BiochemistryBRNA的生物合成和加工PPT課件

1、Chapter11 RNA的生物合成和加工,RNA的生物合成,？,Transcription of DNA,一、在DNA指導(dǎo)下RNA的合成轉(zhuǎn)錄,轉(zhuǎn)錄-生物體以DNA為模板合成RNA的過程，轉(zhuǎn)錄所需的酶叫RNA聚合酶（依賴DNA的RNA聚合酶）,相同點(diǎn)：1.都以DNA為模板 2.原料為核苷酸 3.合成方向均為53方向 4.都需要依賴DNA的聚合酶 5.遵守堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律 6.產(chǎn)物為多聚核苷酸鏈,復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的異同點(diǎn),不同點(diǎn)： 復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 模板 兩股鏈均作為模板 模板鏈作為模板 原料 dNTP NTP 聚合酶 DNA聚合酶 RNA聚合酶 產(chǎn)物 子代DNA雙鏈 mRNA;tRNA;rRNA 配對(duì) A

2、-T；G-C A-U；T-A；G-C 引物 需RNA引物 不需要引物 方式(特點(diǎn)) 半保留復(fù)制 不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄,轉(zhuǎn)錄單位：RNA鏈的轉(zhuǎn)錄起始于DNA模板的一個(gè)特定位點(diǎn)（啟動(dòng)子promoter），并在另一位點(diǎn)處終止（終止子terminator），此轉(zhuǎn)錄區(qū)域稱為轉(zhuǎn)錄單位。,（一）模板和酶,1、轉(zhuǎn)錄模板 兩股DNA單鏈中只有一股可轉(zhuǎn)錄， 作為模板轉(zhuǎn)錄成RNA的一股稱為模板鏈（反義鏈） 對(duì)應(yīng)的一股互補(bǔ)鏈稱為編碼鏈（有義鏈） 能轉(zhuǎn)錄出mRNA然后指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的部分稱為結(jié)構(gòu)基因 其余的DNA可能轉(zhuǎn)錄(rRNA,tRNA)，也可能不轉(zhuǎn)錄,（一）模板和酶,不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄:DNA分子上一股可轉(zhuǎn)錄,另一股不轉(zhuǎn)錄; 模板

3、鏈并非永遠(yuǎn)在同一單鏈上。,DNA,RNA,反義鏈或負(fù)鏈,有義鏈或正鏈,上游：Upstream 下游：Downstream 初級(jí)轉(zhuǎn)錄本：Primary transcript,2、 RNA聚合酶,（1）原核生物的RNA聚合酶 大腸桿菌 分子量為480kD 四個(gè)亞基2組成全酶 2稱為核心酶(去掉亞基),全酶,=,核心酶,+,（1）原核生物的RNA聚合酶 大腸桿菌,RNA聚合酶各亞基及其功能,三種RNA聚合酶, 它們專一地轉(zhuǎn)錄不同的基因 其轉(zhuǎn)錄過程和產(chǎn)物已各不相同 三種RNA聚合酶對(duì)鵝膏覃堿的敏感性反應(yīng)不同,（2）真核生物的RNA聚合酶,（2）真核生物的RNA聚合酶,3. RNA聚合酶與模板的辨認(rèn)結(jié)合

4、,原核生物的RNA聚合酶結(jié)合到DNA啟動(dòng)區(qū)開始轉(zhuǎn)錄 依靠亞基辨認(rèn)啟動(dòng)區(qū) 啟動(dòng)區(qū)具有共有的序列稱為保守序列或一致性序列,亞基：識(shí)別啟動(dòng)子，識(shí)別不同啟動(dòng)子的能力不同，導(dǎo)致不同基因具有不同的轉(zhuǎn)錄效率。 核心酶：只能使已開始合成的RNA鏈延長,采用足跡法確定啟動(dòng)子的位置和序列,試驗(yàn)方法： 使DNA與RNA聚合酶結(jié)合，再用核酸內(nèi)切酶處理（1）； 未與RNA聚合酶結(jié)合的DNA，同相同的核酸內(nèi)切酶處理（2）； 電泳，對(duì)比（1）和（2）電泳條帶； （2）條帶（1）條帶 根據(jù)缺失條帶所處的位置，確定與RNA聚合酶結(jié)合的DNA片段,足跡法試驗(yàn)證明,DNA模板對(duì)應(yīng)于RNA的第1個(gè)核苷酸為+1； 注意，沒有0； 其下

