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1、第十三章第十三章RNA的生物合成的生物合成RNA Biosynthesisn轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄：以以一一段段DNA的的為為模模板板，在在RNA聚聚合合酶酶(RNA polymerase,RNA-pol)作作用用下下，合合成成出出對對應(yīng)的應(yīng)的RNA的過程。的過程。nRNA的復(fù)制的復(fù)制：RNA指導(dǎo)的指導(dǎo)的RNA合成。合成。RNARNA的生物合成的兩長途徑的生物合成的兩長途徑轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄RNADNA 一、一、DNA指導(dǎo)的指導(dǎo)的RNA合成（轉(zhuǎn)錄）合成（轉(zhuǎn)錄）（一）（一）轉(zhuǎn)錄的特點(diǎn)轉(zhuǎn)錄的特點(diǎn) 1 1、轉(zhuǎn)錄的不對稱性、轉(zhuǎn)錄的不對稱性n結(jié)構(gòu)基因并不位于結(jié)構(gòu)基因并不位于DNADNA的兩條鏈上的兩條鏈上.能轉(zhuǎn)錄能轉(zhuǎn)錄RNA的
2、那條的那條DNA鏈稱為有意義鏈鏈稱為有意義鏈(模板鏈、負(fù)鏈），而與之互補(bǔ)的模板鏈、負(fù)鏈），而與之互補(bǔ)的另一條鏈稱為反意義鏈（編碼鏈、正鏈、無義鏈）。另一條鏈稱為反意義鏈（編碼鏈、正鏈、無義鏈）。5 5 3 3 3 3 5 5 模板鏈模板鏈編碼鏈編碼鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈模板鏈結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向2 2、轉(zhuǎn)錄的連續(xù)性、轉(zhuǎn)錄的連續(xù)性nRNARNA轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄合合成成時時，以以DNADNA作作為為模模板板，在在RNARNA聚聚合酶的催化下，連續(xù)合成一段合酶的催化下，連續(xù)合成一段RNARNA鏈。鏈。3 3、轉(zhuǎn)錄的單向性、轉(zhuǎn)錄的單向性 RNARNA轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄合合成成時時，所所依依賴賴
3、的的模模板板DNADNA鏈鏈的的方方向?yàn)橄驗(yàn)?535，而，而RNARNA鏈的合成方向?yàn)殒湹暮铣煞较驗(yàn)?353。4 4、有特定的起始和終止位點(diǎn)、有特定的起始和終止位點(diǎn)lRNARNA轉(zhuǎn)錄合成時，模板鏈上有特定的起始位點(diǎn)和終轉(zhuǎn)錄合成時，模板鏈上有特定的起始位點(diǎn)和終止位點(diǎn)，兩者之間的止位點(diǎn)，兩者之間的DNADNA鏈構(gòu)成一個鏈構(gòu)成一個轉(zhuǎn)錄單位轉(zhuǎn)錄單位。復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別 （二）（二）RNARNA轉(zhuǎn)錄合成的條件轉(zhuǎn)錄合成的條件 n底底物物：四四種種核核糖糖核核苷苷三三磷磷酸酸，即即ATPATP，GTPGTP，CTPCTP，UTPUTP。n模模板板(template)：DNADNA雙雙鏈鏈的的一
4、一條條鏈鏈的的一段。一段。nRNARNA聚聚合合酶酶（DDRPDDRP）：該該酶酶在在單單鏈鏈DNADNA模模板板以以及及四四種種NTPNTP存存在在的的條條件件下下，不不需需要要引物，即可從引物，即可從5353聚合聚合RNARNA。n終止因子終止因子（三）（三）RNARNA聚合酶聚合酶n全酶全酶由五個亞基構(gòu)成，即由五個亞基構(gòu)成，即2。n亞基與轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的識別有關(guān)，而在轉(zhuǎn)錄合成開始后被亞基與轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的識別有關(guān)，而在轉(zhuǎn)錄合成開始后被釋放，余下的部分（釋放，余下的部分（2）被稱為）被稱為核心酶核心酶。1.1.原核生物的原核生物的RNARNA聚合酶聚合酶大腸桿菌大腸桿菌RNA聚合酶全酶聚合酶全酶核
