RNA生物合成.ppt
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1、RNA生物合成,转录,【目的与要求】,1、掌握转录的概念与特点 2、掌握并能叙述原核生物与真核生物中RNA聚合酶的组成及功能 3、掌握RNA转录过程 4、掌握mRNA,tRNA与rRNA转录后加工过程,DNA复制与转录的比较,相 同 点,模 板 两股链均复制 模板链转录 合成方式 半保留复制 不对称转录 原 料 dNTP NTP 聚合酶 DNA聚合酶 RNA聚合酶 碱基配对 A-T,G-C A-U,T-A,G-C 产 物 半保留的双链DNA 单链RNA,不 同 点,以DNA为模板 遵循碱基配对原则 都需依赖DNA的聚合酶 聚合过程都是生成磷酸二酯键 新链合成方向为53,概 述,一、RNA的生理
2、功能 DNA将携带的遗传信息转到RNA分子中,RNA分子以其信息指导蛋白质的合成 二、RNA合成概况 在生物界,RNA合成有两种方式:一是DNA指导的RNA合成,此为生物体内的主要合成方式。另一种是RNA指导的RNA合成,此种方式常见于病毒。转录产生的初级转录本是RNA前体(RNA precursor),需经加工过程(processing)方具有生物学活性,第二节 转录,一、转录:由DNA指导的RNA合成,DNA以碱基互补原则,决定合成RNA的全部碱基成分及排列顺序,将DNA模板上的遗传信息传递到RNA分子的过程 1、反应体系:DNA模板,NTP,酶,Mg2+,Mn2+ ,合成方向53。连接方
3、式- 3 , 5磷酸二酯键 2、特点:不对称转录-DNA片段转录时,双链DNA中只有一条链作为转录的模板,这种转录方式称作不对称转录,模板链及反意义链:指导RNA合成的DNA链为模板链,又称反意义链 编码链及有意义链:不作为转录的另一条DNA链为编码链,又称有意义链 由于基因分布于不同的DNA单链中,即某条DNA单链对某个基因是模板链,而对另一个基因则是编码链,5G C A G T A C A T G T C3 3c g t c a t g t a c a g5,DNA,5G C A G U A C A U G U C3,mRNA,N Ala Val His Val C,多肽链,转录,翻译,编
4、码链,模板链,不对称转录:模板链并非永远在同一单链上,3、原料:四种磷酸核苷NTP,DNA中的T在RNA合成中变为U 4、合成过程: 连续,方向:53 5、合成部位:细胞核内,二、原核RNA聚合酶,组成:RNA聚合酶由5个亚基构成,2为全酶(分子量为480kD ), 2为核心酶 作用:识别DNA分子中转录的起始部位。 促进与模板链结合,并使DNA双链打开17bp。 催化NTP的聚合,完成一条RNA链的聚合反应。识别转录终止信号,停止聚合反应,参与转录水平的调控,核心酶:能与DNA链结合并启动转录,但没有特异性,转录出来的可能不是一个完整的基因序列,决定基因转录的特异性,亚基,分子量,每分子酶
5、中所含数目,功能,36512 2,150618 1,与转录全过程有关,155613 1,结合DNA模板,70263 1,辨认起始位点,原核RNA聚合酶各个亚基的作用,特 点,1. 聚合速率慢,30-85NTP/秒 2.缺乏外切酶活性,无校对功能,错误率10-6 3.不同的因子识别不同的启动子 4.可被药物抑制(利福平) 人的RNA聚合酶对利福平不敏感。利用此特点可研制杀菌药物,三、真核RNA聚合酶,真核较原核的酶复杂,已清楚的有RNA Pol,及Mt四型 组成和功能:均由多亚基构成,聚合酶主要负责mRNA的合成; Pol主要负责rRNA的合成; Pol主要负责tRNA和5srRNA的合成,三种
6、RNA聚合酶对转录抑制剂鹅膏覃碱的敏感性反应不同,种类,对鹅膏覃碱的反应,耐受,极敏感,中度敏感,四、启动子与终止子,(一)启动子 1、原核启动子:约55bp,分为起始点(start site)、结合部位、识别部位 起始点:转录起始部位以+1表示,转录的第1个核苷酸常为嘌呤-G,A 结合部位:约6bp组成,是高度保守区,共有序列为5-TATAAT-3,位于起始点上游-10。因Tm低,DNA易解开双链,为RNA聚合酶提供场所 识别部位:约6bp组成,在-35处,为高度保守区,序列5-TTGACA-3, s因子识别此部位,* -35和-10都是大致位点,启动子:RNA聚合酶结合DNA的部位,包括一
7、些转录调控组件,TTGACA盒子,TATA盒子,启动子区,结构基因,-10bp,+1,转录,初级转录物RNA,-35bp,2、真核启动子结构,-25处含AT富集区, 共有序列TATAA (TATA box) -70处含共有序列CAAT ,还含许多其它box ,例如:GC-box,E-box等含增强子(enhancer)和静息子(silencer) RNA pol和 RNA pol与聚合酶所识别的启动子差异较大,(二)终止信号,特点:终止部位含GC富集区与AT富集区,它们分别形成发卡结构和连续的U区,以终止转录 蛋白因子辅助识别终止信号,参与终止,五、转录过程-转录起始,1.RNA聚合酶与启动子
8、的结合 (亚基辨认-35区),2.DNA双链的打开RNA pol (全酶移向-10区),3. RNA链上合成第一个磷酸二酯键,5-pppGpN-OH-3,亚基脱落,转录过程,(二)延长 转录泡:是由DNA双链,RNA聚合酶与新合成的转录本RNA局部形成的结构,它贯穿于延长过程的始终 过程:在起始阶段形成第一个磷酸二酯键后,RNA聚合酶核心酶沿模板向下游移动,核苷酸之间以3,5磷酸二酯键相连,合成方向53,合成的RNA自3末端逐步延长。合成出的RNA与DNA形成杂交分子,约12bp,因结合不紧很易脱离,转录复合物:酶-DNA-RNA:转录空泡,(三)终止 合成移到终止信号时,酶不滑动,聚合停止,
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