5、游，即轉(zhuǎn)錄區(qū)記為正數(shù)； 其上游，記為負(fù)數(shù)。,+1,+2 +3 +4 +5 +6,-6 -5 -4 -3 -2 -1,酶對(duì)啟動(dòng)子的識(shí)別是轉(zhuǎn)錄的第一步 大腸桿菌啟動(dòng)子：在轉(zhuǎn)錄開始位置的上游10個(gè)和35個(gè)核苷酸位置有兩段DNA的序列比較保守，分別稱為10序列（10 sequence）和35序列（35 sequence）。,1. Pribnow box (-10 box),5 TATAA T 3,2. 35 box, TTGACA ,T85T83G81A61C69 52T89A89T50A65A100,開始轉(zhuǎn)錄,T T G A C A A A C T G T,-35 區(qū),(Pribnow box),T

6、 A T A A T Pu A T A T T A Py,-10 區(qū),原核生物啟動(dòng)序列中的保守序列,RNA-pol辨認(rèn)位點(diǎn) (recognition site),利于DNA局部解鏈,-35區(qū)的序列與起始點(diǎn)辨認(rèn)有關(guān)，稱為辨認(rèn)位點(diǎn) -10區(qū)的序列稱為Pribnow盒(box) ，結(jié)合位點(diǎn),酶與模板的辨認(rèn)結(jié)合,啟動(dòng)區(qū)共有序列保守序列或一致性序列,Pribnow框盒（Pribnow box）,從起點(diǎn)上游約-10處找到6bp的保守序列TATAAT，稱為-10序列或Pribnow框（box），與真核細(xì)胞和古生菌中的TATA Box功能相似。 A.T較豐富，易于解鏈。 功能: (1)RNA pol (RNA

7、 聚合酶)緊密結(jié)合; (2)形成開放啟動(dòng)復(fù)合體； (3)使RNA pol定向轉(zhuǎn)錄。,不同的因子識(shí)別特定的啟動(dòng)序列,信號(hào)序列并不一定是連續(xù)的，分開距離本身也是一種信號(hào)。 -35和-10序列相距約20bp，即大致是雙螺旋繞兩圈的長度。這兩個(gè)結(jié)合區(qū)是在DNA分子的同一側(cè)面，酶是結(jié)合在雙螺旋的一面。,Promoter(啟動(dòng)序列或啟動(dòng)子)：,起始轉(zhuǎn)錄的一段必需的DNA序列，包括與RNA聚合酶結(jié)合區(qū)、轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)及其它各種可能與調(diào)控蛋白結(jié)合的區(qū)域，本身一般不被轉(zhuǎn)錄。,（二）轉(zhuǎn)錄過程,RNA聚合酶催化的轉(zhuǎn)錄過程可分為三個(gè)步驟： 起始 延長 終止,1、轉(zhuǎn)錄的起始,（1）原核生物的轉(zhuǎn)錄起始 RNA聚合酶與模板DN

8、A的啟動(dòng)子結(jié)合 DNA雙鏈部分解開形成18bp轉(zhuǎn)錄空泡 RNA聚合酶含有兩個(gè)結(jié)合NTP的部位 起始部位：優(yōu)先結(jié)合嘌呤核苷酸ATP/GTP（A/G） 延伸部位：NTP 轉(zhuǎn)錄起始不需引物, 合成9-12個(gè)核苷酸殘基后, 亞單位即脫落下來,轉(zhuǎn)錄起始需要RNA聚合酶全酶,閉合啟動(dòng)子復(fù)合物,開放啟動(dòng)子復(fù)合物,3. DNA雙鏈解開形成開放轉(zhuǎn)錄復(fù)合體,亞基辨認(rèn)起始點(diǎn) RNA聚合酶全酶(2)與模板結(jié)合，形成閉合啟動(dòng)子復(fù)合物,轉(zhuǎn)錄起始需要RNA聚合酶全酶,4. RNA聚合酶催化發(fā)生第一次聚合反應(yīng)，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物,RNApol (2) - DNA - pppGpN- OH 3,5-pppG -OH + NTP

