生物化学 RNA Biosynthesis(101-4).pptx

Chapter 12 RNA Biosynthesis;要 求; 转录（transcription）：在RNA聚合酶催化下，以一段DNA为模板合成出对应RNA的过程。（DNA指导RNA合成） 转录产物有mRNA 、rRNA、 tRNA和小RNA。 除某些病毒基因组RNA外，生物体内绝大多数RNA分子都来自DNA的转录产物。; 复制与转录 相同：①要有模板 ②新链延伸方向5’→3’， ③遵循碱基配对原则 不同：①复制需要引物，转录不需引物 ②RNA聚合酶只有5’→ 3’聚合活性， 无5’→ 3’及3’→ 5’外切活性 ; 转录是基因表达的第一步，也是最关键的一步。 基因表达的产物：① RNA ， ② 蛋白质 DNA正链：与mRNA序列相同的DNA链 DNA负链：与正链互补的DNA链（模板链） 转录起点核苷酸为+1 起点右侧为下游（转录区），用正数表示。 转录起点左侧为上游，用负数表示：-1 ; Template strands; Sense strand and Antisense strand;第一节 转 录;一、RNA聚合酶;1. E.coli RNA聚合酶（原核） 一种RNA聚合酶合成各种RNA。 一个细胞中约有7000个，在任何时刻，大部分聚合酶都在参与RNA合成，具体数量依生长条件而定。 分子量46万Da，六个亚基组成，α2ββ’σω。; RNA聚合酶; 核心酶(α2ββ’ω)没有起始合成活性，只能使已开始合成的RNA链延长。加入σ亚基后，才具有起始合成RNA的能力。 σ亚基的功能：σ亚基能增加酶与DNA启动子的结合常数，延长停留时间，使全酶迅速找到启动子并与之结合，σ亚基自身无催化活性。; 各亚基的功能 β’ rpoC 与模板DNA结合 β rpoB 与核苷酸结合，起始和催化部位 σ rpoD 起始识别因子 α rpoA 与DNA上启动子结合 ω ------ 不详; 不同的σ因子识别不同的启动子，从而表达不同的基因。不同的原核生物，都具有相同的核心酶，但σ亚基有差别，这决定了原核基因表达的选择性。; 核心酶覆盖60bp的DNA区域，其中解链部分17bp左右，RNA-DNA杂合链8-10bp。 RNA聚合酶，在离体条件下可转录双链DNA。解旋和重新螺旋化也是RNA聚合酶的内在特性，在酶的前端解螺旋，在后端重新螺旋化。活体中可能还有其它酶来帮助调整DNA拓扑学性质。 37℃时，反应速度可达40核苷酸/秒。; 2. 真核生物RNA聚合酶 真核生物的转录机制较复杂，三种RNA聚合酶合成不同的RNA。 根据对α-鹅膏蕈碱的敏感性，可分为三种。 分类、分布及各自的功能。 ; 真核生物RNA聚合酶;二、RNA聚合酶催化的转录过程 1. 起始（initiation） 转录起始部位的DNA双螺旋解开，第一个核苷酸掺入，开始RNA链的延伸。通常第一个掺入的核苷酸是GTP或ATP。;2. 延长(elongation) σ亚基离开核心酶，核心酶在DNA上快速移动，延长RNA链。 3. 终止（termination） RNA聚合酶到达转录终止点时，RNA链和RNA聚合酶脱离DNA链。; RNA合成-1; RNA合成-2;三、启动子和转录因子 启动子（promoter）：RNA聚合酶识别、结合并开始转录所必需的一段DNA序列。 转录因子（TF）：RNA聚合酶在转录时，需要一些辅助因子（蛋白质）参与作用，此类蛋白质称为转录因子。 足迹法和DNA测序确定启动子的结构。;1. 原核启动子结构与功能 不同的启动子存在保守序列，包括RNA聚合酶识别位点和结合位点。 （1）-10序列（Pribnow框） 转录起点上游-10处6bp的保守序列TATAAT，每个位点的保守性在45%-96%。; promoter;;（2）-35序列（识