第十二的生物合成轉錄

第十二的生物合成轉錄第1頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月復制和轉錄的區(qū)別

A-U，T-A，G-CA-T，G-C配對mRNA，tRNA，rRNA子代雙鏈DNA（半保留復制）產物RNA聚合酶-polDNA聚合酶酶NTPdNTP原料兩股鏈均復制模板轉錄復制A-U，T-A，G-CA-T，G-CmRNA，tRNA，rRNA子代雙鏈DNA（半保留復制）產物RNA(RNA-pol)DNA聚合酶酶NTPdNTP原料模板鏈轉錄(不對稱轉錄)兩股鏈均復制模板轉錄復制第2頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)轉錄基本規(guī)律與體系一、不對稱轉錄1.DNA分子上轉錄出RNA的區(qū)段，稱為結構基因(structuralgene)。結構基因中能轉錄生成RNA的一股單鏈，稱為模板鏈(templatestrand)，也稱作有意義鏈或Watson鏈。另一股單鏈是編碼鏈(codingstrand)，也稱為反義鏈或Crick鏈。(一)轉錄的模板(BasicRulesandSystem

of

Transcription)2.在包含多個基因的DNA分子中，各基因的模板鏈并不總在同一條鏈上，在某個基因節(jié)段以其中某一條鏈為模板進行轉錄，而在另一個基因節(jié)段上則以其對應單鏈為模板，這種選擇性稱不對稱轉錄。

第3頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月5335模板鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈轉錄方向轉錄方向5′···GCAGTACATGTC···3′3′···cgtgatgtacag···5′5′···GCAGUACAUGUC···3′N······Ala·Val·His·Val······C編碼鏈模板鏈mRNA蛋白質轉錄翻譯(二)轉錄的特點1.轉錄的不對稱性2.轉錄方向的單向性3.轉錄不需要引物形成連續(xù)性4.轉錄過程有特定起始和終止點第4頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月二、

RNA轉錄的體系(一)模板結構基因雙鏈中的一股鏈。(二)原料4種核糖核苷酸：ATP、UTP、GTP、CTP。(三)RNA聚合酶1.原核生物的RNA聚合酶核心酶全酶第5頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月RNA聚合酶全酶在轉錄起始區(qū)的結合

TATAATATATTA+1-55TTGACAAACTGA+20DNAa36512決定哪些基因被轉錄b150618催化功能b￠155613結合DNA模板s70263辨認起始點亞基分子量功能原核生物的RNA聚合酶第6頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月2.真核生物的RNA聚合酶種類ⅠⅡⅢ對鵝膏蕈堿的反應45S-rRNAhnRNA5S-rRNAtRNAsnRNA耐受極敏感中度敏感轉錄產物RNA轉錄時除需以上物質外，還需要一些蛋白因子參與。如原核生物使轉錄過程終止ρ因子。真核生物聚合酶Ⅱ啟動轉錄時的轉錄因子。

(四)蛋白因子第7頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)RNA轉錄過程(一)轉錄起始轉錄起始需解決兩個問題

(1)RNA聚合酶必須準確地結合在轉錄模板的起始區(qū)域。

(2)DNA雙鏈解開，使其中的一條鏈作為轉錄的模板。一、原核生物的轉錄過程(TheProcessofTranscription)第8頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)DNA雙鏈解開。(1)RNA聚合酶全酶(2)與模板保守序列結合。(3)在RNA-pol作用下形成轉錄起始復合物。RNApol(2)-DNA-pppGpN-OH3(4)轉錄起始復合物:2.轉錄起始過程TGTTGACATATAAT5/5/3/3/-35區(qū)-10區(qū)轉錄方向基因轉錄區(qū)啟動子+1編碼鏈模板鏈原核生物啟動子的保守序列

第9頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)轉錄延長1.亞基脫落，RNA–pol核心酶變構，與模板結合松弛，沿著DNA模板推進，NTP不斷聚合RNA鏈不斷延長。(NMP)n+NTP(NMP)n+1

+PPi轉錄空泡(transcriptionbubble)：RNA-pol(核心酶)

····DNA

····RNA第10頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月2.原核生物轉錄過程中的羽毛狀現(xiàn)象53DNA核糖體RNARNA聚合酶轉錄延長第11頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月1.依賴ρ(Rho)因子的轉錄終止

ρ因子以六聚體形式存在，協(xié)助RNA-pol識別終止信號，與轉錄產物結合，RNA和RNA-pol一起從模板上脫落。(三)轉錄終止ATPrho5/3/5/3/rho第12頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月2.非依賴ρ因子的轉錄終止

DNA模板上靠近終止處，有些特殊的堿基序列，可轉錄出具有莖環(huán)結構的RNA，來終止轉錄。5/3/5/3/3/5/轉錄產物RNA聚合酶DNA3/5/3/5/DNA5/U-U-U-U-U-U-U-U-3/RNA聚合酶第13頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月二、真核生物的轉錄起始(一)轉錄起始1.