9、 5-pppGpN - OH 3 + ppi,RNA聚合酶含有兩個(gè)結(jié)合NTP的部位 起始部位：優(yōu)先結(jié)合嘌呤核苷酸ATP/GTP 延伸部位：,第一個(gè)核苷酸結(jié)合在起始部位 第二個(gè)核苷酸結(jié)合在延伸部位,3氧對(duì)-磷進(jìn)行親核攻擊形成磷酸酯鍵,水解釋放能量,(2)真核生物的轉(zhuǎn)錄起始 順式作用元件(cis-acting element) -35區(qū) 5 -TATA Hogness盒 TATA盒 -40-110區(qū)CAAT盒GC盒 反式作用因子(trans-acting factor) 轉(zhuǎn)錄因子（） 轉(zhuǎn)錄因子和真核生物的轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物 、 起始前復(fù)合物（）,PIC,起始前復(fù)合物（）,2、轉(zhuǎn)錄的延伸,原核生物和真核

10、生物基本相同 亞基脫落，RNApol聚合酶核心酶變構(gòu)，與模板結(jié)合松弛，沿著DNA模板前移； RNA的5 端伸展在轉(zhuǎn)錄空泡之外 模板為A，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物相應(yīng)為U 原核生物的轉(zhuǎn)錄和翻譯同時(shí)進(jìn)行 真核生物轉(zhuǎn)錄后進(jìn)行修飾和加工、運(yùn)輸，再翻譯,轉(zhuǎn)錄空泡(transcription bubble)：轉(zhuǎn)錄過程中，RNA聚合酶及其所覆蓋的DNA雙鏈以及合成的RNA共同構(gòu)成的復(fù)合物，又稱為轉(zhuǎn)錄復(fù)合物。,RNA-pol （核心酶） DNA RNA,延伸的方向是5 3 RNA的5端伸展在轉(zhuǎn)錄空泡之外,5,3,DNA,原核生物轉(zhuǎn)錄延長時(shí)蛋白質(zhì)的翻譯同時(shí)進(jìn)行,核糖體,RNA,RNA聚合酶,人 45s rRNA 基 因 的 轉(zhuǎn)

11、 錄,3、轉(zhuǎn)錄的終止,（1）原核生物轉(zhuǎn)錄終止的模式 依賴因子（弱終止子）：因子能與RNA結(jié)合，具有ATP酶和 解鏈酶的活性 不依賴因子（強(qiáng)終止子）：終止區(qū)的堿基可形成特殊的結(jié)構(gòu) RNA 3形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)和一串寡聚U,依賴因子的轉(zhuǎn)錄終止（弱終止子）,因子是6聚體，具有依賴性RNA-DNA解旋酶和ATP酶活性 因子識(shí)別RNA轉(zhuǎn)錄物中富含C的識(shí)別位點(diǎn) 因子結(jié)合，快速沿5 3方向移動(dòng)， RNA聚合酶遇到終止子的發(fā)夾結(jié)構(gòu)，暫停轉(zhuǎn)錄； 因子快速追上RNA聚合酶 因子催化RNA轉(zhuǎn)錄物與模板鏈解旋 RNA轉(zhuǎn)錄物釋放,DNA模板上靠近終止處，有些特殊的堿基序列，轉(zhuǎn)錄出RNA后，RNA產(chǎn)物形成特殊的莖環(huán)（stem-

