医学生物化学基础及技术 2.RNA的生物合成 项目3.2-RNA的生物合成.pptVIP

RNA的生物合成 (转录) RNA Biosynthesis (Transcription) 项目3.2 转录 (transcription) 是生物体以DNA为模板合成RNA的过程 。 转录 RNA DNA 复制 转录 模板 两股链同时作为模板，都复制 模板链转录（不对称转录） 原料 dNTP NTP 酶类 DNA聚合酶 RNA聚合酶 配对 A-T,G-C A-U, A-T,G-C 引物 RNA或DNA引物3ˊ-OH 无 合成产物 子代双链DNA mRNA tRNA rRNA 转录与复制的区别 1、转录模板 DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因(structural gene)。 DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成RNA的一股单链，称为模板链(template strand)，也称作有意义链或Watson链。相对的另一股单链是编码链(coding strand)，也称为反义链或Crick链。 一、转录的基本规律与体系 （一）不对称转录 不对称转录 （二）转录的体系 1、原料： 4种核糖核苷酸（ATP、GTP、UTP和CTP） ，Mg2+和Mn2+ 2、模板 3、RNA聚合酶 4、其他酶和蛋白因子 原核生物RNA聚合酶组分及功能 亚基 酶分子中的数目 相对分子量 功能 α 2 36 512 决定哪些基因被转录 β 1 150 618 与转录全过程有关（催化） β′ 1 155 613 结合DNA模板（开链） σ 1 70 263 辨认起始点 核心酶 (core enzyme) 全酶 (holoenzyme) ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合 真核生物RNA聚合酶种类、分布及功能 种类 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 分布 核仁 核质 核质 转录产物 45SrRNA（rRNA前体） hnRNA（mRNA 的前体） 5SrRNA、 tRNA前体、snRNA 对α-鹅膏蕈碱的反应 耐受 极敏感 中度敏感 二、转录的过程（原核生物的转录过程） 分为三个阶段: 起始(initiation) 延长(elongation) 终止(termination) （一）转录起始 转录起始需解决两个问题： RNA聚合酶必须准确地结合在转录模板的起始区域。 DNA双链解开，使其中的一条链作为转录的模板。 2. DNA双链解开 1. RNA聚合酶全酶(?2????)与模板结合 3. 在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形成转录起始复合物 RNApol (?2????) - DNA - pppGpN- OH 3? 转录起始复合物: 5?-pppG -OH + NTP ? 5?-pppGpN - OH 3? + ppi 转录起始过程 1. ?亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移； 2. 在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长。 (NMP) n + NTP ?? (NMP) n+1 + PPi （二）转录的延长 转录空泡（transcription bubble）： 在转录延长过程中，由局部打开的DNA双链、RNA聚合酶核心酶及新生成的RNA三者结合在一起的复合体，为空泡状结构，又称转录复合物。 非依赖Rho因子的转录终止 依赖Rho (ρ)因子的转录终止 指RNA聚合酶在DNA模板上停顿下来不再前进，转录产物RNA链从转录复合物上脱落下来。 分类 （三）转录的终止 1.不依赖 Rho因子的转录终止 终止区富含GC碱基重复序列，使新合成的RNA链形成发夹结构，阻止RNA聚合酶的滑动，RNA链的延伸即终止 。 5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU... 3` 5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU... 3` RNA 5?TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT... 3? DNA UUUU...… UUUU...… 5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU... 3` 近终止区的转录产物形成发夹(hairpin)结构是非依赖ρ因子终止的普遍现象。 ?因子能结合RNA，与poly C的结合力最强； ?因子还有ATP酶和解螺旋