《RNA轉(zhuǎn)錄》PPT課件

《《RNA轉(zhuǎn)錄》PPT課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《RNA轉(zhuǎn)錄》PPT課件（87頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、RNA Biosynthesis (Transcription)RNA 生物合成 (轉(zhuǎn)錄)第 十 章 生 物 化 學(xué) Biochem istry轉(zhuǎn) 錄 （ transcription） 生 物 體 以 DNA為 模 板 按 照 堿 基 配 對 原 則合 成 RNA的 過 程 。 轉(zhuǎn) 錄 RNADNA 生 物 化 學(xué) Biochem istry轉(zhuǎn) 錄 與 復(fù) 制 的 相 似 點(diǎn) ：1. 模 板 均 為 DNA；2. 延 長 機(jī) 理 都 是 形 成 磷 酸 二 酯 鍵 ；3. 方 向 均 為 53；4. 遵 循 堿 基 配 對 原 則 ；5. 聚 合 酶 的 活 性 依 賴 于 DNA。 生 物

2、化 學(xué) Biochem istry 轉(zhuǎn) 錄 和 復(fù) 制 的 區(qū) 別復(fù) 制 轉(zhuǎn) 錄模 板 DNA雙 鏈 DNA的 一 條 鏈原 料 dNTP (N=A、 G、 C、 T) NTP(N=A、 G、 C、 U)引 物 需 要 不 需 要酶 DNA聚 合 酶 RNA聚 合 酶產(chǎn) 物 DNA RNA配 對 A-T、 G-C A-U、 T-A、 G-C 生 物 化 學(xué) Biochem istry參 與 轉(zhuǎn) 錄 的 物 質(zhì)原 料 : NTP（ ATP, UTP, GTP, CTP）模 板 : DNA酶 : RNA聚 合 酶 （ RNA polymerase, RNA-pol）其 他 蛋 白 質(zhì) 因 子 生

3、物 化 學(xué) Biochem istry一 、 RNA轉(zhuǎn) 錄 合 成 的 特 點(diǎn)Section 1 Characters of RNA Biosynthesis 生 物 化 學(xué) Biochem istry 轉(zhuǎn) 錄 （ transcription） 的 不 對 稱 性 就 是 指以 雙 鏈 DNA中 的 一 條 鏈 作 為 模 板 進(jìn) 行 轉(zhuǎn)錄 ， 從 而 將 遺 傳 信 息 由 DNA傳 遞 給 RNA。 對 于 不 同 的 基 因 來 說 ， 其 轉(zhuǎn) 錄 信 息 可 以存 在 于 兩 條 不 同 的 DNA鏈 上 。（ 一 ） 轉(zhuǎn) 錄 的 不 對 稱 性 生 物 化 學(xué) Biochem ist

4、ry 能 夠 轉(zhuǎn) 錄 RNA的 那 條 DNA鏈 稱 為 模 板 鏈 (template strand) ， 也 稱 作 無 意 義 鏈 或 Watson鏈 。 與 模 板 鏈 互 補(bǔ) 的 另 一 條 DNA鏈 稱 為 編 碼 鏈 (coding strand)， 也 稱 為 有 意 義 鏈 或 Crick鏈 。 模 板 鏈 編 碼 鏈5 53 35 5 生 物 化 學(xué) Biochem istry 53 35 生 物 化 學(xué) Biochem istry 轉(zhuǎn) 錄 產(chǎn) 物 RNA的 堿 基 序 列 ， 除 了 T變 U 外 ， 其 余 與 編 碼 鏈 相 同 。 G C A G T A C A T