5、心酶核心酶(core enzyme)全酶全酶(holoenzyme)RNA聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合 2.2.真核真核RNARNA聚合酶聚合酶種種類類亞細(xì)亞細(xì)胞定位胞定位對對-鵝鵝膏蕈堿敏感性膏蕈堿敏感性功能功能RNA pol 核仁核仁不敏感不敏感合成合成rRNA前體前體RNA pol 核核質(zhì)質(zhì)極敏感極敏感合成合成hnRNARNA pol 核核質(zhì)質(zhì)敏感敏感合成合成tRNA前體前體snRNA及及5SrRNA酵母酵母RNA聚合聚合酶酶和和（四）（四）RNA轉(zhuǎn)錄合成的基本過程轉(zhuǎn)錄合成的基本過程 1.1.原核生物的轉(zhuǎn)錄原核生物的轉(zhuǎn)錄 (1)RNA-pol(1)RNA-po
6、l 識別并結(jié)合于啟動子識別并結(jié)合于啟動子(promoter)n原核生物原核生物RNARNA聚合酶的聚合酶的因子識別轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)，因子識別轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)，并促使核心酶結(jié)合和組裝成全酶復(fù)合物。并促使核心酶結(jié)合和組裝成全酶復(fù)合物。n啟啟動動子子（promoter):promoter):位位于于基基因因上上游游的的與與RNARNA聚聚合合酶酶識識別別、結(jié)結(jié)合合并并起起始始轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄的的一一段段DNADNA順順序序。是是RNARNA聚合酶結(jié)合聚合酶結(jié)合DNADNA的位點(diǎn)的位點(diǎn).5 5 3 3 3 3 5 5 結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因調(diào)控序列調(diào)控序列RNA-RNA-polpolRNARNA聚合酶結(jié)合模板聚合酶結(jié)合模板DNAD
7、NA的部位，稱為啟動子的部位，稱為啟動子。原核生物中轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的共同序列原核生物中轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的共同序列:RNA-RNA-polpol識別并結(jié)合到識別并結(jié)合到-35-35區(qū)區(qū),后滑至后滑至-10-10區(qū)并啟動轉(zhuǎn)錄區(qū)并啟動轉(zhuǎn)錄開始轉(zhuǎn)錄開始轉(zhuǎn)錄T T G A C AA A C T G T-35 區(qū)區(qū)Pribnow boxT A T A A T Pu A T A T T A Py-10 區(qū)區(qū)1-30-5010-10-40-205 3 3 5 RNA-pol辨認(rèn)位點(diǎn)辨認(rèn)位點(diǎn)(recognition site)5 5 RNARNA聚合酶保護(hù)區(qū)聚合酶保護(hù)區(qū)結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因3 3 12-14bp5-6bpCA
8、AT boxTATA box-60GC box RNA聚合酶全酶聚合酶全酶(2)與模板結(jié)與模板結(jié)合后，合后，DNA雙鏈解開，在雙鏈解開，在RNA聚合酶作用下聚合酶作用下發(fā)生第一次聚合反應(yīng)，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物發(fā)生第一次聚合反應(yīng)，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物5-pppG-OH +NTP 5-pppGpN-OH 3 +ppi 因因子子從從全全酶酶上上脫脫離離，余余下下的的核核心心酶酶變變構(gòu)構(gòu)，與與模模板板結(jié)結(jié)合合松松馳馳，繼繼續(xù)續(xù)沿沿DNADNA鏈鏈移移動動，按按照照堿堿基基互互補(bǔ)補(bǔ)原則，不斷聚合，原則，不斷聚合，RNARNA鏈不斷延長。鏈不斷延長。(2)轉(zhuǎn)錄起始和延伸轉(zhuǎn)錄起始和延伸 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄泡泡(trans
