA分子。 RNA转录合成的特点 1、转录的不对称性 2、转录的连续性 3、转录的单向性 4、有特定的起始和终止位点 RNA转录合成的特点 1、转录的不对称性 双链DNA分子中只有一条链作为RNA模板。如果DNA的两条链均作为RNA模板，则每个基因必将产生两条互补的RNA。而遗传学证明每个基因只合成了一条RNA链。即使合成两条RNA链，其中也只有一条有功能。事实上，在活体内只存在这两条RNA链中的一条。 如将双链DNA加热使之变性，再加入以此DNA为模板所合成的单链RNA，进行退火。结果除复性的DNA双螺旋外，还形成了DNA-RNA杂种分子。结果表明只有一条DNA链被转录。 在RNA的合成中，DNA的二条链中仅有一条链可作为转录的模板，称为转录的不对称性。 2、转录的连续性 RNA转录合成时，以DNA作为模板，在RNA聚合酶的催化下，连续合成一段RNA链，各条RNA链之间无需再进行连接。 合成的RNA中，如只含一个基因的遗传信息，称为单顺反子；如含有几个基因的遗传信息，则称为多顺反子。 3、转录的单向性 RNA转录合成时，只能向一个方向进行聚合，所依赖的模板DNA链的方向为3→5，而RNA链的合成方向为5→3。 4、有特定的起始和终止位点 RNA转录合成时，只能以DNA分子中的某一段作为模板，故存在特定的起始位点和特定的终止位点，特定起始点和特定终止点之间的DNA链构成一个转录单位，通常由转录区和有关的调节顺序构成。 复制和转录的区别 第二节 原核生物RNA转录的起始(RNA Transcription promotion in prokaryots) 无论是原核还是真核细胞，转录的基本过程都包括:模板识别、转录起始、通过启动子及转录的延伸和终止。 在原核生物中，模板识别阶段主要指RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程。转录起始前，启动子附近的DNA双键分开形成转录泡以促使底物核糖核苷酸与模板DNA的碱基配对。转录起始就是RNA链上第一个核苷酸键的产生。 转录起始后直到形成9个核酸苷短链是通过启动子阶段，此时RNA聚合酶一直处于启动子区，新生的RNA链与DNA模板链的结合不够牢固，很容易从DNA链上掉下来并导致转录重新开始。一旦RNA聚合酶成功地合成9个以上核苷酸并离开启动子区，转录就进人正常的延伸阶段。所以，通过启动子的时间代表一个启动子的强弱。一般说来，通过启动子的时间越短，该基因转录起始的频率也越高。 当RNA链延伸到转录终止位点时，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯键，RNA-DNA杂合物分离，转录泡瓦解，DNA恢复成双链状态，而RNA聚合酶和RNA链都被从模板上释放出来，这就是转录的终止。 以DNA序列为模板的RNA聚合酶主要以双链DNA为模板，以4种核苷三磷酸作为活性前体，并以Mg2＋/Mn2＋为辅助因子，催化RNA链的起始、延伸和终止，它不需要任何引物，催化生成的产物是与DNA模板链互补的RNA。RNA或RNA-DNA双链杂合体不能作为模板。 由β和β’亚基组成了聚合酶的催化中心。β亚基能与模板DNA、新生RNA链及核苷酸底物相结合。 α亚基与核心酶的组装及启动子识别有关，并参与RNA聚合酶和部分调节因子的相互作用。 σ因子的作用是负责模板链的选择和转录的起始，它使酶专一性识别模板上的启动子。σ因子可以极大地提高RNA聚合酶对启动子区DNA序列的亲和力，酶底结合常数提高103倍，酶底复合物的半衰期可达数小时甚至数十小时。σ因子还能使RNA聚合酶与模板DNA上非特异性位点的结合常数降低104倍，使酶底复合物的半衰期小于1s。因此，加入σ因子以后，RNA聚合酶全酶识别启动子序列的特异性总共提高了107倍。 E. coli RNA polymerase RNA聚合酶与DNA聚合酶的区别 上节课内容回顾 基本概念:转录 翻译有义链 反义链 转录单位 1. 转录的基本特征 2. RNA转录合成的特点 3.复制和转录的区别 4.原核生物转录的大致过程 5.原核生物的RNA polymerase (亚基组成，各亚基的功能) 足迹法确定启动子序列 基因的特异性转录取决于酶与启动子能否有效地形成二元复合物，所以，RNA聚合酶如何有效地找到启动子并与之相结合是转录起始过程中首先要解决的问题。有实验表明，对许多启动子来说，RNA聚合酶与之相结合的速率至少比布朗运动中的随机碰撞高100倍。 Pribnow设计了一个实验，他把RNA聚合酶全酶与模板DNA结合后，用DNaseI水解DN