5、 G T C5 33 C G T C A T G T A C A G 5DNA 模板鏈編碼鏈 轉(zhuǎn)錄 生 物 化 學(xué) Biochem istry RNA轉(zhuǎn) 錄 合 成 時 ， 以 DNA作 為 模 板 ， 在RNA聚 合 酶 的 催 化 下 ， 連 續(xù) 合 成 一 段 RNA鏈 ， 各 條 RNA鏈 之 間 無 需 再 進(jìn) 行 連 接 。（ 二 ） 轉(zhuǎn) 錄 的 連 續(xù) 性 生 物 化 學(xué) Biochem istry RNA轉(zhuǎn) 錄 合 成 時 ， 只 能 向 一 個 方 向 進(jìn) 行聚 合 ， 所 依 賴 的 模 板 DNA鏈 的 方 向 為35， 而 RNA鏈 的 合 成 方 向 為 53。 （

6、三 ） 轉(zhuǎn) 錄 的 單 向 性 生 物 化 學(xué) Biochem istry RNA轉(zhuǎn) 錄 合 成 時 ， 只 能 以 DNA分 子 中 的 某 一段 作 為 模 板 ， 故 存 在 特 定 的 起 始 位 點(diǎn) 和 特 定 的終 止 位 點(diǎn) 。 特 定 起 始 點(diǎn) 和 特 定 終 止 點(diǎn) 之 間 的 DNA鏈 構(gòu) 成一 個 轉(zhuǎn) 錄 單 位 ， 通 常 由 轉(zhuǎn) 錄 區(qū) 和 有 關(guān) 的 調(diào) 節(jié) 順序 構(gòu) 成 。 （ 四 ） 有 特 定 的 起 始 和 終 止 位 點(diǎn) 生 物 化 學(xué) Biochem istry 二、RNA聚合酶 1. 原 核 生 物 的 RNA聚 合 酶E.coli的 RNA聚 合

7、酶 是 由 五 種 亞 基組 成 的 六 聚 體 （ 2 ） 核心酶（core enzyme）全酶（holoenzyme） 生 物 化 學(xué) Biochem istry全 酶 ： 2 五 個 亞 基 組 成核 心 酶 ： 2四 個 亞 基 組 成因 子 ： 與 啟 動 子 結(jié) 合 ， 參 與 基 因 轉(zhuǎn) 錄 的 起 始 ， 一 旦 引 發(fā) RNA的 合 成 ， 就 與 核 心 酶 分 離 。原 核 生 物 只 有 一 種 酶 ， 轉(zhuǎn) 錄 三 種 RNA（ mRNA、 rRNA、 tRNA）前 體 。 生 物 化 學(xué) Biochem istry E. coli RNA聚 合 酶 組 分亞 基 分

8、子 量 功 能 36512 決 定 哪 些 基 因 被 轉(zhuǎn) 錄 150618 催 化 磷 酸 二 酯 鍵 形 成 155613 結(jié) 合 DNA模 板 7026311000 辨 認(rèn) 起 始 點(diǎn)未 知 RNA聚 合 酶 全 酶 及 核 心 酶 電 泳 圖 譜 生 物 化 學(xué) Biochem istry 其 他 原 核 生 物 的 RNA聚 合 酶 ， 在 結(jié) 構(gòu) 、組 成 、 功 能 上 均 與 E.coli相 似 。 原 核 生 物 的 RNA聚 合 酶 都 受 一 類 抗 結(jié)核 藥 利 福 平 或 利 福 霉 素 的 特 異 性 抑 制 。 這類 藥 物 能 與 RNA聚 合 酶 的 亞 基

9、特 異 結(jié) 合 ，從 而 影 響 酶 的 活 性 。應(yīng) 用 ： 農(nóng) 桿 菌 轉(zhuǎn) 化 煙 草 后 ， 以 利 福 平 作 為 抗 生 素 抑 制 農(nóng) 桿 菌 的 生 長 2. 真 核 生 物 的 RNA聚 合 酶 （ 3種 ）種 類 I II III轉(zhuǎn) 錄 產(chǎn) 物 rRNA前 體 hnRNA（ mRNA前 體 ） 5S rRNAtRNA, snRNA對 -鵝 膏 蕈堿 的 反 應(yīng) 不 敏 感 極 敏 感 中 度 敏 感 生 物 化 學(xué) Biochem istry 三、轉(zhuǎn)錄過程The Process of Transcription 生 物 化 學(xué) Biochem istry 分 為 三 個 階