9、cription bubble)：是是由由DNADNA雙雙鏈鏈、RNARNA聚聚合合酶酶與與新新合合成成的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄本本RNARNA局局部部形成的結(jié)構(gòu)形成的結(jié)構(gòu),它貫穿于延長過程的始終。它貫穿于延長過程的始終。5 3 DNA原核生物轉(zhuǎn)錄過程中的羽毛狀現(xiàn)象原核生物轉(zhuǎn)錄過程中的羽毛狀現(xiàn)象核糖體核糖體RNARNA聚合酶聚合酶(3)(3)轉(zhuǎn)錄的終止轉(zhuǎn)錄的終止 終止子終止子（terminator）是指所轉(zhuǎn)錄的是指所轉(zhuǎn)錄的RNARNA行將結(jié)束時，模板行將結(jié)束時，模板DNADNA分子上出現(xiàn)的終止信號分子上出現(xiàn)的終止信號的序列。的序列。當(dāng)當(dāng)RNARNA合合成成到到一一定定長長度度時時，RNARNA聚聚合合酶酶
10、遇遇到到終終止止信信號號（終終止止子子terminaterterminater）,RNA,RNA聚聚合合酶酶和和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄產(chǎn)產(chǎn)物物RNARNA鏈從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物上脫落下來，轉(zhuǎn)錄完成。鏈從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物上脫落下來，轉(zhuǎn)錄完成。轉(zhuǎn)錄的終止有兩種方式：轉(zhuǎn)錄的終止有兩種方式：非非依賴依賴Rho(Rho()因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止 依賴依賴RhoRho因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止 a.a.終止點(diǎn)上游存在一終止點(diǎn)上游存在一個富含個富含GCGC堿基的二重堿基的二重對稱區(qū)，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的對稱區(qū)，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNARNA易形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)易形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)(hairpin)(hairpin)或莖環(huán)結(jié)或莖環(huán)結(jié)構(gòu)（構(gòu)（stem-loop
11、stem-loop）阻）阻止止RNARNA聚合酶繼續(xù)前聚合酶繼續(xù)前進(jìn)。進(jìn)。非依賴非依賴 Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止DNADNA模板上靠近終止處，有些特殊的堿基序列，轉(zhuǎn)模板上靠近終止處，有些特殊的堿基序列，轉(zhuǎn)錄出錄出RNARNA后，后，RNARNA產(chǎn)物形成特殊的結(jié)構(gòu)來終止轉(zhuǎn)錄。產(chǎn)物形成特殊的結(jié)構(gòu)來終止轉(zhuǎn)錄。b.終止點(diǎn)前有一段由終止點(diǎn)前有一段由4-84-8個個A A組成的序列，因組成的序列，因此轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的此轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的33端為寡聚端為寡聚U U，使新生鏈易于脫落，使新生鏈易于脫落DNADNA鏈鏈 。莖環(huán)結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)錄終止的機(jī)理莖環(huán)結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)錄終止的機(jī)理 使使RNA聚合酶變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓；聚合酶變構(gòu)，
