生物化學(xué)-第十二章RNA的生物合成.ppt

學(xué)習(xí)目的與要求：1.RNA轉(zhuǎn)錄的概念，機(jī)制及過程2.RNA轉(zhuǎn)錄酶的組成，特點(diǎn)及其作用3.RNA轉(zhuǎn)錄后的加工修飾的方式4.RNA的復(fù)制方式重點(diǎn)：1.RNA轉(zhuǎn)錄的機(jī)制及過程2.啟動(dòng)子的組成，特點(diǎn)3.終止子的特點(diǎn)及終止方式4.RNA轉(zhuǎn)錄后的加工修飾方式難點(diǎn)：1.RNA轉(zhuǎn)錄后的加工修飾的方式2.RNA轉(zhuǎn)錄的終止方式,在生物界，RNA合成有兩種方式：一是DNA指導(dǎo)的RNA合成,生物體內(nèi)的主要合成方式。另一種是RNA指導(dǎo)的RNA合成，此種方式常見于病毒。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的初級轉(zhuǎn)錄本是RNA（RNAprecursor），需經(jīng)加工過程（processing）方具有生物學(xué)活性。,第一節(jié).DNA指導(dǎo)的RNA合成,一.轉(zhuǎn)錄的概念,DNA攜帶的遺傳信息（基因）傳遞給RNA分子的過程稱轉(zhuǎn)錄（transcription）。,二.RNA轉(zhuǎn)錄的機(jī)制,1.不對稱轉(zhuǎn)錄,不對稱轉(zhuǎn)錄:轉(zhuǎn)錄時(shí)，雙鏈DNA中只有一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板，這種轉(zhuǎn)錄方式稱作不對稱轉(zhuǎn)錄。,模板鏈(templatestrand)及反意義鏈(antisensestrand):指導(dǎo)RNA合成的DNA鏈為模板鏈，又稱反意義鏈。編碼鏈(codingstrand)及有意義鏈(sensestrand)：不作為轉(zhuǎn)錄的另一條DNA鏈為編碼鏈，又稱有意義鏈。由于基因分布于不同的DNA單鏈中，即某條DNA單鏈對某個(gè)基因是模板鏈，而對另一個(gè)基因則是編碼鏈。,RNA在轉(zhuǎn)錄時(shí)每次只轉(zhuǎn)錄DNA上的一部分信息這種轉(zhuǎn)錄方式稱作部分轉(zhuǎn)錄。,2.部分轉(zhuǎn)錄,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的種類,三.RNA聚合酶（DDRP）,(一).RNA聚合酶的性質(zhì),模板:單鏈DNA模板,底物：四種NTP,輔因子：Mg2+/Mn2+,合成方向：RNA53,作用：連接方式3，5磷酸二酯鍵,起始核苷酸：5末端的常為GTP或ATP,(二).原核生物（大腸桿菌）的RNA聚合酶,(三).真核生物的RNA聚合酶,四.啟動(dòng)子和轉(zhuǎn)錄因子,(一).啟動(dòng)子(Promoter),1.啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu),2.真/原核生物啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),(二).轉(zhuǎn)錄因子,轉(zhuǎn)錄因子：RNA聚合酶起轉(zhuǎn)錄需要的蛋白質(zhì)輔助因子,1.通用轉(zhuǎn)錄因子/基本轉(zhuǎn)錄因子（GTF）：識(shí)別起動(dòng)子如：TFII-X（X=A-F）6種II類啟動(dòng)必需(RNA聚合酶II識(shí)別的),2.轉(zhuǎn)錄輔助因子：識(shí)別啟動(dòng)子上游元件,五.終止子和終止因子(terminater/terminators),(一).終止子的結(jié)構(gòu),(二).轉(zhuǎn)錄的終止方式,1.弱終止子：依賴因子（終止因子)的終止NusA蛋白識(shí)別DNA鏈上的終止信號，在因子幫助終止。2.強(qiáng)終止子：(1)在終止點(diǎn)之前具有一段富含G-C的回文區(qū)域。（2）富含G-C的區(qū)域之后是一連串的dA堿基序列，它們轉(zhuǎn)錄的RNA鏈的末端為一連串U（連續(xù)6個(gè)）。,轉(zhuǎn)錄終止信號有兩種情況,六.RNA轉(zhuǎn)錄的過程,(一).RNA轉(zhuǎn)錄的起始,1.核心酶在亞基參與下，辯別啟動(dòng)子的識(shí)別部位2.全酶與識(shí)別部位結(jié)合，滑向結(jié)合部位與模板緊密結(jié)合,解鏈3.滑向起始點(diǎn),轉(zhuǎn)錄從起始點(diǎn)開始，合成第一個(gè)三磷酸核苷.,(二).RNA轉(zhuǎn)錄的延伸,1.亞基從全酶中解離2.核心酶的構(gòu)象發(fā)生變化，與模板DNA的結(jié)合變得較為松弛，以一定速度沿3，5，方向滑動(dòng)3.NTP為底物，在RNA鏈3，OH末端上生成磷酸二酯鍵,(三).RNA轉(zhuǎn)錄的終止,1.RNA聚合酶滑動(dòng)到模板的終止部位時(shí)，酶的作用受阻2.RNA聚合酶核心酶模板上脫落3.RNA鏈釋放,識(shí)別解鏈起始延伸終止,原核生物的mRNA轉(zhuǎn)錄后一般不需要加工，轉(zhuǎn)錄的同時(shí)即進(jìn)行翻譯（半壽期短）。,第二節(jié)、RNA轉(zhuǎn)錄后加工修飾,一.真核mRNA前體的加工,1.5-末端加上帽子結(jié)構(gòu),0型：m7G5ppp5NpI型：m7G5ppp5NmpNpII型：m7G5ppp5NmpNmp,2.3-末端加上polyA結(jié)構(gòu),真核生物加上：150-200A原核生物加上：50-100A,3.拼接去除內(nèi)含子，連接外顯子,二.rRNA前體的轉(zhuǎn)錄后加工,rRNA基因之間以縱向串聯(lián)的方式重復(fù)排列。加工過程：1.剪切作用：需核酸酶參與。2.甲基化修飾：修飾在堿基上。原核rRNA加工：rRNA含非轉(zhuǎn)錄的間隔區(qū)，其產(chǎn)物中含tRNA真核rRNA加工：1.5S自成體系加工少無修飾和剪接。2.45S加工中含剪切和甲基化修飾，需核酸酶。,1.原核生物rRNA前體加工,2.真核生物rRNA前體加工,三.tRNA前體的加工,tRNA前體在tRNA剪切酶的作用下，切成一定在小的tRNA分子,1.3-末端5-末端及間隔區(qū)切除2.3-末端加上CCA3.堿基的修飾：甲基化、脫氨