10、段 ：起 始 (initiation)延 長 (elongation)終 止 (termination) 生 物 化 學(xué) Biochem istry2. DNA雙 鏈 解 開 ， 使 其 中 的 一 條 鏈 作 為 轉(zhuǎn)錄 的 模 板 。1. RNA聚 合 酶 全 酶 準(zhǔn) 確 的 與 模 板 結(jié) 合 。 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 。5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + PPi轉(zhuǎn) 錄 起 始 過 程 生 物 化 學(xué) Biochem istry（ 一 ） 原 核 生 物 的 轉(zhuǎn) 錄

11、 過 程1. 轉(zhuǎn) 錄 起 始 RNA聚 合 酶 結(jié) 合 在 轉(zhuǎn) 錄 模 板 的 起 始 區(qū) 域 。 DNA雙 鏈 解 開 ， 以 一 條 鏈 為 模 板 ， 合 成第 一 個 磷 酸 二 酯 鍵 。 生 物 化 學(xué) Biochem istry 酶 與 模 板 的 辨 認(rèn) 結(jié) 合 原 核 生 物 一 個 轉(zhuǎn) 錄 區(qū) 段 可 視 為 一 個 轉(zhuǎn) 錄 單 位 ，稱 為 操 縱 子 (operon)， 包 括 若 干 個 結(jié) 構(gòu) 基 因 及 其 上游 (upstream)的 調(diào) 控 序 列 。 RNA聚 合 酶 結(jié) 合 模 板 DNA的 部 位 稱 為 啟 動 子(promoter)。 是 調(diào) 控 轉(zhuǎn)

12、 錄 的 關(guān) 鍵 部 位 。 53 35調(diào)控序列 結(jié)構(gòu)基因啟動子RNA-pol 生 物 化 學(xué) Biochem istry識 別 識 別 序 列 結(jié) 合 序 列 起 始 位 點(diǎn)啟 動 子RNA聚 合 酶（ 全 酶 ）結(jié) 合轉(zhuǎn) 錄 開 始 UA 轉(zhuǎn) 錄 起 始 定 義 ： 將 mRNA開 始 轉(zhuǎn) 錄 的 第 一 個 核 苷 酸 定 為 起 點(diǎn)（ +1） ， 由 此 向 轉(zhuǎn) 錄 延 長 的 方 向 為 下 游 ， 其 核 苷 酸以 +XX表 示 ， 起 始 點(diǎn) 左 側(cè) 為 上 游 ， 核 苷 酸 以 -XX表 示 。非 模 板 鏈 生 物 化 學(xué) Biochem istry開 始 轉(zhuǎn) 錄T T G

13、 A C AA A C T G T-35 區(qū) T A T A A T Pu A T A T T A Py-10 區(qū) 1-30-50 10-10-40 -205 3 3 5 原 核 生 物 啟 動 子 保 守 序 列5 5RNA聚 合 酶 結(jié) 合 區(qū) 結(jié) 構(gòu) 基 因3 3 N17 TTAACT N7 AN 16 TATGAT N7 AN 17 TATGTT N6 AN 16 TATAAT N7 AN 18 TACTGT N6 A TTTACATTTACATTGACA TTGATACTGACG trptRNATrp lacrec A ara 區(qū) 區(qū)35 10 +1 最大一致性 TTGACA TAT