轉錄因子

(1)能直接、間接辨認和結合轉錄上游區(qū)段DNA的蛋白質，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種，統(tǒng)稱為反式作用因子(trans-actingfactors)。(2)反式作用因子中，直接或間接結合RNA聚合酶的，則稱為轉錄因子(transcriptionalfactors,TF)。

真核生物的轉錄起始上游區(qū)有不同DNA序列的順式作用元件，轉錄起始時，RNA-pol不直接結合模板，由轉錄因子識別起始部位。第14頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月參與RNA-polⅡ轉錄的TFⅡ

蛋白激酶活性，使CTD酸化TFⅡHATPase57(α)34TFⅡE解螺旋酶30，74TFⅡF促進RNA-polⅡ結合及作為其他因子結合的橋梁33TFⅡB穩(wěn)定TFⅡD-DNA復合物12，19，35TFⅡA輔助TBP-DNA結合TAF**結合TATA盒TBP*38TFⅡD功能亞基組成，分子量(kD)轉錄因子蛋白激酶活性，使CTD***磷TFⅡHATPase5734TFⅡE解螺旋酶30，74TFⅡF促進RNA-polⅡ結合及作為其他因子結合的橋梁33TFⅡB穩(wěn)定TFⅡD-DNA復合物12，19，35TFⅡA輔助TBP-DNA結合TAF**結合TATA盒TBP*38TFⅡD功能亞基組成，分子量(kD)(β)***CTD(carboxylterminaldomain):RNA-polⅡ大亞基羧基末端結構域。**TAF(TBPassociatedfactors):TBP輔助因子。在不同的基因轉錄中有不同的TAF輔助。*TBP(TATAbindingprotein):TATA結合蛋白。第15頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月轉錄起始點TATA盒CAAT盒GC盒

增強子順式作用元件(cis-actingelement)2.

轉錄起始前的上游區(qū)段

AATAAA切離加尾轉錄終止點修飾點外顯子翻譯起始點內含子第16頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月3.轉錄起始前復合物(pre-initiationcomplex,PIC)

POL-ⅡTFⅡFⅡAⅡBTFⅡFⅡHⅡETBPTAFTFⅡD-ⅡA-ⅡB-DNA復合物TATAⅡAⅡBTBPTAFTATAⅡHⅡECTD-PPOL-Ⅱ第17頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)轉錄延長真核生物轉錄延長過程與原核生物大致相似，但因有核膜相隔，沒有轉錄與翻譯同步的現(xiàn)象。(三)轉錄終止和轉錄后修飾密切相關。三、轉錄后的加工修飾主要的修飾方式有剪接、剪切、修飾、添加。

剪切(cleavage)剪接(splicing)第18頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月(一)真核生物mRNA的轉錄后加工1.5端形成帽子結構(m7GpppNm—)。2.3端加上多聚腺苷酸尾巴(polyAtail)。7－甲基鳥苷三磷酸帽子結構多聚A尾結構OOCH2OOH+NHNNOH2NNCH3OOHH2CO-OPOOPO-OP鳥嘌呤OO-OPOOAAA-OH3/第19頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月3.mRNA的剪接真核生物結構基因，由若干個編碼區(qū)和非編碼區(qū)互相間隔開但又連續(xù)鑲嵌而成，稱為斷裂基因。

(1)斷裂基因(splitegene)編碼區(qū)A、B、D、F非編碼區(qū)C、EABCDEF(2)外顯子(exon)在斷裂基因及其初級轉錄產物上出現(xiàn)，并表達為成熟RNA的核酸序列。(3)內含子(intron)隔斷基因的線性表達而在剪接過程中被除去的核酸序列。第20頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月雞卵清蛋白基因hnRNA首、尾修飾hnRNA剪接成熟的mRNA雞卵清蛋白基因及其轉錄、轉錄后修飾7.7kbL1234567ABCDEFG47185511291181431561043轉錄GpppGAA···AAAGpppGAA···AAAGpppGAA···AAA第21頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月

內切酶tRNA核苷酸轉移酶、連接酶ATPADPtRNA前體(二)tRNA的轉錄后加工1.轉錄后剪切tRNA第22頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月2.堿基修飾(2)還原反應如：UDHU(