11RNA的生物合成一、转录RNA的生物合成.pptxVIP

二、RNA的生物合成 （一）模板和酶 （二）以 DNA为模板合成 RNA 的过程 （三）以 RNA为模板合成 RNA 的过程 （四）RNA 的转录后加工 （一）模板和酶 1.转录模板 2.RNA 聚合酶 3.酶与模板的辨认结合 1.转录模板 基因中双链 DNA 中仅有一股链被转录。 把被转录的一股链称为模板链（template strand）或称反义链（anti-sense strand），另一股链因与合成的 RNA 有相同的编码而称为编码链（coding strand）或称有意义链（sense strand） 。 生成的 mRNA与模板链是互补的，与编码链完全相同，只是其中以 U 代替了 T。3’5’ 1.RNA 聚合酶 （1）原核生物的 RNA 聚合酶 （2）真核生物的 RNA 聚合酶 RNA 聚合酶 RNA 聚合酶催化底物合成时形成磷酸二酯键。合成的方向是 5’→3’：即 RNA 聚合酶是沿着模板链的 3’ →5’ 方向移动。 RNA 聚合酶需要的条件： （1）模板 双链 DNA 或单链 DNA 均可作模板； （2）活化的底物 需要 4 种三磷酸的核苷酸，ATP、GTP、UTP 及 CTP 为反应底物； （3）二价金属离子 主要是 Mg2+ 和 Mn2+ 。 RR OO DD 碱基碱基HCHCOONN22AAHHHHHHHH模模PPiOHOOHOHOO-O-OPOOPOPOP-板板O--OOOO 碱基 HCO碱基HCO2链链2HHHHHHHHHOOHHOOH由RNA聚合酶催化的链延长反应的机制 （1）原核生物的 RNA 聚合酶 大肠杆菌的 RNA 聚合酶（ 450Ku ）它由 4 种，5个亚基组成。 整个酶的亚基组成是α2ββ’σ，称为 全酶 。没有σ亚基的 RNA 聚合酶称为核心酶。 全酶的作用是识别起始，而核心酶的作用是延长转录及辨认转录终止。 各亚基的作用 α亚基 决定哪些基因被转录； β亚基 与转录过程有关（催化）； β’亚基 结合 DNA 模板（开链）； σ亚基 辨认起始点，参与解开 DNA 双链，找到模板链。 （2）真核生物的 RNA 聚合酶 在真核生物中则有 3 种类型的 RNA 聚合酶。 RNA 聚合酶Ⅰ: 定位核仁，转录18S、5.8S 和 28S rRNA。 RNA 聚合酶Ⅱ: 定位核原生质，转录 mRNA 前体和 hnRNA 。 RNA 聚合酶 Ⅲ: 定位核原生质，转录 tRNA 和 5S RNA。 RNA 聚合酶含有两个核苷酸结合位点 起始部位 结合底物 ATP 或 GTP ，所以被转录的模板 DNA 第一个碱基通常是TTP（胸腺嘧啶）。转录与复制不同，不需要引物，因而合成的 RNA 第一个核苷酸常常是 5’pppA 或 5’pppG。 延伸部位 结合下一个核苷酸底物。 酶与模板的辨认结合 转录是不连续、分区段进行的。每一转录区段可视为一个转录单位，包括若干个结构基因及其上游（upstream）的调控序列。 RNA 聚合酶结合到特异 DNA 序列上（调控序列中，称为启动子，promoter）。 启 动 子 转录起始时， RNA 聚合酶结合在被转录的 DNA 区段上，结合的特定部位称为启动子（promoter）。它是 20 至 200 个碱基的特定顺序。 通常将 DNA上被转录的第一个碱基以十1 代表；第二个为 十2 。十1 之前的碱基为 –1 ，第二个为-2，…。启动子的位置在被转录碱基之前所以顺序号均为负。习惯上也将 +1 以下的转录方向称“下游”，-1 以上称“上游”，启动子在转录单位的上游区。 原核生物的启动子 存在两个共同的顺序： -10 顺序 也称为 Pribnow 顺序（pribnow box）,基本顺序：TATAATG。被看作是双螺旋打开,形成启动复合物的区域。 -35 顺序 被认为是酶结合的起始部位。 RNA poⅠ与 –35 区辨认结合后，酶向下游移动，到达 –10 区，酶已跨入了转录起始点，形成相对稳定的酶–DNA复合物，就可以开始转录。5’ 反义链（模板链）3’3’ 有意义链（编码链）5’原核生物启动子模式图A 真核生物的启动子 存在两个共同的顺序： -25 区 有 TATA 盒，又称为 Hogness盒，基本上都由A、T 碱基所组成，其功能与聚合酶的定位有关，DNA 双链在此解开，并决定转录的起始位点。 -75区 有CAAT盒，其一致的序列为GGTCAATCT，CAAT 盒与转录的起始频率有关。 除启动子外，真核生物基因组中还有一个称为增强子（enhancer）的序列，它能极大地促进启动子的转录活性。 增强子作用的主要特点 ① 能在很远距离（大于几kb）对启动子产生影响； ② 无论位于启动子上游或下游都能发挥作用。（二）以DNA为模板合成RN