14、AATx/45 38 36 2937 37 28 40 25 3041 29 44 不 同 基 因 的 啟 動 子 區(qū) 域 ： 生 物 化 學(xué) Biochem istry 原核生物啟動子 35區(qū) ： 一 致 性 序 列 為 TTGACA 與 聚 合 酶 （ sigm a） 亞 基 結(jié) 合 是 RNA-pol的 辨 認(rèn) 位 點(diǎn) 10區(qū) ： 一 致 性 序 列 為 TATAAT 又 叫 Pribnow盒 （ TATA box） 與 聚 合 酶 亞 基 形 成 酶 -DNA復(fù) 合 物 是 RNA-pol的 結(jié) 合 位 點(diǎn) 生 物 化 學(xué) Biochem istryRNA聚 合 酶 全 酶 在 轉(zhuǎn) 錄

15、 起 始 區(qū) 的 結(jié) 合 生 物 化 學(xué) Biochem istry RNApol (2) - DNA - pppGpN- OH 3轉(zhuǎn) 錄 起 始 復(fù) 合 物 生 物 化 學(xué) Biochem istry DNA局 部 雙 鏈 解 開 。 RNA聚 合 酶 全 酶 (2)與 模 板 結(jié) 合 。 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- OH 3轉(zhuǎn) 錄 起 始 復(fù) 合 物 :5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + ppi轉(zhuǎn) 錄 的 起 始 過 程

16、 ： 生 物 化 學(xué) Biochem istry2. 轉(zhuǎn) 錄 延 長1. 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 ； 2. 在 核 心 酶 作 用 下 ， NTP不 斷 聚 合 ， RNA鏈不 斷 延 長 。(NMP) n + NTP (NMP) n+1 + PPi 生 物 化 學(xué) Biochem istry轉(zhuǎn) 錄 泡 核 心 酶 （ 2） 延 長 RNA鏈 生 物 化 學(xué) Biochem istry轉(zhuǎn) 錄 泡 （ transcription bubble） ： 在 轉(zhuǎn) 錄 延 長 過 程 中 ， 由 局

17、部 打 開 的DNA雙 鏈 、 RNA聚 合 酶 核 心 酶 及 新 生 成的 RNA三 者 結(jié) 合 在 一 起 的 復(fù) 合 體 ， 為 空泡 狀 結(jié) 構(gòu) ， 又 稱 轉(zhuǎn) 錄 復(fù) 合 物 。 生 物 化 學(xué) Biochem istry 生 物 化 學(xué) Biochem istry 轉(zhuǎn) 錄 的 起 始 及 延 長 過 程 生 物 化 學(xué) Biochem istry原 核 生 物 轉(zhuǎn) 錄 過 程 中 的 羽 毛 狀 現(xiàn) 象 轉(zhuǎn) 錄 未 完 成 ， 翻 譯 已 開 始 進(jìn) 行 。 生 物 化 學(xué) Biochem istry3. 轉(zhuǎn) 錄 終 止 RNA聚 合 酶 在 DNA模 板 上 停 頓 下 來 ，

18、轉(zhuǎn) 錄 產(chǎn) 物 RNA鏈 從 轉(zhuǎn) 錄 復(fù) 合 物 上 脫 落 下 來 。 終 止 子 ： DNA對 轉(zhuǎn) 錄 終 止 進(jìn) 行 控 制 的 一 段 特 殊 序 列 ，位 于 基 因 末 端 。原 核 生 物 的 終 止 子 在 終 止 點(diǎn) 之 前 有 一 個 回 文 結(jié) 構(gòu) ， 其產(chǎn) 生 的 RNA可 形 成 發(fā) 夾 結(jié) 構(gòu) ， 該 結(jié) 構(gòu) 可 使 聚 合 酶 減 慢 移動 或 暫 停 RNA的 合 成 。 生 物 化 學(xué) Biochem istry終 止 因 子 ： 能 夠 幫 助 終 止 子 進(jìn) 行 終 止 的 蛋 白 質(zhì) ， 如 因 子 。 分 類 ： 依 賴 因 子 的 轉(zhuǎn) 錄 終 止 不