12、轉(zhuǎn)錄停頓；使轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解離，使轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解離，RNA產(chǎn)物釋放。產(chǎn)物釋放。5pppG5 3 3 5 RNA-pol 依賴蛋白質(zhì)因子而實(shí)現(xiàn)的終止作用，這依賴蛋白質(zhì)因子而實(shí)現(xiàn)的終止作用，這種蛋白質(zhì)輔因子稱為釋放因子（種蛋白質(zhì)輔因子稱為釋放因子（因子）。因子）。RNARNA合成起始后，合成起始后，因子即附著在新生的因子即附著在新生的RNARNA鏈鏈上，沿上，沿RNARNA鏈移動跟蹤聚合酶，鏈移動跟蹤聚合酶，因子趕上在因子趕上在終止位點(diǎn)暫停的聚合酶后促使新生的終止位點(diǎn)暫停的聚合酶后促使新生的RNARNA鏈從鏈從三元轉(zhuǎn)錄復(fù)合物中解離出來，從而終止轉(zhuǎn)錄。三元轉(zhuǎn)錄復(fù)合物中解離出來，從而終止轉(zhuǎn)錄。因子因
13、子2.真核生物的轉(zhuǎn)錄真核生物的轉(zhuǎn)錄(1(1）真核生物結(jié)構(gòu)基因的結(jié)構(gòu)）真核生物結(jié)構(gòu)基因的結(jié)構(gòu)類型類型 細(xì)胞內(nèi)定位細(xì)胞內(nèi)定位 催化轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物催化轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 對鵝膏蕈堿的反應(yīng)對鵝膏蕈堿的反應(yīng) 核仁核仁 rRNArRNA前體前體 耐受耐受 核質(zhì)核質(zhì) mRNAmRNA前體前體 極敏感極敏感 核質(zhì)核質(zhì) 5SrRNA 5SrRNA tRNAtRNA 中度敏感中度敏感（2）真核細(xì)胞RNA聚合酶(3(3）真核生物的啟動子）真核生物的啟動子n真核生物的真核生物的3 3類類RNARNA聚合酶分別負(fù)責(zé)聚合酶分別負(fù)責(zé)類、類、類和類和類類基因的轉(zhuǎn)錄基因的轉(zhuǎn)錄,啟動子也分為啟動子也分為類、類、類和類和類類類啟動子類啟動子n由由
14、RNA聚合酶聚合酶I負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄的負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄的rRNA基因，其啟動子由兩部基因，其啟動子由兩部分序列構(gòu)成：一為核心啟動子分序列構(gòu)成：一為核心啟動子（core promoter）由由-45+20位核苷酸組成；二為上游調(diào)控元件由位核苷酸組成；二為上游調(diào)控元件由-170-107位序列組成，能有效地增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄效率。位序列組成，能有效地增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄效率。類啟動子類啟動子由由RNA聚合酶聚合酶負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄的是負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄的是5SrRNA、tRNA和某些和某些snRNA，其，其類啟動子可被分為三個亞類。兩亞類類啟動子可被分為三個亞類。兩亞類5S rRNA和和tRNA基因的啟動子是內(nèi)部啟動子（基因的啟動子是內(nèi)部啟動子（inter
15、nal promoter），），位于轉(zhuǎn)錄位于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的下游，都由兩部分組成。第三亞類啟動子由三個部起始位點(diǎn)的下游，都由兩部分組成。第三亞類啟動子由三個部分組成，位于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游。分組成，位于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游。類啟動子類啟動子由由RNA聚合酶聚合酶II負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄的負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄的II類基因包括所有蛋白類基因包括所有蛋白質(zhì)編碼基因和部分質(zhì)編碼基因和部分snRNA基因。后者的啟動子結(jié)構(gòu)基因。后者的啟動子結(jié)構(gòu)與與III類基因啟動子中的第三種類型相似，編碼蛋類基因啟動子中的第三種類型相似，編碼蛋白質(zhì)的白質(zhì)的II類基因啟動子在結(jié)構(gòu)上有共同的保守序列。類基因啟動子在結(jié)構(gòu)上有共同的保守序列。II啟動子：啟動子
