生物化学-RNA的生物合成和加工.ppt

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1、第36章RNA的生物合成和加工（转录）RNABiosynthesis,Transcription转录(transcription)生物体以DNA为模板合成RNA的过程。转录RNADNA经转录生成的RNA有多种，主要的是rRNA，tRNA，mRNA，snRNA和hnRNA参与转录的物质原料:NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)模板:DNA酶:RNA聚合酶(RNA-pol)其他蛋白质因子主要内容第一节模板和酶第二节转录过程第三节转录后加工第四节RNA复制和逆转录模板和酶第一节一、转录模板DNA分子上转录出RNA的区段，称为结

2、构基因。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(templatestrand)，也称作负链。相对的另一股单链是编码链(codingstrand)，也称为正链。5′···GCAGTACATGTC···3′3′···cgtgatgtacag···5′5′···GCAGUACAUGUC···3′N······Ala·Val·His·Val······C编码链模板链mRNA蛋白质转录翻译5335模板链编码链编码链模板链结构基因转录方向转录方向不对称转录在DNA分子双链上某一区段，一股链用作模板指

3、引转录，另一股链不转录；模板链并非永远在同一条单链上。5'3'3'5'模板链（含结构基因）编码链二、RNA聚合酶（一）原核生物的RNA聚合酶核心酶全酶此外，每个RNA聚合酶还含有2个Zn离子。ω亚基由基因rpoZ编码，Mr为1.10×104，曾长期被忽略，甚至许多人不把它作为聚合酶的组分。然而，现在已经肯定，ω亚基是嗜热水生菌RNApol必不可少的组分，也是体外变性的RNApol成功复性所必需的，它与β亚基一起构成催化中心，稳定其与β'亚基的结合。E.coli不同σ因子的性质与功能比较（二）真核生物的R

4、NA聚合酶(458)三、启动子和转录因子原核生物一个转录区段可视为一个转录单位，称为操纵子(operon)，包括若干个结构基因及其上游的调控序列。5335结构基因调控序列RNA-polRNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列，称为启动子(promoter)。LOREMIPSUMDOLORRNA聚合酶起始转录需要的辅助因子（蛋白质）称为转录因子(transcriptionalfactor)。RNA聚合酶保护法开始转录TTGACAAACTGT-35区(Pribnowbox)TATAATPuATATTAPy-10区

5、1-30-5010-10-40-205335原核生物启动子保守序列RNA-pol辨认位点(recognitionsite)55RNA聚合酶保护区结构基因33RNA聚合酶全酶结合位点转录过程第二节大肠杆菌RNA聚合酶的作用起始阶段：在DNA分子上搜索启动子，并将DNA双螺旋解开一小段。延伸阶段：选择正确的核苷三磷酸（NTP），催化磷酸二酯键的形成。终止阶段：检测RNA合成的终止信号，停止RNA的合成。特点：不需引物；无核酸外切酶活性。错误率高：1/104~105核苷酸,是DNA复制的105倍。（一）转录起始转录

6、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。一、原核生物的转录过程RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合2.DNA双链解开，约解开17个碱基对。（酶与启动子结合的部位是AT富集区，有利于解链）1.RNA聚合酶全酶(2)与模板结合5-pppG-OH+NTP5-pppGpN-OH3+ppi转录起始过程3.第一个核苷三磷酸(常常是GTP或ATP)结合到全酶上，形成“启动子-全酶-核苷三磷酸”三元起始复合物。4.第二个核苷酸参入，连结到第一个核苷酸的

7、3'羟基上，形成了第一个磷酸二酯键。因子从全酶上掉下，又去结合其它的核心酶。RNApol(2)-DNA-pppGpN-OH3转录起始复合物:（二）转录延长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链不断沿5'→3'方向延长。(NMP)n+NTP(NMP)n+1+PPiDNA上的解螺旋区：在RNA链延伸的同时，RNA聚合酶继续解开它前方的DNA双螺旋，暴露出新的模板链，而后面被解开的两条DNA单链又重新形成双螺旋，DNA上的

8、解螺旋区保持约17个碱基对的长度。转录空泡(transcriptionbubble)：RNA-pol（核心酶）····DNA····RNARNA链的延伸图解3´5´RNA-DNA杂交螺旋聚合酶的移动方向新生RNA复链解链编码链模板链延长部位RNA-DNA杂交区：刚合成出来的RNA链与解开的