12、loop)或發(fā)夾(hairpin)結(jié)構(gòu)來終止轉(zhuǎn)錄。,非依賴 因子的轉(zhuǎn)錄終止（強(qiáng)終止子）,回文序列,莖環(huán)結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)錄終止的機(jī)理,莖環(huán)結(jié)構(gòu)使RNA聚合酶變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓； 莖環(huán)結(jié)構(gòu)下游存在一串U序列，較弱的氫鍵利用轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解離，RNA產(chǎn)物釋放。,DNA鏈的3-端附近有回文結(jié)構(gòu)，富含G-C堿基，其后緊密相連A-T堿基 以這段終止信號(hào)為模板轉(zhuǎn)錄出的RNA形成具有莖環(huán)的發(fā)夾形結(jié)構(gòu)，其3-端含一串UUUU尾巴 發(fā)夾結(jié)構(gòu)阻礙了聚合酶進(jìn)一步延伸，RNA鏈的合成終止 寡聚U可能提供信號(hào)使RNA聚合酶脫離模板,莖環(huán)(stem-loop)結(jié)構(gòu)終止轉(zhuǎn)錄,抗終止因子,有些終止子的作用可被特異的因子所阻止，使RNA聚合

13、酶得以越過終止子繼續(xù)轉(zhuǎn)錄，這種現(xiàn)象成為通讀(readthrough)；這類引起抗終止作用的蛋白質(zhì)稱為抗終止因子；,轉(zhuǎn)錄的過程,3、轉(zhuǎn)錄的終止,（2） 真核生物的轉(zhuǎn)錄終止 編碼鏈上存在轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)AATAAA 真核生物 mRNA帶有polyA尾巴,RNA聚合酶催化的轉(zhuǎn)錄過程,1. 識(shí)別階段 （1）RNA聚合酶在亞基引導(dǎo)下結(jié)合到啟動(dòng)子上，形成起始復(fù)合物2（-35區(qū)） （2）DNA雙鏈局部解開（-10區(qū)） 2. 起始階段：在模板鏈上，堿基配對(duì)合成最初的RNA鏈 3. 延伸階段：核心酶向前移動(dòng)，RNA鏈不斷生長，延伸產(chǎn)生了約10bp后，亞基解離 4. 終止階段 （1）RNA聚合酶到達(dá)基因轉(zhuǎn)錄終點(diǎn)，

14、形成終止復(fù)合物2NusA （2）RNA和RNA聚合酶從DNA上脫落,二、轉(zhuǎn)錄后加工,（一） 真核生物mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工 1、首、尾的修飾 5-端帽子結(jié)構(gòu)的形(m7GpppG) 0型帽子 型帽子 3-端 poly A尾巴的生成,（一） 真核生物mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工 2、真核生物mRNA前體的剪接 hnRNA和snRNA hnRNA mRNA snRNA U族 300個(gè)核苷酸組成 與核內(nèi)蛋白質(zhì)組成snRNP 與內(nèi)含子的剪切有關(guān) 斷裂基因(split gene) 外顯子(exon) 內(nèi)含子(intron),二、轉(zhuǎn)錄后加工,mRNA 的剪接 套索剪切模式,（二） 真核生物tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工 切除部

15、分序列: 5-端 一段前導(dǎo)序列 反密碼子環(huán) 一段插入序列 3-端CCA-OH的生成 tRNA核苷酸基轉(zhuǎn)移酶 某些堿基的化學(xué)修飾: 甲基化 還原反應(yīng) DHU 脫氨反應(yīng),二、轉(zhuǎn)錄后加工,（三） 真核生物rRNA轉(zhuǎn)錄后加工,真核細(xì)胞的rRNA基因(rDNA)屬于稱為豐富基因族的DNA序列，也稱為高度重復(fù)序列。,二、轉(zhuǎn)錄后加工,三、相關(guān)概念,（一）啟動(dòng)子和轉(zhuǎn)錄因子,什么是啟動(dòng)子？,啟動(dòng)子是指RNA聚合酶識(shí)別、結(jié)合和開始轉(zhuǎn)錄的一段DNA系列。,什么是轉(zhuǎn)錄因子？,RNA聚合酶在進(jìn)行轉(zhuǎn)錄時(shí)常需要一些輔助因子（蛋白質(zhì)）參與作用，稱之為轉(zhuǎn)錄因子。,三、相關(guān)概念,（二）終止子和終止因子,什么是終止子？,提供轉(zhuǎn)錄停