16、：*核心啟動子核心啟動子(core promoter)TATA盒，盒，-25-35bp*上游啟動子元件上游啟動子元件(upstream promotor elements,UPE)：CAAT 盒；盒；GC盒等，通過盒等，通過TF II復(fù)合物來提高轉(zhuǎn)錄效率。復(fù)合物來提高轉(zhuǎn)錄效率。TATA盒盒 CAAT盒盒 GC盒盒 增強(qiáng)子增強(qiáng)子 順式作用元件順式作用元件 結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因-GCGC-CAAT-TATA轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始真核生物真核生物II類類啟動子的保守序列啟動子的保守序列 TATATATA盒是基因啟動子（盒是基因啟動子（promoterpromoter）的主要元件，）的主要元件，它與它與RNAR
17、NA聚合酶結(jié)合并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄的開始，聚合酶結(jié)合并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄的開始，該盒是許該盒是許多通用轉(zhuǎn)錄因子的裝配位點(diǎn)（多通用轉(zhuǎn)錄因子的裝配位點(diǎn)（assembly siteassembly site），這），這是是RNARNA聚合酶聚合酶IIII轉(zhuǎn)錄真核基因至關(guān)重要的前提。轉(zhuǎn)錄真核基因至關(guān)重要的前提。另外的另外的CAATCAAT盒和盒和GCGC盒，它們對盒，它們對RNARNA聚合酶起始基聚合酶起始基因的基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄往往是必需的。因的基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄往往是必需的。CAATCAAT盒、盒、GCGC盒盒決定決定RNARNA聚合酶轉(zhuǎn)錄基因的效率。它們聚合酶轉(zhuǎn)錄基因的效率。它們與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，參與基因表達(dá)調(diào)控
18、。合，參與基因表達(dá)調(diào)控。（4 4）真核生物的基因調(diào)控序列）真核生物的基因調(diào)控序列2 2：增強(qiáng)子：增強(qiáng)子n增強(qiáng)子是指能使和它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加增強(qiáng)子是指能使和它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加的的DNA序列。遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)（序列。遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)（130kb）。位于基）。位于基因編碼區(qū)上游、下游或內(nèi)部，與轉(zhuǎn)錄激活子結(jié)合。因編碼區(qū)上游、下游或內(nèi)部，與轉(zhuǎn)錄激活子結(jié)合。增強(qiáng)子的性質(zhì)與作用：增強(qiáng)子的性質(zhì)與作用：n1、增強(qiáng)效應(yīng)與其位置和取向無關(guān)。、增強(qiáng)效應(yīng)與其位置和取向無關(guān)。n2、大多為重復(fù)序列，一般長約、大多為重復(fù)序列，一般長約50bp。n3、增強(qiáng)效應(yīng)有嚴(yán)密的組織和細(xì)胞特異性。、增強(qiáng)效應(yīng)有嚴(yán)密的組織和細(xì)
19、胞特異性。n4、沒有基因?qū)Ｒ恍浴?、沒有基因?qū)Ｒ恍?。n5、許多增強(qiáng)子還受外部信號的調(diào)控。、許多增強(qiáng)子還受外部信號的調(diào)控。n6、增強(qiáng)子通過結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子（轉(zhuǎn)錄激活子）發(fā)、增強(qiáng)子通過結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子（轉(zhuǎn)錄激活子）發(fā)揮作用。揮作用。（5 5）轉(zhuǎn)錄因子）轉(zhuǎn)錄因子(transcriptional factor)為為DNA結(jié)合蛋白，可使鄰近基因開放（正調(diào)控）結(jié)合蛋白，可使鄰近基因開放（正調(diào)控）或關(guān)閉（負(fù)調(diào)控）或關(guān)閉（負(fù)調(diào)控）.分為三類：分為三類：（a）通用通用/基本轉(zhuǎn)錄因子基本轉(zhuǎn)錄因子：RNA聚合酶結(jié)合啟動子所聚合酶結(jié)合啟動子所必需的一組蛋白因子。必需的一組蛋白因子。qTFA、TFB、TFD、TFE、TFH等等