19、 依 賴 因 子 的 轉(zhuǎn) 錄 終 止 生 物 化 學(xué) Biochem istry1. 依 賴 因 子 的 轉(zhuǎn) 錄 終 止 因 子 是 強(qiáng) 堿 性 六 聚 體 蛋 白 ； 因 子 能 結(jié) 合 RNA， 改 變 RNA聚 合 酶 構(gòu) 象 ，停 止 前 移 ， 使 轉(zhuǎn) 錄 終 止 ； 因 子 還 有 ATP酶 和 解 螺 旋 酶 的 活 性 ， 使DNA-RNA雜 化 雙 鏈 解 鏈 ， 新 轉(zhuǎn) 錄 成 的 RNA釋 放 。 生 物 化 學(xué) Biochem istry由 終 止 因 子 （ 因 子 ） 識 別 特 異 的 終 止 信 號 ， 并促 使 RNA的 釋 放 。 生 物 化 學(xué) Bioch

20、em istryRNA合成過程起 始雙 鏈 DNA局 部 解 開磷 酸 二 酯鍵 形 成 終 止 階 段解 鏈 區(qū) 到 達(dá)基 因 終 點(diǎn)延 長 階 段 5 3 RNA 啟 動 子 （promoter) 終 止 子(terminator)5 RNA聚 合 酶5 35 355 3 離開 2. 不 依 賴 因 子 的 轉(zhuǎn) 錄 終 止 DNA模 板 上 靠 近 終 止 處 ， 有 特 殊 的 堿 基 序 列(富 含 GC的 反 向 重 復(fù) 序 列 )， 轉(zhuǎn) 錄 出 RNA后 ， RNA產(chǎn) 物 形 成 特 殊 的 結(jié) 構(gòu) （ 發(fā) 夾 結(jié) 構(gòu) ） 來 終 止 轉(zhuǎn) 錄 。發(fā) 夾 結(jié) 構(gòu) 終 止 轉(zhuǎn) 錄 的

21、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 。 富 含 GC的 反 向 重 復(fù) 序 列 生 物 化 學(xué) Biochem istry（ 二 ） 真 核 生 物 的 轉(zhuǎn) 錄 過 程1. 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 ， RNA-pol不 直 接 結(jié)合 模 板 ， 其 起 始 過 程 比 原 核 生 物 復(fù) 雜 。 轉(zhuǎn) 錄 起 始 點(diǎn)TATA盒CAAT盒GC盒 增 強(qiáng) 子順 式 作 用 元 件 (cis-acting eleme

22、nt)（ 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 OCT-1 OCT-1： ATTTGCAT八 聚 體 生 物 化 學(xué) Biochem istry在 遠(yuǎn) 離 受 控 基 因 處 存 在 的 ， 能 夠 增 強(qiáng) 基 因 轉(zhuǎn) 錄 活 性 的 調(diào) 控 序 列 稱 為 增 強(qiáng) 子 （ enhancer） 。真 核 生 物 的 轉(zhuǎn) 錄 起 始 點(diǎn) 上 游 -25bp區(qū) 也 存 在 一 段 富 含 TA的 順序 ， 被 稱 為 Hogness盒 或 TATA盒 ， 通 常 認(rèn) 為 是 啟 動 子 的

23、核 心序 列 。 生 物 化 學(xué) Biochem istry順 式 作 用 元 件 (cis-acting element) ： 是 同 一 DNA分 子中 具 有 轉(zhuǎn) 錄 調(diào) 節(jié) 功 能 的 特 異 DNA序 列 。 按 功 能 特 性 ，真 核 基 因 順 式 作 用 元 件 包 括 啟 動 子 、 增 強(qiáng) 子 及 沉 默 子等 。反 式 作 用 因 子 (trans-acting factor) ： 是 指 能 直 接 或 間接 地 識 別 或 結(jié) 合 在 各 類 順 式 作 用 元 件 核 心 序 列 上 參 與調(diào) 控 靶 基 因 轉(zhuǎn) 錄 效 率 的 蛋 白 質(zhì) 。 生 物 化 學(xué) B

