生物化学--第十一章 DNA复制RNA转录-转录.ppt

第二节　转录 转录(transcription)： 以DNA为模板，根据碱基配对的原则合成与DNA互补的RNA的过程。 大肠杆菌RNA聚合酶各亚基的功能 三、RNA生物合成的抑制剂（之一）：模板抑制剂 RNA生物合成的抑制剂（之二）： 嘌呤和嘧啶类似物：人工合成的碱基类似物能够抑制和干扰核酸的合成。如： 四、RNA 的复制 （二） tRNA的加工 三、真核生物RNA的一般加工 转录初始产物（hnRNA） （一）mRNA前体的加工 真核mRNA前体的加工步骤: （1）hnRNA被剪接，把内含子（DNA上非编码序列）转录序列剪掉，把外显子（DNA上的编码序列）转录序列）拼接上，真核生物一般为不连续基因。 加工包括： （4）分子内部的核苷酸甲基化修饰。 （3）5’端连接“帽子”结构（m7G5?ppp5?NmpNp-）； （2）3’端添加polyA “尾巴”； 真核mRNA的5’－“帽子”加工 多聚腺苷酸聚合酶 真核生物mRNA3’-“尾巴”的加工 内切酶 加尾信号 因发现断裂基因而获1993年诺贝尔生理学奖的Richard J Robert and Phllip A Sharp （二）真核rRNA前体的加工 （三）真核tRNA前体的加工 四、RNA的拼接机理 大多真核生物基因是断裂基因，即含有内含子。断裂基因的转录产物必需通过拼接，去除插入部分（内含子,intron），使编码区（外显子,exon）成为连续序列。这是基因表达的重要环节。内含子的结构多种多样，拼接机制也是多种多样的。 RNA的拼接方式 类型Ⅰ内含子的自我拼接：核酶的作用 类型Ⅱ内含子的自我拼接：核酶的作用 hnRNA的拼接：核内小RNA(SnRNA)与蛋白质组成核糖核蛋白体（snRNP）的作用(类型Ⅲ内含子的切除）。 核tRNA的拼接：酶促拼接 核酶的发现： 1981年Cech T在研究四膜虫(Tetrahymena thermophila) rRNA前体拼接过程中发现，此类的拼接无需蛋白质的酶参与作用，它可自我催化完成。Cech称具有催化功能的RNA为核酶（ribozyme）。1989年cech T和Altman S共同获诺贝尔化学奖，Altman S的贡献是发现Rnase P中的M1RNA单独也具有催化功能 。核酶的发现改变了酶的化学本质是蛋白质的传统观念，被认为是近二十年来生物化学领域中最令人鼓舞的成就之一。 The M1 RNA in ribonuclease P is catalytic The intron in the pre-rRNA of Tetrahemena is self-spliced 因发现核酶而获诺贝尔奖的两位科学家： 1、类型Ⅰ内含子的自我拼接： 借助与鸟苷酸或鸟苷的作用，内含子自我催化，通过三次转酯反应完成拼接，切下L19RNA。 L19RNA或L19 IVS（含395个核苷酸） 2、类型Ⅱ内含子的自我拼接 也是由内含子自我催化完成，但转酯反应无鸟苷的参与，两次转酯反应后内含子形成套索结构而切下。 细胞内存在许多种类的小分子RNA，其大小在100～300个核苷酸，称为核内小RNA（Small nuclear RNA,snRNA）。U系列的snRNA中尿嘧啶含量较高。因而得名。这些小RNA 与多种蛋白质结合形成snRNP参与核内RNA 的加工。U1、U2、U4、U5、U6结合形成的snRNP参与hnRNA的拼接，U3 snRNP参与rRNA的拼接。 U2hnRNA含与分支处互补序列 U1hnRNA含与内含子3’-端互补序列 核酸内切酶 环磷酸二酯酶 激酶 激酶 连接酶 磷酸酯酶 4、核内tRNA前体的酶促拼接（内含子Ⅳ的切除） RNA拼接的意义 1、RNA的拼接是生物机体在进化历史中形成的，是进化的结果； 2、RNA的拼接是基因表达的重要环节。RNA转录后通过拼接而抽取有用信息，形成连续的编码序列，并可通过选择性拼接而控制生物机体生长发育。因此，这是真核生物遗传信息精确调节和控制的方式之一。 RNA拼接现象的发现，给生物学家一系列令人困惑的疑问：为什么生物机体要先转录内含子，然后将其切除？RNA合成后再拼接是一个非常耗能的过程，对细胞其收益是什么？内含子由何而来？内含子有无生物功能？ 围绕以上问题，提出一些看法或观点，但争议很大，目前尚无定论： * 1、相同点： 都需要模板 都分为三阶段 合成方向都是5’ →3’ 　 都形成磷酸二酯键 　 一、转录与DNA复制的比较： 2、转录DNA复制的不同点 底物不同　 转录不需引物； 不对称转录 发生时间、空间等有选择性 二、DNA指导下RNA聚合酶： （一）RNA聚