16、止信號(hào)的一段DNA系列，稱為終止子。,什么是終止因子？,協(xié)助RNA聚合酶識(shí)別終止信號(hào)的輔助因子（蛋白質(zhì)）則稱為終止因子。,有些終止子的作用可被特異的因子所阻止，使RNA聚合酶得以越過終止子繼續(xù)轉(zhuǎn)錄，這種現(xiàn)象成為通讀(readthrough)；這類引起抗終止作用的蛋白質(zhì)稱為抗終止因子。,所有原核生物的終止子在終止點(diǎn)之前均有一個(gè)回文結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)錄的RNA可形成“發(fā)夾結(jié)構(gòu)”。NusA識(shí)別終止子。,三、相關(guān)概念,（三）核 酶,核酶（ribozyme）-具有催化活性的RNA 1982 T.R. Cech 四膜蟲 rRNA前體 1983 S.Altman RNase P對(duì)tRNA前體加工 錘頭狀核酶，發(fā)夾狀核

17、酶 人工核酶 (抗感染，抗腫瘤),四、轉(zhuǎn)錄過程的調(diào)節(jié)控制,時(shí)序調(diào)控和 適應(yīng)調(diào)控,遺傳信息的表達(dá)可按一定的時(shí)間程序發(fā)生變化，而且隨著細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境條件的改變而加以調(diào)整。,轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控和翻譯水平的調(diào)控,關(guān)鍵是轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控,操縱子結(jié) 構(gòu)模型,所謂操縱子即是指細(xì)菌基因表達(dá)和調(diào)控的單位，它包括結(jié)構(gòu)基因、調(diào)節(jié)基因和由調(diào)節(jié)基因產(chǎn)物所識(shí)別的控制系列，通常在功能上彼此有關(guān)的編碼基因串聯(lián)在一起，有共同的啟動(dòng)子并受操縱基因的控制。,轉(zhuǎn)錄起始的負(fù)調(diào)控,一. 乳糖操縱子,Lac操縱子由兩個(gè)轉(zhuǎn)錄單元組成 P-O-lacZ-lacY-lacA Pi-I,(一)乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)與功能,1.調(diào)控元件:啟動(dòng)基因P 操縱基因O 結(jié)

18、構(gòu)基因: LacZ (-半乳糖苷酶) LacY (-半乳糖苷透性酶) LacA(-半乳糖苷乙酰轉(zhuǎn)移酶),調(diào)節(jié)序列,結(jié)構(gòu)基因,(1)調(diào)節(jié)基因 I編碼-阻遏蛋白 四聚體的阻遏蛋白 (2)分解代謝物基因激活蛋白(CAP). (cAMP受體蛋白),2.調(diào)節(jié)蛋白:,啟動(dòng)子（promoter）的結(jié)構(gòu)與功能 （Prok.E.coli） 啟動(dòng)子由兩個(gè)部分組成 （1） 上游部分 CAP-cAMP結(jié)合位點(diǎn)（正控制位點(diǎn)） CAP（catabolite gene Activator Protein） （2） 下游部分 RNApol的進(jìn)入（結(jié)合）位點(diǎn) 35 10 包括識(shí)別位點(diǎn)和結(jié)合位點(diǎn)（R B位點(diǎn)）,乳糖操縱子的結(jié)構(gòu),

19、（二）乳糖操縱子調(diào)控機(jī)制,阻遏蛋白的負(fù)調(diào)控機(jī)制,誘導(dǎo)物:乳糖 直接誘導(dǎo)物:半乳糖/異乳糖,沒有乳糖存在時(shí),乳糖操縱子被阻遏蛋白封閉,有乳糖存在時(shí),乳糖操縱子被誘導(dǎo)物開放,別乳糖,負(fù)調(diào)節(jié)：阻遏蛋白與操縱基因結(jié)合關(guān)閉轉(zhuǎn)錄系統(tǒng) 負(fù)調(diào)節(jié)物：阻遏蛋白 誘導(dǎo)物：與阻遏蛋白結(jié)合改變阻遏蛋白構(gòu)象，阻止其與操縱基因結(jié)合的物質(zhì),誘導(dǎo)物,乳糖的代謝產(chǎn)物1,6-別乳糖 異丙基硫代半乳糖苷IPTG,2.乳糖操縱子的正調(diào)控,培養(yǎng)基中同時(shí)含有葡萄糖和乳糖，細(xì)菌先利用哪個(gè)生長？,葡萄糖？,乳糖？,分解代謝物抑制,優(yōu)先利用葡萄糖 Lac操縱子的表達(dá)被葡萄糖抑制,啟動(dòng)子（promoter）的結(jié)構(gòu)與功能 （Prok.E.coli）