24、iochem istry 結(jié)構(gòu)基因GCGC CAAT TATA 內(nèi)含子外顯子 外顯子 轉(zhuǎn)錄起始 CAAT盒GC盒增強(qiáng)子 順式作用元件 TATA盒 (Hogness box)反 式作 用 因 子 生 物 化 學(xué) Biochem istry（ 2） 轉(zhuǎn) 錄 因 子 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 (trans-criptional factors, TF)。 生 物 化 學(xué) Biochem istry參 與 RNA-pol 轉(zhuǎn) 錄 的 TF 轉(zhuǎn) 錄 因 子 亞 基 和 (或 )分 子量 （ kDa） 功 能TF D T

25、BP， 38 結(jié) 合 TATA盒TAF 輔 助 TBP-DNA結(jié) 合TF A 12， 19， 35 穩(wěn) 定 D-DNA復(fù) 合 物TF B 33 促 進(jìn) RNA-pol 結(jié) 合TF F 30， 74 解 螺 旋 酶TF E 57()， 34() ATPase TF H 蛋 白 激 酶 ， 使 CTD磷 酸 化 生 物 化 學(xué) Biochem istry（ 3） 轉(zhuǎn) 錄 起 始 前 復(fù) 合 物(pre-initiation complex, PIC) 真 核 生 物 RNA-pol不 與 DNA分 子 直 接結(jié) 合 ， 而 需 依 靠 眾 多 的 轉(zhuǎn) 錄 因 子 。 生 物 化 學(xué) Biochem

26、 istryRNA pol II TF II FTBP TAFTATA DNATF II A TF II B TF II E 轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合物 TF II H 生 物 化 學(xué) Biochem istry拼 板 理 論 (piecing theory) 一 個 真 核 生 物 基 因 的 轉(zhuǎn) 錄 需 要 3至 5個轉(zhuǎn) 錄 因 子 。 轉(zhuǎn) 錄 因 子 之 間 互 相 結(jié) 合 ， 生 成有 活 性 和 專 一 性 的 復(fù) 合 物 ， 再 與 RNA聚 合酶 搭 配 而 有 針 對 性 地 結(jié) 合 、 轉(zhuǎn) 錄 相 應(yīng) 的 基因 。 生 物 化 學(xué) Biochem istry2.真 核 轉(zhuǎn) 錄 延 長真

27、 核 生 物 轉(zhuǎn) 錄 延 長 過 程 與 原 核 生 物 大致 相 似 ， 但 因 有 核 膜 相 隔 ， 沒 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 過 程 中 可 以 觀 察 到 核 小 體 移位 和 解 聚 現(xiàn) 象 。 RNA-Pol RNA-PolRNA-Pol核 小 體轉(zhuǎn)錄延長中的核小體移位 轉(zhuǎn) 錄 方 向 3. 真 核 轉(zhuǎn) 錄 終 止 （ 專 一 終 止 的 核 酸 內(nèi) 切 酶 ）（ 終 止 信 號 ） 生 物 化 學(xué) Biochem istry 真 核 生 物 轉(zhuǎn) 錄 終 止 與 轉(zhuǎn) 錄 后 修 飾

28、， 即 poly A尾 巴 結(jié) 構(gòu) 的 添 加 密 切 相 關(guān) 。 在 poly A修 飾 位 點(diǎn) 的 下 游 存 在 一 組 共 同 序 列AATAAA和 GTGTGT， 為 轉(zhuǎn) 錄 終 止 的 識別 修 飾 位 點(diǎn) 。 在 轉(zhuǎn) 錄 越 過 修 飾 點(diǎn) 后 ， RNA鏈 在 修 飾 點(diǎn) 處 被切 斷 ， 隨 即 進(jìn) 行 加 帽 和 加 尾 修 飾 。 生 物 化 學(xué) Biochem istry真 核 生 物 和 原 核 生 物 轉(zhuǎn) 錄 的 差 別DNA核 核 糖 體新 生 蛋 白 質(zhì) 真 核 生 物原 核 生 物 mRNA前 體轉(zhuǎn) 運(yùn)加 工 mRNAmRNA 真 核 生 物 中 轉(zhuǎn) 錄 與

