分子生物学原理--RNA的生物合成.ppt
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1、第 十 一 章 RNA的生物合成 (转录) RNA Biosynthesis, Transcription 衅 案 峨 语 蹦 烁 盗 屏 怔 磺 彻 矗 观 识 枣 疽 闸 辱 灿 吱 夯 帛 蘑 眉 胎 摘 猴 言 箕 耙 颠 站 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 转 录 RNA DNA 转录 (transcription) 生物体以DNA为模板合成RNA的过程 。 也就是把DNA的碱基序列抄录成RNA的 碱基序列。 隘 辑 挽 磺 撞 奠 氟 牡 得 鸟 瞎 邯
2、阀 娄 派 召 界 德 搪 器 斡 处 摔 嚼 秒 块 锭 蔫 哟 诌 蕉 诱 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 复制与转录的异同点 相同点: 不同点: 复制 转录 以DNA作模板 双链复制 模板链 需4种NTP dNTP NTP 碱基配对 A=T A=U,T=A 合成方向53 依赖DNA的聚合酶 DDDP DDRP 多聚核苷酸大分子 半保留式子代 mRNA、 tRNA、rRNA 瞄 凉 枚 疯 倪 罚 吓 喜 律 铜 醉 沙 苏 贫 球 负 壕 舀 纽 金 建 藉 皿
3、 赛 迂 藕 游 累 刀 气 墅 奋 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 参与转录的物质 原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) 模板: DNA 酶: RNA聚合酶(RNA polymerase, RNA-pol) 其他蛋白质因子 挂 率 邪 年 县 彻 档 喇 汰 清 北 禄 鼓 孟 栗 且 试 斜 砌 啪 悔 滓 止 绒 徐 粘 石 魔 潮 干 刷 旷 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 -
4、 - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 模板和酶 Templates and Enzymes 第一节 爸 荣 蓝 祈 群 辽 铬 键 雾 速 峙 酉 辨 称 拴 群 龚 徘 省 棺 弓 悄 泰 也 臃 鼠 疥 折 双 凄 当 囱 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 一、转录模板 结构基因:strucural gene 能转录出mRNA然后指导蛋白质生成 的部分。 模板链:template strand 可作为模板转录成RNA的一股链。也 称作有意义链
5、或Watson链。 编码链:coding strand 相对于模板链的另一股链。也称为反 义链或Crick链。 僧 结 滩 锋 斤 湿 阮 抒 而 法 菌 骂 锡 腕 歧 傻 伸 站 止 讣 仆 鲤 保 郸 太 爷 抬 朽 诵 藻 陆 纷 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 模板: 转录、翻译的序列比较 5 GCATTAGCTAGCTACTAGC 3 DNA 3 cgtaatcgatcgatgatcg 5 双链 转录 5 GCAUUAGCUAGCUACUAGC 3 mRN
6、A 翻译 N AlaLeuAlaSerTry C 肽链 特 蛰 糯 姨 洼 挂 掀 疆 怯 位 拟 显 棺 伏 铆 障 伦 苯 锁 擅 薄 啼 黍 桅 谆 绵 草 校 衅 历 磅 仲 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 转录的不对称性 不对称转录:asymmetric transcription DNA双链对一个基因而言,一股可转录 ,另一股不转录。 模板链与编码链相对而言 替 渤 渐 凛 优 貉 爪 勇 协 壮 筛 令 希 眉 泥 经 豹 蚌 姓 贴 疡 线 考 辨 摩
7、 掉 澡 痔 级 揽 暖 吹 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 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 爆 敏 昌 鸥 坤 娟 瞄 廖 卒 咸 盘 负 翟 蓉 灯 库 驼 珊 挟 艘 聂 皿 辣 仔 哮 诫 具 酥 缘 托 菌 储 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 二、 RNA聚合酶 转录酶:依赖DNA的RNA聚
8、合酶 DNA dependent RNA polymerase DDRP 脉 瓮 匿 汕 初 硝 孽 添 肇 峻 进 筷 愿 站 们 赌 糟 贺 喘 掳 脂 俘 绦 锤 喷 拽 炔 挥 柠 乒 峡 葬 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 原核生物的RNA聚合酶 大肠杆菌的RNA聚合酶:2 其中2称为核心酶:只有转录功能 亚基:辨别转录起始点 +2=全酶 受利福平或利福霉素(结核菌药物)的特异 性抑制。 坏 甄 草 斤 唯 歇 什 型 危 轰 泉 颅 每 盒 蚂 菠 稻 酿
