生物化學(xué)課件：RNA合成

一.轉(zhuǎn)錄的基本特征真核生物：細胞核

rRNA——核仁中

mRNA、tRNA——核質(zhì)中原核生物：細胞質(zhì)的核質(zhì)區(qū)1.轉(zhuǎn)錄的部位一.轉(zhuǎn)錄的基本特征2.轉(zhuǎn)錄的反應(yīng)n1ATPn2GTPn3CTPn4UTPRNA聚合酶(DNA模板)RNA＋(n1+n2+n3+n4)PPi一.轉(zhuǎn)錄的基本特征以DNA鏈作為模板RNA鏈的延長方向也是5′→3′RNA鏈合成的起始不需要引物每次被轉(zhuǎn)錄的DNA只是一個區(qū)段，而且是其中的一條鏈3.轉(zhuǎn)錄的方式一.轉(zhuǎn)錄的基本特征3.轉(zhuǎn)錄的方式sensestrandantisensestrand一.轉(zhuǎn)錄的基本特征3.轉(zhuǎn)錄的方式注意：對于整個DNA雙鏈，每條鏈上有的區(qū)段用作有義鏈，有的區(qū)段用作反義鏈。二.原核生物參與轉(zhuǎn)錄的酶細菌中負責(zé)mRNA、rRNA和tRNA鏈的合成的酶只有一種：RNA聚合酶1.亞基組成a2bb’

s

=a2bb’

+s全酶核心酶s因子二.原核生物參與轉(zhuǎn)錄的酶+HoloEnzyme

bb’asasCoreEnzymebb’aa一.RNA聚合酶2.亞基組成3.各亞基的主要功能s因子全酶中的s因子能識別啟動子a亞基參與酶的聚合、DNA的解鏈等bb'

亞基催化RNA的合成二.原核生物參與轉(zhuǎn)錄的酶三.轉(zhuǎn)錄的過程●

啟動子(promoter)：DNA上的特殊序列，是轉(zhuǎn)錄的起始信號●

終止子(terminator)：DNA上特殊序列，是轉(zhuǎn)錄的終止信號●

轉(zhuǎn)錄單位(transcriptionalunit)：從啟動子到終止子的區(qū)段●

轉(zhuǎn)錄原點記為+1，其上游記為負值，下游記為正值+1-10

+10upstreamstartpointdownstream幾個概念1.轉(zhuǎn)錄的啟動轉(zhuǎn)錄是由RNA聚合酶全酶結(jié)合于啟動子而被啟動的。啟動子不被轉(zhuǎn)錄。s因子能識別啟動子（位于有義鏈上）。三.轉(zhuǎn)錄的過程2.轉(zhuǎn)錄的起始由全酶在啟動子附近將DNA局部解鏈。第一個NTP(常常是GTP或ATP)結(jié)合到全酶上，形成“啟動子-全酶-NTP”三元復(fù)合物。第二個nt進入，連結(jié)到第一個nt的3'-OH上，形成了第一個磷酸二酯鍵。s因子從全酶上掉下，又去結(jié)合其它的核心酶。三.轉(zhuǎn)錄的過程3.鏈的延伸當(dāng)s因子從核心酶上脫落后，核心酶與DNA鏈的結(jié)合變得疏松，可以在模板鏈上滑動，方向為DNA模板鏈的3′→5′。三.轉(zhuǎn)錄的過程

DNA上的解螺旋區(qū)保持約17個堿基對的長度。隨著核心酶的移動，雜交區(qū)也往前延伸，隨著DNA雙螺旋的回復(fù)，RNA鏈逐漸被置換出來。三.轉(zhuǎn)錄的過程3.鏈的延伸RNA-DNA雜交區(qū)剛合成出來的RNA鏈與解開的DNA模板鏈之間可形成一小段RNA-DNA雜交區(qū)。核心酶能識別終止子，停止轉(zhuǎn)錄。

這一過程有時需要一種蛋白質(zhì)——r因子的幫助（當(dāng)終止信號較弱時）；有時不需要（當(dāng)終止信號較強時）。核心酶釋放出RNA，自己也離開DNA。DNA上的解鏈區(qū)重新形成雙螺旋。三.轉(zhuǎn)錄的過程4.轉(zhuǎn)錄的終止四.真核生物的轉(zhuǎn)錄1.真核RNA聚合酶酶位置產(chǎn)物-amanitinRNAPolI核仁45SrRNA不敏感RNAPolII核質(zhì)mRNA前體敏感RNAPolIII核質(zhì)tRNA、5SRNA等介于I、II間四.真核生物的轉(zhuǎn)錄2.真核啟動子TATA框-25bp處幫助識別轉(zhuǎn)錄起始點CAAT框-75bp處決定起始頻率四.真核生物的轉(zhuǎn)錄3.增強子位于轉(zhuǎn)錄起始點上游，又稱上游激活序列，它通過啟動子來增強轉(zhuǎn)錄效率。四.真核生物的轉(zhuǎn)錄4.轉(zhuǎn)錄因子真核生物的基因轉(zhuǎn)錄需要一系列轉(zhuǎn)錄因子的參與，即聚合酶必須在特定的轉(zhuǎn)錄因子參與下起始轉(zhuǎn)錄。五.真核轉(zhuǎn)錄后加工pre-RNAcappingtailingsplicingmethylationediting

matureRNA

五.真核轉(zhuǎn)錄后加工1.mRNA前體的加工5’pppXpY---------------------(30Nt)-3’(pre--RNA)

pippXpY-----

GTPSAMppXpYp-----------

GpppXpYp----------------RNAguanylyl

transferaseRNAG-7-methyltransferaseSAH

ppiGpm7Nt-phosphohydrolasecapping五.真核轉(zhuǎn)錄后加工1.mRNA前體的加工真核mRNA存在加尾信號AAUAA

tailing需要特異核酸內(nèi)切酶多聚A聚合酶

ATP等參與五.真核轉(zhuǎn)錄后加工1.mRNA前體的加工真核mRNA在非編碼區(qū)有一些甲基化核苷酸。甲基化RNA編輯核苷酸的插入、刪除或取代。去除內(nèi)含子序列五.真核轉(zhuǎn)錄后加工2.tRNA前體的加工從5′，3′端切除多余的核苷酸去除內(nèi)含子而進行剪接3′端添加CCA（核苷酸殘基轉(zhuǎn)移酶）核苷酸的修飾五.轉(zhuǎn)錄后加工3.rRNA前體的加工多拷貝；每一個基因內(nèi)含有3-4段rRNA的編碼區(qū)；間隔區(qū)有些無轉(zhuǎn)錄功能，有的編碼tRNA。rRNA基因的特點五.轉(zhuǎn)錄后加工3.rRNA前體的加工原核生物：30SrRNA核酸酶16St