林谦第7章rna的生物合成

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1、分子生物学玉林师范学院生命科学与技术学院林谦2013.9.第7章RNA的生物合成DNA是生物最重要的遗传物质，其贮存信息的方式是它的一级结构，蛋白质是生物体功能的主要执行者，其功能由特定的三维结构决定，但蛋白质的三维结构归根到底也是由其一级结构决定。要将DNA的一级结构转化为蛋白质的一级结构，首先需要按照碱基互补配对的原理，以DNA为模板，RNA，然后再以RNA为模板，合成蛋白质。这种以RNA为模板合成RNA的过程称为转录，以RNA为模板合成蛋白质的过程称为翻译或转译。转录和翻译统称为基因表达。7

2、.1DNA转录7.1.1转录的一般特征(1)转录发生在DNA分子上某些特定的区域转录只发生在DNA分子上具有转录活性的区域，DNA两条链并不是总会被转录。对某一特定基因来说，作为模板的DNA链称为模板链、无义链、Waston链，与模板链互补的另一条链称为编码链、有义链、Crick链。图7-1DNA转录的简单图解(2)以NTP作为底物，需要Mg2+的激活。(3)需要模板，需要DNA解链，但不需要引物。(4)第一个被转录的核苷酸通常是嘌呤核苷酸。(5)转录的方向总是5'→3'。(6)转录具有高度的忠实

3、性，但低于DNA复制。(7)转录受到严格调控，主要发生在转录起始阶段。复制和转录的共同点:DNA模板碱基配对规律生成磷酸二酯键链延长方向5'→3'A-U，T-A，G-CA-T，G-C配对mRNA，tRNA，rRNA子代双链DNA(半保留复制)产物A-U，T-A，G-CA-T，G-C配对mRNA，tRNA，rRNA产物RNA聚合酶DNA聚合酶酶NTPdNTP原料模板链转录(不对称转录)两股链均复制模板转录复制需要引物不需要引物复制和转录的不同点:底物NTP产物RNAn1ATPn2GTPn3UTPn4

4、CTPRNA聚合酶Mg2＋/Mn2＋DNA模板n1AMPn2GMPn3UMPn4CMP＋(n1+n2+n3+n4)PPi在RNA聚合酶的催化作用下，以DNA为模板，四种核糖核苷三磷酸(NTPs)为原料合成RNA的过程。转录(Transcription)转录过程中碱基配对差异：模板链(templatestrand)：在转录过程中直接参与指导RNA合成过程的DNA链，其序列与新合成的RNA链互补。编码链(codingstrand)：在RNA合成过程中不直接参与指导RNA合成的DNA链，其序列与新合成

5、的RNA链对应。DNARNA模板链编码链转录本RNA聚合酶5335模板链编码链(codingstrand)编码链模板链(templatestrand)高度的忠实性(highfidelity):转录的忠实性是指一个特定基因的转录具有固定的起点和固定的终点，而且被转录产生的剪基序列，严格遵守碱基互补原则。然而，转录出错率高于复制出错率。因为RNA聚合酶没有校读功能。高度的进行性(highlyprogressive):正常的转录一旦发生，就不会中途停止，转录终止前RNA聚合酶不从模板链解离下来。

6、一旦RNA聚合酶从模板链解离，则解离下来的酶不可能与解离点重新结合。调控区：调控转录的区域不在转录产物的序列中，而是在转录开始位点的上游。复制调控的区域在复制产物序列中。不对称转录(asymmetrictranscription)*在DNA分子双链上某一区段，一股链可转录，另一股链不转录；*模板链并非永远在同一单链上。模板链结构基因转录方向转录方向模板链编码链编码链模板链不对称转录转录单位：一个转录区段可视为一个转录单位(操纵子，包括若干个结构基因及其上游的调控序列。+1转录起点编码区(开放阅读

7、框)转录终点启动子终止子转录单位7.1.2DNA转录的酶学转录主要由RNA聚合酶催化。RAN聚合酶的三维结构高度保守。细菌、古细菌和真核生物细胞核和叶绿体的RNA聚合酶由多个亚基组成；噬菌体和线粒体基因组编码的RNA聚合酶只有1个亚基。所有的多亚基RNA聚合酶都有5个核心亚基，细菌还有一个专门识别启动子的因子。7.1.2.1RNA聚合酶与DNA聚合酶的性质比较RNA聚合酶催化的反应为：底物NTP产物RNAn1ATPn2GTPn3UTPn4CTPRNA聚合酶Mg2＋/Mn2＋DNA模板n1AMPn2

8、GMPn3UMPn4CMP＋(n1+n2+n3+n4)PPi7.1.2.2.原核细胞RNA聚合酶的结构与功能7.1.2.2.1细菌的RNA聚合酶核心酶(coreenzyme)：全酶(holoenzyme)：图7-2E.coliRNApol的体外组装亚基基因亚基数目功能rpoA2装配亚基：与启动子上游元件和活化因子结合.rpoBrpoC11催化中心：结合核苷酸底物，催化磷酸二酯键形成，与模板DNA结合。rpoD1识别亚基：可识别启动子，促进转录的起始。1功能不详。大肠杆菌RNA聚合酶