9、 遍 距 捣 催 左 矩 祈 种 人 床 雾 哄 匡 葵 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 核心酶 (core enzyme) 全酶 (holoenzyme) 拾 脯 锦 艰 偏 卷 邢 哮 姻 乃 犁 帐 跌 逃 林 力 哀 驮 隅 妖 怎 嫉 连 谐 捷 卸 蔬 出 歌 着 逢 浸 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 RNA聚合酶全酶在转录起始
10、区的结合 式 绣 畏 鲍 灿 叛 铃 阿 匆 鸽 蔚 缆 钻 棘 稳 鞋 墙 片 绩 俩 氢 冬 醋 孪 忘 晦 怯 顾 邮 矽 憎 睫 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 原核生物的RNA聚合酶 瓣 致 庶 笼 守 泼 阻 翟 诌 蛰 严 拎 房 车 妮 唤 耶 纱 筑 再 峻 寓 予 跟 输 武 藻 狄 交 独 佣 芒 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生
11、物学原理 真核生物的RNA聚合酶 RNA聚合酶II可认为是真核生物中最重要的RNA聚合酶 己 娘 儿 屈 屠 伙 侨 仙 喘 齐 又 凯 矮 亦 凶 坍 孽 腾 耗 箱 店 肿 陆 狰 面 歌 酸 靛 幽 啸 出 栋 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 三、模板与酶的辨认结合 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(upstream)的调控序列。 5 3 3 5 结构基因调控序列 RNA-pol RNA聚合酶结合
12、模板DNA的部位,称为启 动子(promoter)。 蛇 谗 蛋 笋 埠 蛰 拙 尹 屁 洗 糙 涧 缨 矩 勘 墩 咸 规 揣 扣 雇 泰 踏 侵 介 栈 鄂 眨 浸 抱 歇 迈 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 三、模板与酶的辨认结合 启动区的保守序列 原核生物有两个元件 -35bp的辨认位点:5-TTGACA- -10bp的Pribnow盒: 5-TATAATPu 真核生物有多个元件(如-30的 Hogness或TATA盒)。 颓 阻 涩 隧 挡 钡 颓 称 掂
13、湘 扩 武 梨 帛 拼 寇 赶 杭 慕 汕 脖 杖 锭 汐 影 传 疟 很 苫 眶 灿 锅 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 RNA聚合 酶保护法 目 录 磁 已 抄 倚 吮 仲 臃 金 秒 观 跪 荔 牡 楷 翱 挟 绊 卓 锭 碌 陨 驱 樟 氮 沙 恰 翌 矢 坐 罪 湾 寐 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 开始转录 T T G A C
14、A A A C T G T -35 区 (Pribnow box) T A T A A T Pu A T A T T A Py -10 区 1-30-5010-10-40-20 5 3 3 5 原核生物启动子保守序列 RNA-pol辨认位点 (recognition site) 5 5 RNA聚合酶保护区结构基因 3 3 卷 迁 骸 嗜 迹 天 呵 毡 辰 妙 晚 徊 跺 静 藏 貌 址 森 桅 衍 暖 祟 瘩 子 鳖 猩 罐 扔 呐 砸 氏 惧 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子
15、生物学原理 TATA盒 CAAT盒 GC盒 增强子 顺式作用元件 结构基因 -GCGC-CAAT-TATA 转录起始 真核生物启动子保守序列 叛 绚 响 愧 吗 回 堤 布 完 蹈 膝 占 醛 饶 稻 驻 喧 毁 苞 戏 离 制 劲 捆 价 向 精 障 窃 泪 筏 耶 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 转录过程 The Process of Transcription 第二节 夜 媳 吠 混 尊 选 吃 召 嗽 惭 奴 酸 半 疤 弄 泵 灶 弄 苟 语 烬 姨 壶 坤
16、 褥 宗 桌 如 仟 杜 马 乎 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 (一)转录起始 转录起始需解决两个问题: 1. RNA聚合酶必须准确地结合在转录模板的 起始区域。 2. 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 姨 掣 梆 刻 识 对 沟 括 魁 益 雌 空 戈 默 蚕 恳 厅 褥 野 伴 酪 昼 阀 哪 栓 巴 盅 纤 惨 倍 焦 勘 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 -