29、復(fù) 制 在 不 同 的 區(qū) 域 RNA聚 合 酶 不 相 同 啟 動 子 不 同 轉(zhuǎn) 錄 后 RNA加 工 修 飾 不 同 生 物 化 學(xué) Biochem istry（ 三 ） RNA的 復(fù) 制RNA病 毒 的 遺 傳 基 因 有 （ +） RNA （ ） RNA （ ） RNA1. 概 念 ： 以 RNA為 模 板 合 成 RNA 的 過 程 。 2. 復(fù) 制 方 式 ： 自 學(xué) 總 是 以 RNA（ +） 為 模 板 合 成 蛋 白 質(zhì) 。 生 物 化 學(xué) Biochem istry 四、轉(zhuǎn)錄后修飾Post-transcriptional Modification 生 物 化 學(xué) Bioc

30、hem istry最 初 轉(zhuǎn) 錄 生 成 的 RNA一 般 是 不 成 熟 的 ， 需 要經(jīng) 過 一 系 列 的 加 工 （ 斷 裂 、 拼 接 和 修 飾 ） 才能 變 成 成 熟 的 RNA。 原 核 生 物 和 真 核 生 物 的 tRNA和 rRNA轉(zhuǎn) 錄 后的 加 工 方 式 基 本 相 同 ， 但 mRNA轉(zhuǎn) 錄 后 的 加工 存 在 很 大 的 差 別 。 生 物 化 學(xué) Biochem istry（ 一 ） mRNA的 轉(zhuǎn) 錄 后 加 工 原 核 生 物 的 mRNA大 多 不 需 要 加 工 ， 直 接翻 譯 成 蛋 白 質(zhì) ， 且 邊 轉(zhuǎn) 錄 邊 翻 譯 。 真 核 生 物

31、 mRNA轉(zhuǎn) 錄 的 初 產(chǎn) 物 是 hnRNA（ 核 不 均 一 RNA） ， 需 要 經(jīng) 過 加 工 生 成 成熟 的 mRNA， 包 括 ： 5端 加 帽 、 3 端 加 尾 、mRNA剪 接 以 及 甲 基 化 。 生 物 化 學(xué) Biochem istry1、 5-端 加 帽 ： m7GpppG 生 物 化 學(xué) Biochem istry加 帽 過 程 生 物 化 學(xué) Biochem istry2、 mRNA的 剪 接 hnRNA 和 snRNA 核 內(nèi) 的 初 級 mRNA稱 為 雜 化 核 RNA (hetero-nuclear RNA, hnRNA) snRNA (small

32、nuclear RNA)核 內(nèi) 的 蛋 白 質(zhì) 小 分 子 核 糖 核 酸 蛋 白 體（ 并 接 體 , splicesome）snRNA 生 物 化 學(xué) Biochem istry真 核 生 物 結(jié) 構(gòu) 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 ， 去 除 非編 碼 區(qū) 再 連 接 后 ， 可 翻 譯 出 由 連 續(xù) 氨 基 酸 組 成的 完 整 蛋 白 質(zhì) ， 這 些 基 因 稱 為 斷 裂 基 因 。 斷 裂 基 因 (splite gene)非 編 碼 區(qū) AG 編 碼 區(qū) 17 A B C D E F GL 1 2

