第十三章 RNA生物合成课件.ppt

第十四章 RNA的生物合成—转录 第一节 概述 第二节 DNA指导下RNA的合成 第三节 原核生物RNA转录后的加工 第三节 真核生物RNA的转录过程 第四节 催化活性RNA—核酶及其功能 第一节 概述 转录的概念和DNA的模板链和编码链 基因的本义是指负责编码一条多肽链的DNA片段。后来发现，有的基因只转录成RNA（如tRNA或rRNA）而不编码多肽链，所以，基因的确切定义应是：被转录成RNA的DNA片段。将负责编码蛋白质多肽链的DNA片段称为结构基因（structural gene）。 一个转录单位可以是单个基因——单顺反子（monocistron），也可以是多个基因——多顺反子（polycistron）。 模板链:DNA链中被转录的一条链称模板链或负（-）链；非编码链。编码链:与模板链互补的DNA链称为非模板链或正（+）链。他与从基因上转录的RNA在碱基序列上是一致的，只是DNA中用T代替了U，故又称编码链。 RNA聚合酶（RNApolymerase）是在1960年分别由L.Hurwitz和S.weiss发现。（1）全酶 由多亚基组成，α2ββ’σ称为全酶。 识别转录起始点并参与解链。（2）α2ββ’ 称为核心酶，负责RNA链的延长。 σ因子功能 识别并结合启动子。 大肠杆菌RNA聚合酶的结构示意图  RNA聚合酶与DNA聚合酶不同，它不要求引物，也没有核酸外切酶的活性，缺乏校对功能，故RNA合成错误率约为105，远低于DNA聚合酶的精确性（109-1010）。所以可以产生非遗传上的错误。 RNA聚合酶催化的反应 　　目前已知的全部原核生物基因及绝大部分真核生物基因的启动子位于转录起始位点的上游序列中，只有真核生物RNA聚合酶III的启动子位于转录起始位点的下游序列中。 　　 原核生物不同基因的启动子虽然在结构上存在一定的差异，但具有明显的共同特征： ①在基因的5′端，直接与RNA聚合酶结合，控制转录的起始和方向； ②都含有RNA聚合酶的识别位点、结合位点和起始位点； ③都含有保守序列，而且这些序列的位置是固定的，如-35序列，-10序列等。 对于大多数启动子来说，在上游-35bp附近存在一段共有序列（consensus sequence）：TTGACA，RNA聚合酶的σ亚基识别该序列并使核心酶与启动子结合，故又称-35序列，为RNA聚合酶的识别位点； -10序列又叫Pribnow盒（Pribnow box），其共有序列为TATAAT，是RNA聚合酶与之牢固结合并将DNA双链打开的部位，即结合位点，形成所谓的开放性启动子复合物。 大肠杆菌启动子共有序列的功能 -10区：双螺旋打开形成开放启动复合物的区域。-35区：启动子不仅控制着转录起始的序列，并决定着某一基因的表达强度（-35区），启动子分为强启动子和弱启动子。DNA聚合酶和启动子亲和力高，转录效率高，具有强启动子的基因被频繁转录，而弱启动子的基因很少转录。 1. 依赖于ρ因子的终止子2. 不依赖于ρ因子的终止子 不依赖于ρ因子的终止子的回文结构 1. 以DNA为模板酶促合成RNA； RNA聚合酶必须以双链DNA中的一条链（或单链DNA）为模板，按照A与U、G与C配对的原则，将4种核糖核苷酸（NTP）以3′,5′-磷酸二酯键的方式聚合起来。 2. DNA双链中只有一条链被转录成RNA；不对称转录 ：以DNA一股链为模板转录RNA的方式。在DNA链上编码链和模板链是相对的，在同一DNA分子上的某些部分基因以这条链作模板，而在另一区域别的基因中则以该DNA分子另一条链为模板 —— 不对称性转录。3. 转录的方向为 5′→3′。 第二节 DNA指导下RNA的合成 在σ亚基的帮助下，RNA聚合酶识别并结合到启动子上，RNA聚合酶以全酶的形式辨认DNA启动子。 注意:核心酶不能识别启动子。 σ亚基的主要作用:促进RNA聚合酶识别启动子顺序, 还参与促使DNA双螺旋打开并以其中的一条链作为模板进行转录。 σ亚基识别-35序列并与核心酶一起结合在启动子上。RNA聚合酶与-10序列牢固结合并将DNA双链打开，形成开放性启动子复合物，RNA的转录开始。 当形成新RNA的第一个磷酸二酯键后，σ亚基即由全酶中解离出来，由核心酶继续进行转录。 　 绝大多数新合成的RNA链的5′-末端是pppA或pppG，说明转录的起始核苷酸是三磷酸腺苷或三磷酸鸟苷。 1. 当第一个磷酸二酯键生成后，释出σ亚基。2. 核心酶即沿DNA模板移动，并按碱基互补配对原则，以与第一个磷酸二酯键生成