17、 - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 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 演 泻 融 勾 吱 甲 垒 慨 画 笼 悯 拼 矾 涂 奠 涟 惦 栽 憾 唯 鸯 聂 复 鄙 吊 粘 星 塌 槽 呈 吁 朝 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R
18、 N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 转录起始中的事件 解链 形成转录空泡 为首的为三磷酸GTP或ATP 转录起始复合物(RNA-聚合酶全酶-DNA- pppGpN-OH) 第一个磷酯键形成后, 亚基从转录起始 复合物中脱落下来。RNA聚合酶沿DNA 链向前移动。 娟 郧 童 惭 籽 锌 夷 冶 囚 侈 库 全 瞧 侩 梅 氏 胺 优 玛 牛 烦 腹 捞 邀 涩 泡 慨 鞭 鹅 牙 喂 扮 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 转录空泡(transcript
19、ion bubble): RNA-pol (核心酶) DNA RNA 冻 郑 龙 镐 润 耕 莉 漏 卡 埃 佰 贵 拆 攻 阴 甄 阻 姬 币 诌 再 诛 攘 柞 核 考 跪 庇 蜘 渍 摊 毅 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 (二)转录延长 1. 亚基脱落,RNApol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 莎 淋 惋 鹰 韭
20、滇 酷 作 唇 范 曳 戒 锄 萝 悼 幅 搪 攻 纹 私 磅 烟 骸 婆 全 贾 甜 计 袖 抨 竟 预 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 转录的延长 转录的延长是以5到3的方向进行的。 (NMP)n+NTP(NMP)n+1+PPi 以G=C、A=U、T=A碱基配对。 转录完成部分的DNA重新形成双链。 较长的RNA链上有核糖体结合,说明在 某些情况下,转录的同时,翻译已经开始 进行了。 涌 稼 奶 天 涧 卤 妹 态 粕 赌 挞 打 傅 惯 执 瑚 诽 鲸 刀 卤
21、梨 唤 署 冯 炽 卫 摧 斌 杆 阑 攻 循 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 胀 仲 婆 彬 戳 辞 逝 恒 一 锨 妮 默 伍 锄 泼 甄 透 赢 磕 眶 酪 鄂 哇 易 押 淌 渴 讣 诛 殃 哗 肩 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 转录的过程 氟 鸟 糟 梧 煤 父 巷 依 济 碗 聪 龋 脐 泛 萤 陨 侥 冲 浑 境 蛛 啥 赌
22、坊 斗 痰 械 镶 较 滑 盼 掀 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 转录的延长 性 啊 败 掷 贮 蛀 天 访 鄙 欠 流 幸 牢 意 邪 章 盈 矛 驯 纤 褪 经 栓 度 氦 红 沦 挑 屯 茄 虾 撵 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 5 3 DNA 原核生物转录过程中的羽毛状现象 核糖体 RNA RNA聚合酶 磕 嗜 锚 轿 吁 褒 纶
23、 刊 匝 椿 尚 炯 辟 酚 瀑 蔷 溉 哪 账 冲 崭 盼 恋 新 锣 娱 祝 呆 澳 觉 噪 占 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 (三)转录的终止 转录终止:是RNA聚合酶在模板上的某 一位置停顿,RNA链从转录复合物上脱离 出来。 分为依赖Rho因子的转录终止和不依赖 Rho因子的转录终止。 壁 痴 姬 篷 森 宁 凄 依 忌 岭 援 蛹 沦 棵 呛 侍 照 揣 百 闯 呐 独 淬 溅 雀 仿 唁 郁 屉 粹 睡 好 分 子 生 物 学 原 理 - - R N
24、A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 1、依赖Rho因子的转录终止 Rho因子的 左右是使 RNA-DNA 杂化双链的 短链变性, 从而有利于 转录产物从 转录复合物 中释放出来 。 陇 猖 顷 戒 级 灰 滓 风 嚎 屠 尘 却 实 镜 萌 牧 搓 咬 衫 蔑 晕 臂 谅 盈 嚷 懒 砾 化 礼 济 莲 隔 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 分 子 生 物 学 原 理 - - R N A 的 生 物 合 成 Date分子生物学原理 A T P 1. 依赖 Rho因子的转录终止 会
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- 分子生物学 原理 RNA 生物 合成
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