33、3 4 5 6 77 700 bp 生 物 化 學(xué) Biochem istry外 顯 子 (exon)和 內(nèi) 含 子 (intron) 外 顯 子在 斷 裂 基 因 及 其 初 級 轉(zhuǎn) 錄 產(chǎn) 物 上 出現(xiàn) ， 并 表 達(dá) 為 成 熟 RNA的 核 酸 序 列 。 內(nèi) 含 子隔 斷 基 因 的 線 性 表 達(dá) 而 在 剪 接 過 程中 被 除 去 的 核 酸 序 列 。 生 物 化 學(xué) Biochem istry Unit of transcription in a DNA strandTranscript modification3 5 雞 卵 清 蛋 白基 因hnRNA首 、 尾 修 飾h

34、nRNA剪 接成 熟 的 mRNA 雞卵清蛋白基因及其轉(zhuǎn)錄 、轉(zhuǎn)錄后修飾 生 物 化 學(xué) Biochem istrymRNA的 剪 接 除 去 hnRNA中 的 內(nèi) 含 子 ， 將 外 顯 子 連 接 。snRNP與 hnRNA結(jié) 合 成 為 并 接 體 生 物 化 學(xué) Biochem istry 生 物 化 學(xué) Biochem istry3、 甲 基 化 在 mRNA分 子 內(nèi) 部 有 少 量 的 A存 在 甲 基 化 ，而 在 mRNA前 體 中 不 存 在 這 樣 的 結(jié) 構(gòu) ， 需 要由 甲 基 化 酶 催 化 加 工 生 成 。 (二 ) tRNA的 轉(zhuǎn) 錄 后 加 工tRNA前 體

35、TGGCNNAGTGC GGTTCGANNCCDNA 生 物 化 學(xué) Biochem istryRNaseP內(nèi) 切 酶RNaseD外 切 酶連 接 酶 生 物 化 學(xué) Biochem istrytRNA核 苷 酸轉(zhuǎn) 移 酶 生 物 化 學(xué) Biochem istry堿 基 修 飾（ 2） 還 原 反 應(yīng) 如 ： U DHU （ 3） 核 苷 內(nèi) 的 轉(zhuǎn) 位 反 應(yīng) 如 ： U （ 4） 脫 氨 反 應(yīng) 如 ： A I 如 ： A Am（ 1） 甲 基 化（ 1）（ 1） （ 3）（ 2） （ 4） 生 物 化 學(xué) Biochem istry(三 ) rRNA的 轉(zhuǎn) 錄 后 加 工轉(zhuǎn) 錄剪 接1

36、8S - rRNA rDNA間 隔 區(qū) 間 隔 區(qū) 28S5.8S18S 45S - rRNA5.8S和 28S-rRNA 生 物 化 學(xué) Biochem istry 生 物 化 學(xué) Biochem istry 復(fù) 習(xí) 題 ：1. 概 念（ 1） 轉(zhuǎn) 錄 （ 2） 不 對 稱 轉(zhuǎn) 錄（ 3） 結(jié) 構(gòu) 基 因 （ 4） 核 心 酶（ 5） 外 顯 子 （ 6） 內(nèi) 含 子（ 7） 模 板 鏈 （ 8） 啟 動 子（ 9） 核 酶 （ 10） TATA盒 生 物 化 學(xué) Biochem istry 2. 簡 述 轉(zhuǎn) 錄 過 程 和 復(fù) 制 過 程 的 不 同 點(diǎn) 。 3. RNA聚 合 酶 與 DNA聚 合 酶 作 用 的 異 同 點(diǎn) 。4. 試 述 原 核 生 物 啟 動 子 的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 及 功 能 。5. 簡 述 真 核 生 物 與 原 核 生 物 轉(zhuǎn) 錄 的 不 同 點(diǎn) 。6. 原 核 生 物 與 真 核 生 物 的 轉(zhuǎn) 錄 終 止 有 何 不 同 ？ 7. 簡 述 轉(zhuǎn) 錄 起 始 階 段 的 幾 個 反 應(yīng) 。