《RNA的生物合成》課件

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1、第十六章RNA的生物合成(Chapter16：RNABiosynthesis）目的要求掌握轉(zhuǎn)錄的基本概念；轉(zhuǎn)錄模板、原核生物RNA聚合酶、模板與酶的辨認(rèn)結(jié)合；原核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程。熟悉真核生物的RNA聚合酶；真核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程；真核生物mRNA的錄后加工修飾。了解真核生物tRNA、rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)轉(zhuǎn)錄的概況一、轉(zhuǎn)錄的定義及與復(fù)制的比較二、參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)第二節(jié)轉(zhuǎn)錄過(guò)程與特點(diǎn)一、轉(zhuǎn)錄的起始二、轉(zhuǎn)錄的延長(zhǎng)三、轉(zhuǎn)錄的終止四、轉(zhuǎn)錄的特點(diǎn)第三節(jié)轉(zhuǎn)錄后的加工修飾一、真核生物mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工修飾二、前體tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工三、前體rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工四、核酶在轉(zhuǎn)錄

2、修飾中的作用一、轉(zhuǎn)錄的定義及與復(fù)制的比較1.轉(zhuǎn)錄的定義以DNA為模板，以四種核糖核苷酸為原料，在RNA聚合酶催化下，合成RNA的過(guò)程。2.轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的比較二、參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)（一）DNA模板（二）RNA聚合酶（三）合成RNA的原料（四）終止因子（ρ因子）（一）模板三種RNA都是以DNA為模板，RNA聚合酶是以其中的一條鏈的某一節(jié)段為模板，該鏈稱(chēng)為模板鏈，另一條鏈為編碼鏈。模板（二）RNA聚合酶原核生物RNA聚合酶由五個(gè)亞基構(gòu)成：?2??’??2??’構(gòu)成核心酶，與?因子一起構(gòu)成全酶?因子可幫助辨認(rèn)轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)。核心酶催化3’,5’-磷酸二酯鍵的形成合成RNA。RNA聚合酶

3、亞單位示意圖原核生物RNA聚合酶亞基的功能亞基功能?識(shí)別并結(jié)合上游啟動(dòng)子元件，決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄?含活性中心，催化3’,5’-磷酸二酯鍵的形成?’結(jié)合DNA模板，解鏈?協(xié)助核心酶識(shí)別并結(jié)合啟動(dòng)子元件，辨認(rèn)轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)?未知（二）RNA聚合酶真核生物RNA聚合酶分類(lèi)分布作用RNA聚合酶Ⅰ(A)核仁28S、18S、5.8SrRNA共同前體45SRNA的合成RNA聚合酶Ⅱ(B)核質(zhì)各種mRNA前體的合成和U1~U13snRNA前體（U6snRNA除外）的合成RNA聚合酶Ⅲ(C)核質(zhì)各種tRNA、5SrRNA、U6snRNA以及非U族snRNA等前體的合成真核生物RNA聚合酶與

4、大腸桿菌RNA聚合酶的比較RNA-polⅡ大亞基CTD結(jié)構(gòu)真核生物RNA-polⅡ的大亞基蛋白質(zhì)的C端氨基酸序列為(YSPTSPS，酪絲脯蘇絲脯絲)n，不同物種n值不同，是由含羥基氨基酸為主體的重復(fù)序列，稱(chēng)為羧基末端結(jié)構(gòu)域（CTD）。（三）合成RNA的原料四種核苷三磷酸：ATP、GTP、CTP、UTP二價(jià)金屬離子：Mg2+、Mn2+是RNA聚合酶的必需輔助因子。（四）終止因子（?因子）?因子在特殊的位點(diǎn)上停止RNA的合成，又叫終止蛋白。一、轉(zhuǎn)錄起始1、啟動(dòng)子2、原核生物的轉(zhuǎn)錄起始3、真核生物的轉(zhuǎn)錄起始1、啟動(dòng)子啟動(dòng)子(promoter,P)是指能被RNA聚合酶識(shí)別、結(jié)合

5、并啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列，位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的上游。不同的啟動(dòng)子啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的活性不同，在原核生物和真核生物的啟動(dòng)子序列中都有一些保守序列。1、啟動(dòng)子原核生物啟動(dòng)子：-10bp——TATAAT（Pribnow盒）-35bp——TTGACA真核生物啟動(dòng)子：-25?-30bp——TATA盒（即Hogness盒）-30?-110bp——CAAT盒和GC盒原核生物啟動(dòng)子真核生物啟動(dòng)子2、原核生物的轉(zhuǎn)錄起始RNA聚合酶以全酶形式與雙鏈DNA結(jié)合，通過(guò)?因子識(shí)別模板鏈并與啟動(dòng)子結(jié)合形成復(fù)合物，然后進(jìn)行解鏈。以四種核苷三磷酸為原料，按堿基配對(duì)的原則結(jié)合到模板鏈上，第一個(gè)多為ATP。RN

6、A聚合酶與啟動(dòng)子的結(jié)合3、真核生物的轉(zhuǎn)錄起始真核生物的轉(zhuǎn)錄起始較原核生物復(fù)雜得多，需要轉(zhuǎn)錄因子（TF）的參與，同時(shí)還需要很多其他的輔助因子的幫助才能啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。其中參與RNA聚合酶Ⅱ合成mRNA的轉(zhuǎn)錄因子為T(mén)FⅡ，包括有TFⅡA、TFⅡB、TFⅡD、TFⅡE、TFⅡF。TFⅡD能通過(guò)TATA盒結(jié)合亞基(TBP)和與啟動(dòng)子的TATA盒結(jié)合。真核生物轉(zhuǎn)錄起始真核生物轉(zhuǎn)錄的起始二、延長(zhǎng)階段當(dāng)合成大約8個(gè)寡核苷酸時(shí)，?因子即脫離核心酶。核心酶在DNA鏈上不斷滑動(dòng)，每滑動(dòng)一個(gè)核苷酸距離，即有一個(gè)與模板鏈互補(bǔ)的5’-NTP進(jìn)入，形成3’,5’-磷酸二酯鍵。合成的方向是5’?3’，在模

7、板鏈上滑動(dòng)的方向則是3’?5’。核苷酸鏈的延伸轉(zhuǎn)錄泡三、終止階段模板DNA具有終止信號(hào)，它是特殊的堿基順序，可被RNA聚合酶或?因子識(shí)別，轉(zhuǎn)錄終止。新合成的RNA、核心酶、?因子均從模板鏈上釋放出來(lái)。核心酶又與?因子結(jié)合構(gòu)成全酶。不依賴(lài)于ρ因子的終止子（強(qiáng)終止子）不依賴(lài)于ρ因子的終止子有兩個(gè)特征:DNA順序有富含GC的反向重復(fù)序列，位于RNA3'端之前15-20核苷酸處，DNA模板鏈中在反向重復(fù)序列之后有一串約6~8個(gè)A，轉(zhuǎn)錄為RNA3'端的U。強(qiáng)終止子不依賴(lài)于ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止依賴(lài)于ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止依賴(lài)于ρ因子的終止子也可以形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，