20、（b）特異轉(zhuǎn)錄因子：個別基因轉(zhuǎn)錄所必需的轉(zhuǎn)錄因子）特異轉(zhuǎn)錄因子：個別基因轉(zhuǎn)錄所必需的轉(zhuǎn)錄因子.qOCT-2：在淋巴細(xì)胞中特異性表達(dá)，識別在淋巴細(xì)胞中特異性表達(dá)，識別Ig基因的基因的啟動子和增強(qiáng)子。啟動子和增強(qiáng)子。（c）反應(yīng)元件相結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子）反應(yīng)元件相結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子（6）真核與原核轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)的異同）真核與原核轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)的異同：n真核的染色體和核小體結(jié)構(gòu)對轉(zhuǎn)錄有影響；真核的染色體和核小體結(jié)構(gòu)對轉(zhuǎn)錄有影響；n真核細(xì)胞真核細(xì)胞RNARNA聚合酶高度分工；聚合酶高度分工；n真核啟動子以外的序列參與調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄；真核啟動子以外的序列參與調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄；n真核轉(zhuǎn)錄與翻譯不存在偶聯(lián)；真核轉(zhuǎn)錄與翻譯不存在偶聯(lián)
21、；n真核轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物多為單順反子，而原核多為多順真核轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物多為單順反子，而原核多為多順反子。反子。n真核生物的轉(zhuǎn)錄需多種轉(zhuǎn)錄因子的參與。真核生物的轉(zhuǎn)錄需多種轉(zhuǎn)錄因子的參與。轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成與轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成與轉(zhuǎn)錄起始（7 7）真核生物的轉(zhuǎn)錄過程）真核生物的轉(zhuǎn)錄過程 轉(zhuǎn)錄開始首先是轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成轉(zhuǎn)錄開始首先是轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成 ，啟，啟動子與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合后，才能被動子與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合后，才能被RNA RNA polpol識別并結(jié)識別并結(jié)合到合到-25-25-30-30區(qū)的區(qū)的TATATATA盒。盒。RNARNA聚合酶聚合酶的轉(zhuǎn)錄起始過程的轉(zhuǎn)錄起始過程a.首先是首先是IF-
22、D（TAF+TBP）結(jié)合于）結(jié)合于TATA box,TBP:TATA-binding proteinTAFs:TBP associated factorsb.斷而是斷而是IF-A、B與與TATA box結(jié)合；結(jié)合；c.在在F協(xié)同下，協(xié)同下，RNA-pol 結(jié)合到結(jié)合到TATA box結(jié)結(jié)合；合；d.接著接著A、H、J等等與之結(jié)合共同組成起始復(fù)與之結(jié)合共同組成起始復(fù)合物，合物，DNA解鏈并開始轉(zhuǎn)解鏈并開始轉(zhuǎn)錄。錄。RNARNA鏈的延伸鏈的延伸 轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物形成后，某些轉(zhuǎn)錄因子脫離，轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物形成后，某些轉(zhuǎn)錄因子脫離，RNARNA聚合酶沿解開的模板單鏈滑動和合成，新生的聚合酶沿解開的模板單鏈