20、 啟動(dòng)子由兩個(gè)部分組成 （1） 上游部分 CAP-cAMP結(jié)合位點(diǎn)（正控制位點(diǎn)） 分解代謝產(chǎn)物基因激活蛋白CAP（catabolite gene Activator Protein） cAMP結(jié)合增強(qiáng)CAP對(duì)啟動(dòng)子的親和性，cAMP受體蛋白 （2） 下游部分 RNApol的結(jié)合位點(diǎn) 35 10 包括識(shí)別位點(diǎn)和結(jié)合位點(diǎn)（R B位點(diǎn)）,乳糖操縱子的結(jié)構(gòu),無葡萄糖，激活腺苷酸環(huán)化酶，細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度高,有葡萄糖，cAMP濃度低,乳糖操縱子的正性調(diào)節(jié)，CAP-cAMP結(jié)合增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄,葡萄糖分解產(chǎn)物,ATP,cAMP,AMP,細(xì)胞外排cAMP,有葡萄糖，cAMP濃度低,乳糖操縱子的協(xié)調(diào)調(diào)節(jié),阻遏蛋白蛋白

21、機(jī)制解除 CAP正性調(diào)節(jié)存在,低半乳糖時(shí),高半乳糖時(shí),葡萄糖低 cAMP濃度高,葡萄糖高cAMP濃度低,在協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)下，lac operon的強(qiáng)誘導(dǎo)作用發(fā)生在高乳糖、低葡萄糖的狀態(tài)。,二色氨酸操縱子 (Operon of tryptophan),（一）結(jié)構(gòu)特點(diǎn),調(diào)控元件： 啟動(dòng)基因P 操縱基因O 前導(dǎo)序列L,結(jié)構(gòu)基因： E，D（鄰氨基苯甲酸合成酶） A，B(色氨酸合成酶) C (吲哚甘油磷酸合成酶),調(diào)節(jié)蛋白: 調(diào)節(jié)基因R阻遏蛋白 trp阻遏蛋白為同源二聚體 每個(gè)亞基結(jié)合一個(gè)trp trp是輔阻遏物,調(diào)節(jié)機(jī)制,（）阻遏蛋白負(fù)調(diào)控 （）轉(zhuǎn)錄終止衰減作用,色氨酸操縱子結(jié)構(gòu),E，D（鄰氨基苯甲酸合成酶

22、） A，B(色氨酸合成酶) C (吲哚甘油磷酸合成酶),P啟動(dòng)基因 O操縱基因 L前導(dǎo)序列,Trp 高時(shí),Trp 低時(shí),mRNA,P,RNA聚合酶,RNA聚合酶,Trp 阻遏蛋白,?,阻遏蛋白調(diào)控機(jī)制,色氨酸操縱子,現(xiàn)象問題？,現(xiàn)象：Charles Yanofsky等發(fā)現(xiàn)trp操縱子的trpO與trpE間一段序列缺失突變使trp操縱子的表達(dá)提高6倍，且與阻遏無關(guān)。 問題：是否存在第二種調(diào)控機(jī)制？ Charles Yanofsky提出弱化作用（attenuation）的調(diào)控機(jī)制，即在trp豐富時(shí)提前終止trp操縱子的轉(zhuǎn)錄。,第10、11密碼子為trp密碼子,14aa前導(dǎo)肽編碼區(qū):,包含序列1,形

