林谦第7章RNA的生物合成.pptVIP

分子生物学;第7章 RNA的生物合成 DNA是生物最重要的遗传物质，其贮存信息的方式是它的一级结构，蛋白质是生物体功能的主要执行者，其功能由特定的三维结构决定，但蛋白质的三维结构归根到底也是由其一级结构决定。要将DNA的一级结构转化为蛋白质的一级结构，首先需要按照碱基互补配对的原理，以DNA为模板，RNA，然后再以RNA为模板，合成蛋白质。这种以RNA为模板合成RNA的过程称为转录，以RNA为模板合成蛋白质的过程称为翻译或转译。转录和翻译统称为基因表达。;7.1 DNA转录 7.1.1 转录的一般特征 (1) 转录发生在DNA分子上某些特定的区域 转录只发生在DNA分子上具有转录活性的区域，DNA两条链并不是总会被转录。对某一特定基因来说，作为模板的DNA链称为模板链、无义链、Waston链，与模板链互补的另一条链称为编码链、有义链、Crick链。;图7-1 DNA转录的简单图解; (2) 以NTP作为底物，需要Mg2+的激活。 (3) 需要模板，需要DNA解链，但不需要引物。 (4) 第一个被转录的核苷酸通常是嘌呤核苷酸。 (5) 转录的方向总是5→3。 (6) 转录具有高度的忠实性，但低于DNA复制。 (7) 转录受到严格调控，主要发生在转录起始阶段。;复制和转录的共同点:;A;底物NTP;转录过程中碱基配对差异：;模板链(template strand)：在转录过程中直接参与指导RNA合成过程的DNA链，其序列与新合成的RNA链互补。 编码链(coding strand)：在RNA合成过程中不直接参与指导RNA合成的DNA链，其序列与新合成的RNA链对应。;;高度的忠实性(high fidelity): 转录的忠实性是指一个特定基因的转录具有固定的起点和固定的终点，而且被转录产生的剪基序列，严格遵守碱基互补原则。 然而，转录出错率高于复制出错率。 因为RNA聚合酶没有校读功能。;高度的进行性(highly progressive): 正常的转录一旦发生，就不会中途停止，转录终止前RNA聚合酶不从模板链解离下来。 一旦RNA聚合酶从模板链解离，则解离下来的酶不可能与解离点重新结合。;调控区： 调控转录的区域不在转录产物的序列中，而是在转录开始位点的上游。 复制调控的区域在复制产物序列中。;不对称转录 ;; 转录单位：一个转录区段可视为一个转录单位(操纵子?，包括 若干个结构基因及其上游的调控序列。 ;7.1.2 DNA转录的酶学 转录主要由RNA聚合酶催化。RAN聚合酶的三维结构高度保守。细菌、古细菌和真核生物细胞核和叶绿体的RNA聚合酶由多个亚基组成；噬菌体和线粒体基因组编码的RNA聚合酶只有1个亚基。 所有的多亚基RNA聚合酶都有5个核心亚基，细菌还有一个专门识别启动子的 因子。;7.1.2.1 RNA聚合酶与DNA聚合酶的性质比较 RNA聚合酶催化的反应为：;7.1.2.2. 原核细胞RNA聚合酶的结构与功能 7.1.2.2.1 细菌的RNA聚合酶 ;图7-2 E. coli RNA pol的体外组装;亚基; 细菌的RNA聚合酶都受到利福霉素和利链霉素的特异性抑制，这两种抑制剂作用的对象都是 亚基。利福霉素抑制转录的起始，阻止第三、四个核苷酸的掺入，利链霉素与聚合酶结合，抑制延伸。 这两种抑制剂不抑制真核生物细胞核的RNA聚合酶，但对线粒体和叶绿体内的RNA聚合酶有明显的抑制作用。;7.1.2.2.2 古细菌的RNA聚合酶 在结构和组成上，古细菌的RNA聚合酶与真核生物的更像，而非细菌的RNA聚合酶。 7.1.2.3 真核细胞的RNA聚合酶 真核细胞的RNA聚合酶在功能上有分工，不同性质的RNA分子由不同的RNA聚合酶催化合成。 细胞核有三种RNA聚合酶。线粒体和叶绿体也有RNA聚合酶，负责两种细胞器内所有RNA分子的合成。 真核细胞RNA聚合酶自己不能直接识别启动子，必须借助于转录因子才能结合到启动子上。;真核细胞RNA聚合酶的种类; 细菌的RNA聚合酶受到利福霉素和利链霉素的抑制，但这两种抑制剂不抑制真核生物细胞核的RNA聚合酶。