23、滑動和合成，新生的RNARNA鏈不斷延長。鏈不斷延長。在真核細(xì)胞中，常常觀察到多個在真核細(xì)胞中，常常觀察到多個RNARNA聚合酶同聚合酶同時轉(zhuǎn)錄同一模板的情況，各自合成的不同長度時轉(zhuǎn)錄同一模板的情況，各自合成的不同長度RNARNA鏈，如非洲爪蟾的燈刷染色體。鏈，如非洲爪蟾的燈刷染色體。對真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄的終止了解較少。有研究表明，真核轉(zhuǎn)錄對真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄的終止了解較少。有研究表明，真核轉(zhuǎn)錄的的轉(zhuǎn)錄終止序列是在轉(zhuǎn)錄終止序列是在33端之后有共同序列端之后有共同序列AATAAAAATAAA及多個及多個GTGT序列，序列，mRNAmRNA在轉(zhuǎn)錄終止序列處被切斷在轉(zhuǎn)錄終止序列處被切斷AAUAAAAAUAAAG
24、UGUGUGGUGUGUG酶切酶切AATAAAAATAAAGTGTGTGGTGTGTG-AAUAAAAAUAAAGUGUGUGGUGUGUG加尾信號加尾信號GCGC豐富序列豐富序列酶切酶切AATAAAAATAAAGTGTGTGGTGTGTG-加尾加尾AAUAAAAAUAAAGUGUGUGGUGUGUG轉(zhuǎn)錄的終止轉(zhuǎn)錄的終止二、二、RNA轉(zhuǎn)錄后的加工修飾轉(zhuǎn)錄后的加工修飾（一）（一）mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工的轉(zhuǎn)錄后加工 1原核原核mRNA前體的加工前體的加工 原核原核mRNAmRNA是多順反子是多順反子,每分子每分子RNARNA中含幾種蛋白中含幾種蛋白質(zhì)信息，質(zhì)信息，RNARNA壽命短，轉(zhuǎn)錄沒完成時，翻
25、譯已經(jīng)壽命短，轉(zhuǎn)錄沒完成時，翻譯已經(jīng)開始開始 。例例:乳糖操縱子，含乳糖操縱子，含Z,Y,AZ,Y,A三個基因三個基因,分分別編碼半乳糖苷酶、透過酶及乙?；D(zhuǎn)移酶別編碼半乳糖苷酶、透過酶及乙?；D(zhuǎn)移酶2真核真核mRNA前體的加工前體的加工 hnRNAhnRNA:為為mRNAmRNA的前體的前體,轉(zhuǎn)錄物中外顯子與轉(zhuǎn)錄物中外顯子與內(nèi)含子間隔排列，需經(jīng)剪接加工后生成內(nèi)含子間隔排列，需經(jīng)剪接加工后生成mRNAmRNA。（1）加帽）加帽(adding cap)：n即即在在mRNA的的5-端端加加上上m7GpppGp的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)。有有三三類類：CAPO、CAP1、CAOP2型。型。n此過程發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)，
26、即此過程發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)，即hnRNA即可進(jìn)行加帽。即可進(jìn)行加帽。n加加工工過過程程：首首先先是是在在磷磷酸酸酶酶的的作作用用下下，將將5-端端的的磷磷酸酸基基水水解解，然然后后再再加加上上鳥鳥苷苷三三磷磷酸酸，形形成成GpppN的的結(jié)構(gòu)，再對結(jié)構(gòu)，再對G進(jìn)行甲基化。進(jìn)行甲基化。5加帽5 5GpppGGpppGpipi5 5pppGpppG磷酸酶磷酸酶ppippi5 5pGpGpppGpppG甲基化酶甲基化酶CHCH3 3mGpppGmGpppGOHOH帽帽1 1帽帽0 0帽帽2 2NNNNOH2NCH3+OHHCH2HOP OPO P OPPPN1N2N3OOHOOHOOHOCH3OCH32O
