rna的生物合成末、转录后加工和调节.ppt

暨南大学药学院 细胞与分子生物学 内容 第四篇 遗传信息的储存、传递和调控 16章 DNA的复制及损伤修复 17章 RNA的生物合成、转录后加工和调节 18章 蛋白质的生物合成及其加工修饰 19章 基因表达的调控 20章 重组DNA技术 21章 基因诊断与基因治疗 17章 RNA的生物合成、转录后加工和调节 第一节 基因转录的基本性质 转录是以DNA单链为模板，NTP为原料，在DNA依赖的RNA聚合酶催化下合成RNA链的过程。 DNA上的转录区域称为转录单位 转录是基因表达的第一阶段也是基因调节的主要阶段。 转录与复制的异同 结构基因 DNA分子中编码RNA的区段 模板链 Watson W链 负链 编码链 Crick C链 正链 不对称转录 不同基因的模板链核编码链并不是固定在某一条链上。 RNA聚合酶特点： ①以核糖核苷三磷酸（rNTP）为底物；②以DNA为模板；③按5′→3′方向合成；④无需引物的存在能单独起始链的合成；⑤合成时，第一个引入的NTP是以三磷酸形式存在；⑥在体内DNA双链中仅一条链作为转录的模板；⑦RNA的序列和模板是互补的；⑧RNA聚合酶无校正能力。 原核生物的RNA聚合酶 细菌中只有一种 真核生物的RNA聚合酶 真核生物有三类不同的 一、原核生物的RNA聚合酶 大肠杆菌RNA聚合酶的组成 450kd，5个亚基 2个Alpha亚基参与全酶的组装及识别启动子 Β亚基与NTP及新生链结合 Β’亚基与模板DNA结合 σ亚基辨认转录起始点，延伸阶段与核心酶分离，一种转录辅助因子 σ因子 原核只有一种RNA聚合酶，但有多种σ因子 在不同的条件下被表达，并与相应启动子结合 基因启动子－35和－10区的保守序列是其识别位点 RNA 聚合酶需执行多功能： ①识别DNA双链上的启动子； ②使DNA在启动子处解链成单链； ③ 通过阅读启动子序列，RNA聚合酶确定它自己的转录方向和模板链； ④最后当它达到终止子时，通过识别停止转录 二、真核生物的RNA聚合酶 已发现有3种 对抑制剂鹅膏覃碱的敏感性有差异 转录产物不同 转录何处开始？？？？ 启动子 DNA模板上被RNA聚合酶识别并结合形成转录起始复合物的区段。 原核生物启动子 真核生物启动子 一、原核生物启动子 研究方法 足迹法p340 起始点 A or G －10区 一致序列TATAAT pribnow box －35区 一致序列TTGACA σ因子识别位点，全酶结合于此， Sextama box －10～－35区间隔序列 长短比序列重要 二、真核生物启动子 RNA聚合酶I 的启动子 rRNA 45s RNA，再加工成5.8s,18s,28s rRNA， 启动子由核心启动子和上游的调控元件组成 RNA聚合酶II 的启动子 有3处顺式作用元件－90的GC盒，－70的CAAT盒，－30处的TATA盒 转录起点与原核生物相似，大多为A或G mRNA，种类繁杂，启动子多样性，还发现其它的相关元件。各种元件有不同的组合。 II是最活跃的聚合酶。 RNA聚合酶III的启动子 催化snRNA, tRNA, 5S RNA的转录 需要其它辅助因子共同作用 snRNA启动子与蛋白质基因启动子相似 tRNA, 5S RNA内部启动子 真核启动子不同于原核的特点 ①有多种元件； ②结构不恒定； ③它们的位置、基序、距离和方向都不完全相同； ④有的有远距离的调控元件存在，如增强子、沉默子等； ⑤这些元件常常起到控制转录效率和选择起始位点的作用； ⑥不直接和RNA Pol结合。 转录的起始 转录的延伸 转录的终止 转录的起始 原核生物转录的起始 真核生物转录的起始 原核生物的转录起始 1. 核心酶在σ因子的参与下与模板的DNA接触，生成非专一的，不稳定的复合物在模板上移动； 2. 起始识别：全酶与模板的启动子结合，产生封闭的“酶-启动子二元复合物”（closed binary complex）； 3. 酶紧密地结合在启动子的-10序列处，模板DNA局部变性，形成“开放的启动子二元复合体”（open binary complex）； 4. 酶移动到转录起始点上，第一个rNTP转录开始，σ因子释放，形成酶-启动子-rNTP三元复合体。 真核生物的转录起始 RNA聚合酶I催化的起始 转录起始点上游有2个顺式作用元件，核心元件core element和上游调控元件UCE。RNA聚合酶I催化的转录需要2种转录因子，上游结合因子UBF和选择性因子1，SL1。SL1有4个亚基，一个是TATA盒结合蛋白TBP,另3个是TBP相关因子TAF。 p342 UBF和UCE结合令DNA发生弯曲，使相距上百bp的UCE 和核心元件靠拢，接着SL1和polI相继结合到UBF-DNA复合物上，完成