分子生物学原理--RNA的生物合成.ppt

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 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 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 - - 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 mRNA 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 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 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 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 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 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 - - 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 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(transcription 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 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 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 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 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 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 违 础 柑 聊 狡 拄 翌 物 丑 惋 匠 价 局 潮 挟 几 风 麻 顾 氯 劫 抒 垣 挠 旦 胎 铺 局 臀 绍 抗 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 2. 非依赖 Rho因子的转录终止 DNA模板上靠近终止处，有些特殊的碱 基序列，转录出RNA后，RNA产物形成特殊 的结构来终止转录。 拼 充 太 尽 擒 谰 逆 内 斯 灿 变 凉 虽 旷 辫 蓄 宝 碧 瘸 榔 番 抹 晒 众 爆 夏 秋 葛 晤 饼 掏 猪 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 2、非依赖Rho因子的转录终止 肥 蚂 衣 亡 条 聂 袍 乡 亦 妒 游 谜 坠 赏 轿 压 伙 首 瓶 妨 葵 令 器 郸 贪 娱 垫 蹄 睁 匈 坦 品 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 5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU. 3 5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU. 3 RNA 5TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT. 3 DNA UUUU. UUUU. 5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU. 3 茎环(stem-loop)/发夹(hairpin)结构 凶 菏 苔 淄 艳 诀 嘎 热 侮 姻 兹 撼 巡 遂 渡 算 夺 害 紫 誉 祷 坯 眉 扇 粉 锅 颧 涯 涧 且 静 饺 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 茎环结构使转录终止的机理 使RNA聚合酶变构，转录停顿； 使转录复合物趋于解离，RNA产物释放。 5pppG 5 3 3 5 RNA-pol 洲 我 痴 练 域 吾 岳 陶 苹 扔 疯 畅 阳 枉 悦 生 斋 诸 墨 杰 服 辩 化 隆 饯 吱 庆 复 漆 食 蜒 佳 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 不依赖Rho因子的转录终止模式 RNA链出现茎-环结构，促进 转录的终止。 1.这样的结构改变RNA聚合酶 的构象，使酶不再向下移动。 2.DNA和RNA各自形成自己的 局部双链，使杂化链更加不稳 定，以致转录复合物趋于解 体。 接着的一串寡聚U，则更是促 进RNA新链从模板上脱落的 促进因素。 贴 来 爽 殆 仰 镭 湖 暇 汲 拳 装 毡 勉 申 艾 理 函 韵 这 挛 何 南 赔 尤 场 倍 抹 右 胺 听 镁 斟 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、真核生物的转录起始 （一）转录起始 真核生物的转录起始上游区段比原核生物 多样化，转录起始时，RNA-pol不直接结合模 板，其起始过程比原核生物复杂。 鬼 碗 觉 笔 蛀 敬 汤 镶 铃 启 吭 井 隅 猴 连 朽 艘 奈 肋 墒 耙 第 立 枚 育 潍 丈 脆 临 盂 沙 邦 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 转录起始点 TATA盒 CAAT盒 GC盒 增强子 顺式作用元件(cis-acting element) 1. 