27、H79H甲基鳥苷甲基鳥苷5 5，5 5-三磷酸三磷酸（2 2）3 3加尾加尾AAUAAAAAAAAAAAA.加尾加尾AATAAAGTGTGTGAAUAAAGUGUGUGAAUAAAGUGUGUG酶切酶切轉(zhuǎn)錄的終止轉(zhuǎn)錄的終止加尾信號加尾信號GCGC豐富序列豐富序列polyApolyA尾（約尾（約2020200200個個A A）A AA AA AA AA AA A （3）剪接（）剪接（splicing)：n真真核核生生物物中中的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)基基因因基基本本上上都都是是斷斷裂裂基基因因。結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)基基因因中中能能夠夠指指導(dǎo)導(dǎo)多多肽肽鏈鏈合合成成的的編編碼碼順順序序被被稱稱為為外外顯顯子子，而而不不能能指
28、指導(dǎo)導(dǎo)多多肽肽鏈鏈合合成成的的非非編碼順序就被稱為編碼順序就被稱為內(nèi)含子內(nèi)含子。n真核生物真核生物hnRNA的剪接通過形成套索狀結(jié)的剪接通過形成套索狀結(jié)構(gòu)而將內(nèi)含子切除掉。構(gòu)而將內(nèi)含子切除掉。外顯子外顯子內(nèi)含子內(nèi)含子DNADNAmRNAmRNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄形成套索形成套索RNARNA，外顯子靠近外顯子靠近剪接體剪接體去除套索去除套索RNARNA，外顯子連接外顯子連接成熟成熟mRNAmRNAmRNAmRNA的剪接的剪接小核糖核蛋白體參加剪輯小核糖核蛋白體參加剪輯過程過程哺乳類哺乳類mRNA二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)U1snRNA組成組成剪輯需要大量反平行剪輯需要大量反平行RNA堿基對的重新堿基對的重新組織組織
29、小核糖核蛋白體形成剪接體小核糖核蛋白體形成剪接體剪接體裝配過程剪接體裝配過程 （4 4）內(nèi)部甲基化：）內(nèi)部甲基化：n由甲基化酶催化，對某些堿基進(jìn)行甲基化處理。由甲基化酶催化，對某些堿基進(jìn)行甲基化處理。（二）（二）rRNA轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄后加工 1原核原核rRNA前體的加工前體的加工 2真核真核rRNA前體的加工前體的加工 四膜蟲前四膜蟲前rRNA的自身剪接的自身剪接（三）（三）tRNA轉(zhuǎn)錄后的加工修飾轉(zhuǎn)錄后的加工修飾 a a、切除切除tRNAtRNA前體兩端多余的序列：前體兩端多余的序列：5 5端切除幾到端切除幾到1010個核苷酸。個核苷酸。b、末端添加：末端添加：3-端添加端添加CCA序列。序
30、列。c、修飾：形成稀修飾：形成稀有有堿基如堿基如DH2 。RNAasePRNAaseFRNAasePRNAaseFRNAaseDRNAaseDACC表示核酸內(nèi)切酶的作用表示核酸內(nèi)切酶的作用 表示核苷酸轉(zhuǎn)移酶的作用表示核苷酸轉(zhuǎn)移酶的作用 表示核酸外切酶的作用表示核酸外切酶的作用 表示異構(gòu)化酶的作用表示異構(gòu)化酶的作用 三、三、RNA的復(fù)制的復(fù)制（一）（一）RNARNA的復(fù)制的復(fù)制 RNA RNA 病毒的遺傳信息貯存在病毒的遺傳信息貯存在RNARNA分子分子中，當(dāng)它們進(jìn)入宿主細(xì)胞后，靠復(fù)制而傳中，當(dāng)它們進(jìn)入宿主細(xì)胞后，靠復(fù)制而傳代，它們在代，它們在RNARNA指導(dǎo)的指導(dǎo)的RNARNA聚合酶聚合酶催化
31、下，催化下，以以RNARNA為模板，按為模板，按5353方向合成互補(bǔ)方向合成互補(bǔ)的的RNARNA分子。分子。（二）（二）RNA生物合成的抑制劑生物合成的抑制劑 1嘌呤和嘧啶類似物嘌呤和嘧啶類似物2DNA模板功能的抑制劑模板功能的抑制劑 能插入能插入DNA分子中阻止分子中阻止RNA聚合酶沿模板的移動。聚合酶沿模板的移動。（1）烷化劑）烷化劑（2）放線菌素）放線菌素D（3）嵌入染料如吖啶）嵌入染料如吖啶 3RNA聚合酶的抑制物聚合酶的抑制物（1）利福霉素）利福霉素/平：能與原核平：能與原核RNA-pol的的 亞基結(jié)合亞基結(jié)合（2）-鵝膏蕈堿：鵝膏蕈堿：特異的阻斷真核特異的阻斷真核RNA聚合酶聚合酶（三）（三）RNA的降解的降解 所有細(xì)胞中都存在各種核糖核酸酶，可所有細(xì)胞中都存在各種核糖核酸酶，可以降解以降解RNARNA。真核生物。真核生物mRNAmRNA降解的主要途徑首降解的主要途徑首先是先是poly(Apoly(A)尾巴的縮短，去腺苷酸化能誘發(fā)尾巴的縮短，去腺苷酸化能誘發(fā)脫去脫去55端帽子結(jié)構(gòu)，然后由端帽子結(jié)構(gòu)，然后由5353方向和方向和3535方向降解方向降解mRNAmRNA。
(簡化)第十三章 RNA的生物合成
