RNA的生物合成-轉(zhuǎn)錄的過(guò)程（生物化學(xué)）

RNA的生物合成生物化學(xué)轉(zhuǎn)錄的過(guò)程生物化學(xué)（一）轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始需解決兩個(gè)問(wèn)題：RNA聚合酶必須準(zhǔn)確地結(jié)合在轉(zhuǎn)錄模板的起始區(qū)域。DNA雙鏈解開(kāi)，使其中的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板。一、原核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程起始延長(zhǎng)終止1.RNA聚合酶全酶(2)與模板的辨認(rèn)結(jié)合轉(zhuǎn)錄起始過(guò)程啟動(dòng)子（promoter）：轉(zhuǎn)錄是在DNA模板上特殊的部位開(kāi)始的，位于結(jié)構(gòu)基因上游，轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)之前有一些特殊的核苷酸序列，也稱啟動(dòng)基因。

注意：?jiǎn)?dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別、結(jié)合并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的部位。RNA聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合1.σ亞基辨認(rèn)啟動(dòng)子；2.RNA聚合酶發(fā)揮解螺旋酶的功能3.在RNA聚合酶作用下發(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-OH3

轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物:5

-pppG-OH+NTP

5

-pppGpN-OH3

+ppi（二）轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)1.

亞基脫落，RNA–pol聚合酶核心酶變構(gòu)，與模板結(jié)合松弛，沿著DNA模板前移；2.在核心酶作用下，NTP不斷聚合，RNA鏈不斷延長(zhǎng)。(NMP)n+NTP

(NMP)n+1+PPi注意：RNA合成方向：5，

3，轉(zhuǎn)錄空泡：RNA-pol（核心酶）

····DNA····RNA目錄2.原核生物轉(zhuǎn)錄過(guò)程中的羽毛狀現(xiàn)象5

3

DNA核糖體RNARNA聚合酶轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)1.依賴ρ(Rho)因子的轉(zhuǎn)錄終止

ρ因子以六聚體形式存在，協(xié)助RNA-pol識(shí)別終止信號(hào)，與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物結(jié)合，RNA和RNA-pol一起從模板上脫落。(三)轉(zhuǎn)錄終止ATPrho5/3/5/3/rhoρ因子(Rhofactor)功能

(1)能幫助DDRP識(shí)別終止信號(hào)并停止轉(zhuǎn)錄

(2)具有ATP酶和解鏈酶活性，使RNA-DNA雜化分子解鏈，從而釋放轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA分子2.非依賴ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止

DNA模板上靠近終止處，有些特殊的堿基序列，可轉(zhuǎn)錄出具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)的RNA，來(lái)終止轉(zhuǎn)錄。5/3/5/3/3/5/轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA聚合酶DNA3/5/3/5/DNA5/U-U-U-U-U-U-U-U-3/RNA聚合酶

終止信號(hào)(終止子)DNA分子中有決定RNA聚合酶終止轉(zhuǎn)錄的特定堿基序列。原核生物終止信號(hào)堿基組成特點(diǎn)有反向重復(fù)序列決定轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的回折形成莖-環(huán)(或稱發(fā)夾)結(jié)構(gòu)AT富集區(qū)GC富集區(qū)5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`

RNA

5

TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT...3

DNA

UUUU...…

UUUU...…5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`莖環(huán)(stem-loop)/發(fā)夾(hairpin)結(jié)構(gòu)莖環(huán)結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)錄終止的機(jī)理

使RNA聚合酶變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓；使轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解離，RNA產(chǎn)物釋放。5′pppG53

35RNA-pol二、真核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程1、真核生物的RNA聚合酶有三種。2、RNA-pol不直接結(jié)合模板，由轉(zhuǎn)錄因子識(shí)別起始部位。3、真核生物的轉(zhuǎn)錄起始上游區(qū)比原核生物多樣化，有不同DNA序列的順式作用元件參與，啟動(dòng)子、增強(qiáng)子等。4、轉(zhuǎn)錄終止和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)。（一）轉(zhuǎn)錄起始真核生物的轉(zhuǎn)錄起始上游區(qū)段比原核生物多樣化，轉(zhuǎn)錄起始時(shí)，RNA-pol不直接結(jié)合模板，其起始過(guò)程比原核生物復(fù)雜。需順式作用元件和反式作用因子相互作用完成。轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)TATA盒CAAT盒GC盒

增強(qiáng)子順式作用元件(cis-actingelement)1.

轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段

AATAAA切離加尾轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)修飾點(diǎn)外顯子翻譯起始點(diǎn)內(nèi)含子2.

轉(zhuǎn)錄因子能直接、間接辨認(rèn)和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段DNA的蛋白質(zhì)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種，統(tǒng)稱為反式作用因子(trans-actingfactors)。反式作用因子中，直接或間接結(jié)合RNA聚合酶的，則稱為轉(zhuǎn)錄因子(transcriptionalfactors,TF)。參與RNA-polⅡ轉(zhuǎn)錄的TFⅡ

蛋白激酶活性，使CTD酸化TFⅡHATPase57(α)34TFⅡE解螺旋酶30，74TFⅡF促進(jìn)RNA-polⅡ結(jié)合及作為其他因子結(jié)合的橋梁33TFⅡB穩(wěn)定TFⅡD-DNA復(fù)合物12，19，35TFⅡA輔助TBP-DNA結(jié)合TAF**結(jié)合TATA盒TBP*38TFⅡD功能亞基組成，分子量(kD)轉(zhuǎn)錄因子蛋白激酶活性，使CTD***磷TFⅡHATPase5734TFⅡE解螺旋酶30，74TFⅡF促進(jìn)RNA-polⅡ結(jié)合及作為其他因子結(jié)合的橋梁33TFⅡB穩(wěn)定TFⅡD-DNA復(fù)合物12，19，35TFⅡA輔助TBP-DNA結(jié)合TAF**結(jié)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(jié)構(gòu)域。**TAF(TBPassociatedfactors):TBP輔助因子。在不同的基因轉(zhuǎn)錄中有不同的TAF輔助。*TBP(TATAbindingprotein):TATA結(jié)合蛋白。3.轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物(pre-initiationcomplex,PIC)

POL-ⅡTFⅡFⅡAⅡBTFⅡFⅡHⅡETBPTAFTFⅡD-ⅡA-ⅡB-DNA復(fù)合物TATAⅡAⅡBTBPTAFTATAⅡHⅡECTD-PPOL-Ⅱ（二）轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)真核生物轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程與原核生物大致相似，但因有核膜相隔，沒(méi)有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象。RNA-pol前移處處都遇上核小體。

轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程中可以觀察到核小體移位和解聚現(xiàn)象。RNA-PolRNA-PolRNA-Pol核小體轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)中的核小體