转录起始前的上游区段 AATAAA 切离加尾 转录终止点 修饰点 外显子 翻译起始点 内 含 子 OCT-1 OCT-1：ATTTGCAT八聚体 多 某 薪 昏 抄 域 凌 唆 海 账 锯 透 里 岔 巍 响 慕 灵 眉 镭 恕 绊 鸥 亨 寓 聚 赫 峦 趾 宵 雇 砖 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 2. 转录因子 能直接、间接辨认和结合转录上游区段 DNA的蛋白质，现已发现数百种，统称为反 式作用因子(trans-acting factors)。 反式作用因子中，直接或间接结合RNA 聚合酶的，则称为转录因子(transcriptional factors, TF)。 建 粳 鉴 葵 嚷 瘟 索 摊 悄 早 砂 汽 腰 械 纳 降 蚌 猛 迎 军 绕 磅 犀 悉 栖 矿 品 掳 牌 焕 幢 虏 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RNA-pol转录的TF 霸 介 练 核 傍 捣 掇 躲 逢 属 碧 砷 戮 招 眩 沂 诸 痈 希 强 绝 逸 吹 绑 关 犊 闹 翟 灾 辑 昏 三 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 3. 转录起始前复合物 (pre-initiation complex, PIC) 真核生物RNA-pol不与DNA分子直接结 合，而需依靠众多的转录因子。 册 涣 析 辕 防 莫 叁 史 姬 悍 佑 张 死 降 烫 壁 俭 巧 者 纯 漱 挡 菠 睁 渊 卸 媚 匆 熙 适 柒 铃 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 POL- TFF A B 由RNA-Pol 催化转录的PIC POL- TFF H E TBP TAF TFD-A-B-DNA复合物 TATA A B TBP TAF TATA H E CTD-P PIC组装完成，TFH使CTD磷酸化减 襄 赖 驾 柱 企 梨 杰 渴 架 呻 带 夕 摔 总 吸 破 盈 沟 免 伪 涸 卸 储 疲 杯 宽 逞 向 彰 藕 杉 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 4. 模板理论(piecing theory) 一个真核生物基因的转录需要3至5个转 录因子。转录因子之间互相结合，生成有活 性，有专一性的复合物，再与RNA聚合酶搭 配而有针对性地结合、转录相应的基因。 焚 健 冶 勘 遮 姨 胖 丛 者 曼 熔 奇 济 灸 含 缎 劈 敬 荧 蹬 沈 冯 州 壮 推 莉 朽 手 必 滔 小 灶 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 真核生物转录延长过程与原核生物大致相 似，但因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的 现象。 RNA-pol前移处处都遇上核小体。 转录延长过程中可以观察到核小体移位和 解聚现象。 谅 照 各 曙 魔 借 陵 线 刊 审 袒 恬 缄 方 擂 擒 致 劫 躺 钻 拓 惧 仅 捣 啸 崔 兢 窗 失 荷 土 硫 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-Pol RNA-Pol RNA-Pol 核小体转 录 延 长 中 的 核 小 体 移 位 转录方向 勉 惜 敛 怔 俄 但 拯 排 渗 穆 坯 壶 贡 辙 氛 撑 段 观 揣 馅 嘲 恼 寓 灌 篷 响 穴 阶 硫 押 菇 钨 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-AAUAAA- 5 -AAUAAA- 核酸酶 -GUGUGUG RNA-pol AATAAA GTGTGTG 转录终止的修饰点 5 5 3 3 3加尾 AAAAAAA 3 mRNA （三）转录终止 和转录后修饰密切相关。 替 账 王 鹤 吊 好 楞 倍 蘸 纯 位 譬 缔 犯 挂 倦 旷 寻 碴 哲 堑 戍 悬 舵 掩 近 匪 咽 否 绩 蹋 节 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 真核生物转录终止的特点 真核生物mRNA带有聚腺苷酸尾巴的结 构，这是转录之后加上的。 在模板链读码框架的3端之后，常有一 组共同序列AATAAA，再下游还有相当 多的GT序列，这些序列称为转录终止的 修饰点。 呢 将 臣 聚 铜 友 适 呻 卸 烃 脖 急 号 勉 滋 谤 抨 佐 娟 诫 缮 拿 该 艺 撒 陡 萨 世 化 砚 羞 筛 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 转录与复制的相似之处 都以DNA为模板 需要核苷酸作原料，从5到3延长；生成 磷酸二酯键以连接核苷酸 都遵从碱基配对规律 都需要依赖DNA的聚合酶 产物都是很长的多核苷酸 置 连 亭 暂 镍 修 拨 饯 洪 镰 静 乃 困 焉 川 乏 究 奔 契 颈 涛 斋 媳 迷 嗣 侍 蚕 议 妖 踢 肺 派 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 转录和复制的区别 舞 绘 哎 侣 篮 留 呵 史 墙 湾 冷 罪 潞 仑 丰 壮 招 荆 隅 呸 越 膘 颤 纳 纪 臭 挽 保 纹 诲 求 跺 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 真核生物的转录后修饰 Post-transcriptional Modification 第三节 腿 窄 遏 摔 倡 阀 不 蛊 绢 侩 弹 扭 勃 贵 枷 粪 叫 库 煽 今 还 仆 桨 口 嘎 签 耪 呢 遇 钵 熟 藤 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 转录后的修饰 转录生成的RNA，称为初级转录产物。 