第六章rna的生物合成和加工.pptVIP

第一节 DNA指导下的RNA的合成 转录——以DNA为模板，按碱基配对原则（dA-U、dT-A、dG-C、dC-G)合成RNA链。 RNA链的转录，起始于DNA模板的一个特定位点，并在另一位点终止，此转录区域称为一个转录单位。 一个转录单位可以是一个基因（真核），也可以是多个基因（原核） 基因的转录是有选择性的，细胞不同生长发育阶段和细胞环境条件的改变，将转录不同的基因。 转录的起始由DNA上的启动子区控制，转录的终止由DNA上的终止子控制，转录是通过DNA指导的RNA聚合酶来实现的 一、? DNA指导的RNA聚合酶 RNA合成的基本特征 ①底物：NTP（ATP、GTP、CTP、UTP） ②RNA链生长方向：5’→3’ ③不需引物 ④需DNA模板 ⑤Mg2+ 编码链(coding strand)有意义链 DNA双链中碱基序列与RNA一致的一股链。 模板链(template strand)反义链DNA双链中，能按碱基配对规律指引转录，生成RNA的一股单链 反义核酸：以编码链为模板合成的核酸，称为反义核酸（反义RNA、反义DNA）。 序列与模板链一致，能抑制mRNA表达。 （一）?? E.coli RNA聚合酶（原核） E.coli和其它原核细胞一样，只有一种RNA聚合酶，合成各种RNA（mRNA、tRNA、rRNA）。 一个E.coli细胞中约有7000个RNA聚合酶分子，在任一时刻，大部分聚合酶（5000左右）正在参与RNA的合成，具体数量依生长条件而定。 E.coli RNA聚合酶全酶|（holoenzyme）分子量46万Da，由六个亚基组成，α2ββ’σω，另有两个Zn2+。 无σ亚基的酶叫核心酶，核心酶只能使已开始合成的RNA链延长，而不具备起始合成活性，加入σ亚基后，全酶才具有起始合成RNA的能力，因此，σ亚基称为起始因子。 特点 1. 聚合速率慢，30-85NTP/秒 2.缺乏外切酶活性,无校对功能，错误率10-6 3.不同的σ因子识别不同的启动子 4.可被药物抑制（利福平） 人的RNA聚合酶对利福平不敏感。利用此特点可研制杀菌药物 （二）? 真核生物RNA聚合酶 真核生物的转录机制要复杂得多，有三种细胞核内的RNA聚合酶 动物、植物、昆虫等不同来源的细胞，RNApolⅡ的活性都可被低浓度的α-鹅膏蕈碱抑制，而RNApolⅠ不受抑制。 动物RNApolⅢ受高浓度的α-鹅膏蕈碱抑制，而酵母、昆虫的RNApolⅢ不受抑制。 除了细胞核RNA聚合酶外，还分离到线粒体和叶绿体RNA聚合酶，它们的结构简单，能转录所有种类的RNA，类似于细菌RNA聚合酶。 二、启动子和转录因子 （一）原核生物的启动子 ＋1：在DNA上使RNA分子开始合成的第一个核苷酸标为＋1； 上游：＋1位前方（沿转录方向逆流而上的核苷酸用－表示）的序列为上游，标为（－），即5′上游； 下游：＋1位后方的序列为下游，标为 （＋），即3′下游。 (二)真核生物的启动子 1、Ⅰ型启动子 RNA聚合酶Ⅰ的启动子，控制rRNA前体基因转录。 2、Ⅱ型启动子 RNA聚合酶Ⅱ的启动子，大多数具有共同的结构模式。 （1）核心启动子 TATA框 ：与原核生物Pribnow框相似，在-25~-35区域富含TA的保守序列。 大多数真核生物基因正确表达所必须，决定了转录起始点的选择。 （2）上游启动子元件 CAAT框：-75区附近。能通过与反式作用因子的结合，控制转录起始的频率。 （3）Ⅲ型启动子 RNA聚合酶Ⅲ的启动子。 （三）转录因子 RNA聚合酶起始转录所需的辅助因子，可直接或间接与特异调控序列结合，一般具有基因特异性。 参与RNA聚合酶Ⅱ转录过程的转录因子数目很多。 TATA框是RNA聚合酶Ⅱ和通用转录因子形成前起始复合物的主要装配位点。 真核生物中与细胞类型和发育阶段相关基因的表达，是通过转录因子的合成进行调节的。 三、终止子和终止因子 提供转录停止信号的的DNA序列，称为终止子。 （一）原核生物的终止子和终止因子 （二）真核生物的终止信号 由于转录后的快速加工，对真核生物转录的终止信号和终止过程了解很少。 四、转录过程 起始 延伸 终止 （一）原核生物的转录过程 依赖Rho (ρ)因子的转录终止 非依赖Rho因子的转录终止 基本转录因子 （TFⅠ，TFⅡ，TFⅢ） 直接或间接参与RNA聚合酶与启动子结合的转录因子 特异转录因子： 特异调节各个基因转录的转录因子，决定该基因的时间，空间特异性表达。 hnRNA剪接简图 三