23、成發(fā)夾結(jié)構(gòu)能力強(qiáng)弱： 序列1/2序列2/3序列3/4,前導(dǎo)RNA的結(jié)構(gòu),UUUU 3,前導(dǎo)肽,前導(dǎo)mRNA,1.當(dāng)色氨酸濃度高時(shí)， Trp-tRNATrp水平高,轉(zhuǎn)錄衰減機(jī)制,衰減子結(jié)構(gòu) 就是終止子 可使轉(zhuǎn)錄,RNA聚合酶,終止,前導(dǎo)肽,前導(dǎo)mRNA,RNA聚合酶,2.當(dāng)色氨酸濃度低時(shí)， Trp-tRNATrp水平低,Trp合成酶系相關(guān) 結(jié)構(gòu)基因被轉(zhuǎn)錄,序列3、4不能形成衰減子結(jié)構(gòu) 形成2-3抗終止子,四、在RNA指導(dǎo)下的RNA和DNA的合成,（一）RNA的復(fù)制,以RNA為模板合成RNA ，是病毒RNA的特殊繁殖方式。有實(shí)驗(yàn)指出，當(dāng)病毒RNA侵入寄主細(xì)胞后，這些病毒在RNA復(fù)制酶催化下即可自行

24、復(fù)制產(chǎn)生新的病毒RNA。復(fù)制酶不存在于正常大腸桿菌細(xì)胞中，只有受感染時(shí)，寄主細(xì)胞才產(chǎn)生復(fù)制酶。,RNA復(fù)制酶需要專一性的RNA模板，例如Q噬菌體的RNA復(fù)制酶只能用Q病毒RNA為模板，它不用寄主的RNA為模板。,四、在RNA指導(dǎo)下的RNA和DNA的合成,（二）RNA的逆轉(zhuǎn)錄,（1）什么是逆轉(zhuǎn)錄？ 以RNA為模板，按RNA中的核苷酸順序合成DNA，這與通常轉(zhuǎn)錄過程中遺傳信息流從DNA到RNA的方向相反，故稱為逆轉(zhuǎn)錄。如勞氏病毒則以RNA為模板反轉(zhuǎn)錄為DNA，然后再從DNA轉(zhuǎn)錄為RNA。,（2）逆轉(zhuǎn)錄酶：即 “RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶”,1970年從致癌RNA病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶，有力地證明了“前病

25、毒學(xué)說”，這類病毒感染并不引起細(xì)胞死亡，而使細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。,四、在RNA指導(dǎo)下的RNA和DNA的合成,（二）RNA的逆轉(zhuǎn)錄,（3）逆轉(zhuǎn)錄酶的性質(zhì),以RNA作模板，在其上合成一條互補(bǔ)的DNA鏈，形成RNA-DNA雜種分子（ RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶活力）。,在新合成的DNA鏈上合成另一條互補(bǔ)的DNA鏈，形成雙鏈DNA分子（ DNA指導(dǎo)的DNA聚合酶活力）。,核酸外切酶的作用，切除雜種分子中的RNA部分。,（4）逆轉(zhuǎn)錄的生物學(xué)意義：有助于人們對(duì)RNA病毒致癌機(jī)制的了解，防止逆轉(zhuǎn)錄病毒的致癌作用。,病毒RNA的逆轉(zhuǎn)錄過程,Reverse transcriptases catalyzes the

26、sythesis of DNA from RNA template.,本章重點(diǎn),掌握模板鏈、編碼鏈、不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄的概念。 掌握斷裂基因、外顯子，內(nèi)含子概念。 熟悉真核生物，mRNA、tRNA及rRNA轉(zhuǎn)錄后加工的主要方式。 轉(zhuǎn)錄終止的方式,思考題,1、名詞解釋 不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄 編碼鏈 模板鏈 斷裂基因 外顯子 內(nèi)含子 2、下列關(guān)于復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的描述哪項(xiàng)是錯(cuò)誤的？ A.在體內(nèi)只有一條DNA鏈轉(zhuǎn)錄。而兩條DNA鏈都復(fù)制 B.在這兩個(gè)過程中合成方向都是53 C.兩過程均需要RNA為引物 D.復(fù)制產(chǎn)物在通常情況下大于轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,3、下列哪一種反應(yīng)不屬于轉(zhuǎn)錄后修飾？ A. 腺苷酸聚合 B. exon剪除 C. 5端加帽子 D. 內(nèi)含子剪除 E. 甲基化 4、為什么說mRNA是結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物？其余DNA結(jié)構(gòu)作何用？ 5、真核生物mRNA轉(zhuǎn)錄后加工步驟有哪些？ 6、轉(zhuǎn)錄和復(fù)制有哪些異同？,一、