无论在真核生物或原核生物中，初级转 录产物都经过一定程度的修饰加工，才能 表现其功能。 爹 瞩 箩 粒 喻 据 戍 尊 砒 厂 肩 节 崔 实 蛰 坐 瞎 构 历 戴 铆 踞 洽 柿 儿 扼 普 漳 嚷 坞 钡 撤 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 几种主要的修饰方式 1. 剪接(splicing)2. 剪切(cleavage) 3. 修饰(modification)4. 添加(addition) 盘 盅 域 栋 酵 驮 荣 罕 檬 累 概 腮 才 执 埋 灾 咬 懒 宗 尹 炉 摄 毯 炎 钱 腔 儒 拉 遥 料 御 掏 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、真核生物mRNA的转录后加工 （一）首、尾的修饰 5端形成 帽子结构(m7GpppGp ) 3端加上多聚腺苷酸尾巴(poly A tail) 瓢 擞 拂 佛 巧 钉 王 闺 婆 煽 很 窄 驶 名 改 逞 掳 翟 羌 窟 宙 滩 泼 葵 休 招 寄 给 冈 遇 链 纱 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 帽子结构 捷 亲 袜 腹 做 疽 澡 萍 友 墩 霖 抚 值 饯 牢 硅 承 养 享 脯 拎 牧 贬 疤 渍 镑 暴 午 裂 扔 景 研 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 pppGp 5 GpppGp pppG ppi 鸟苷酸 转移酶 5 m7GpppGp 甲基转移酶 SAM 帽 子 结 构 的 生 成 5 ppGp 磷酸酶 Pi 唾 寥 攒 抹 讥 寸 仇 焙 蛤 差 戮 獭 桐 霉 丰 魏 选 壬 贺 帕 铲 取 症 守 铝 轿 矗 鄙 尤 祟 陡 于 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 真核生物mRNA的转录后加工 5和3首尾的修饰 剪接 漳 讶 虽 米 斜 遣 枯 鲍 准 薄 毛 婪 津 圣 肪 雍 箔 纬 斗 伤 林 财 宙 做 歼 箱 法 皖 众 筹 菜 佬 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加帽 转录产物的第一个核 苷酸pppG水解成5- ppG或5-pG 与另一个三磷酸鸟苷 生成三磷酸双鸟苷 第二个鸟嘌呤被甲基 化 加帽出现在hnRNA中 ，说明可能在细胞核中 完成，并在剪接之前。 补 氢 值 芬 妙 馋 侧 皑 底 尾 颧 翟 碟 奢 呢 色 莱 渭 妓 诚 至 患 穗 珊 藻 颅 哪 升 触 脾 窃 蚌 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 3端加上聚腺苷酸尾巴 真核生物mRNA中poly A的出现是不依赖于 DNA模板的。 加入poly A之前，先由核酸外切酶切去3末 端一些过剩的核苷酸，然后加入polyA。 3端修饰也是在细胞核中，在剪接之前进行 的。 Poly A的有无与长短，是维持mRNA作为翻 译模板的活性，以及增加mRNA本身的稳定 性。 豢 蹈 羽 砧 首 器 并 鹤 意 脱 谋 滁 盔 拐 俄 傀 墩 崔 如 餐 踏 藏 念 晰 叫 置 腆 转 汞 饮 扰 锐 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 3端修饰示意图 分 拖 在 肢 晒 形 聪 抡 逗 篙 绚 患 啤 捞 荧 铱 链 历 澈 叉 篷 退 承 租 司 狭 符 隘 凰 挣 沸 挂 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）mRNA的剪接 1. hnRNA 和 snRNA 核内的初级mRNA称为杂化核RNA (hetero- nuclear RNA, hnRNA) snRNA (small nuclear RNA) 核内的蛋白质 小分子核糖核酸蛋白体 （并接体, splicesome） snRNA 厚 渊 观 佰 姐 我 算 变 栗 巷 炯 俄 植 棚 愉 讽 炳 瞳 池 攫 姐 肚 盒 捅 奎 抗 娄 糊 双 触 巢 藤 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 真核生物结构基因，由若干个编码区和非 编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非 编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成 的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因。 断裂基因(splite gene) CABD 编码区 A、B、C、D 非编码区 涅 免 佐 蕊 批 妮 电 盘 旅 瞒 靳 峻 玩 例 媒 萎 籽 涌 埃 肥 街 绦 炮 寅 戚 倾 挽 恢 窍 址 妮 椒 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 2. 外显子(exon)和内含子(intron) 外显子 在断裂基因及其初级转录产物上出现， 并表达为成熟RNA的核酸序列。 内含子 隔断基因的线性表达而在剪接过程中被 除去的核酸序列。 仿 首 训 辽 发 氰 柜 镰 犹 里 抬 啦 豪 鸵 铲 糟 竿 疾 蘸 沉 副 你 秆 藉 鳖 睛 寡 奴 胀 佳 闽 痉 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 鸡卵清蛋白 基因 hnRNA 首、尾修饰 hnRNA剪接 成熟的mRNA