《遺傳信息的傳遞》PPT課件

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1、第三節(jié)RNA的生物合成一、轉(zhuǎn)錄的酶學(xué)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄：是在DNA指導(dǎo)的RNA聚合酶的催化下，按照堿基配對的原則，以四種NTP為原料合成一條與模板DNA互補的RNA的過程。RNA的轉(zhuǎn)錄從DNA模板的特定位點開始，并在一定的位點終止。1.模板結(jié)構(gòu)基因：DNA分子中能轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段。結(jié)構(gòu)基因的雙鏈中，僅有一股鏈作為模板轉(zhuǎn)錄成RNA，稱為模板鏈，也稱作無義鏈、Watson（W）鏈、負（-）鏈或反意義鏈。與模板鏈相對應(yīng)的互補鏈，編碼區(qū)的堿基序列與mRNA的密碼序列相同（僅T、U互換），稱為編碼鏈，也稱為有義鏈、Crick（C）鏈、正

2、（+）鏈，或有意義鏈。啟動子（promoter)終止子(terminator)模板鏈（templattestrand）反意義鏈(antisensestrand)有意義鏈(sensestrand)編碼鏈非信息區(qū)DNA5′5′3′3′RNA聚合酶（RNApol），也稱為轉(zhuǎn)錄酶、DNA指導(dǎo)的RNA聚合酶，能直接催化2個游離的NTP形成磷酸二酯鍵而引發(fā)轉(zhuǎn)錄的起始，不需要引物。1）原核生物的RNA聚合酶一種，能催化mRNA、tRNA和rRNA等的合成。2.原料：4種核苷三磷酸（NTP,包括ATP、GTP、CTP和UTP）3.RN

3、A聚合酶全酶由5種亞基（α2ββ’σ）及2個Zn原子組成。σ因子與其它部分的結(jié)合不是十分緊密，它易與α2β’β分離。沒有σ亞基的酶稱為核心酶——只催化鏈的延長，對起始無作用。五種亞基的功能分別為：α亞基：為二聚體，裝配核心酶及識別啟動子。β亞基：含催化部位，起催化作用，催化形成磷酸二酯鍵。β’亞基：與DNA模板結(jié)合功能。σ亞基：識別起始位點。大腸桿菌的RNA聚合酶大腸桿菌RNA聚合酶的結(jié)構(gòu)示意圖??????核心酶(α2ββ?)起始因子α——裝配核心酶及識別啟動子β——催化聚合反應(yīng)β?——和模板DNA結(jié)合全酶(αββ??

4、)有關(guān)RNA聚合酶的幾個知識點：只有全酶才能在正確位置起始轉(zhuǎn)錄。核心酶能在DNA模板上合成RNA，但不能在正確位置起始轉(zhuǎn)錄。σ因子僅能保證細菌RNA聚合酶穩(wěn)定地結(jié)合到啟動子上，它通常在RNA鏈合成8~9個堿基后釋放。2）真核生物的RNA聚合酶細胞核內(nèi)，有三種：區(qū)別在于對α-鵝膏蕈堿的敏感性不同。此外，線粒體、葉綠體中也含有RNA聚合酶，其特性類似原核細胞中的RNA聚合酶，它們都是經(jīng)過核基因編碼、在細胞質(zhì)中合成后再輸送過去的。酶位置主要轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物相對活性對α-鵝膏蕈敏感性RNA聚合酶I核仁18S、5.8S、28SrRNA5

5、0%~70%不敏感RNA聚合酶II核質(zhì)mRNA前體、snRNA20%~40%敏感RNA聚合酶III核質(zhì)tRNA、5SrRNA和其他snRNA約10%介于聚合酶I和II之間RNApolⅡ：分子量約為500KDa,由10~12個亞基組成，有兩個最大亞基，功能相當(dāng)于細菌RNA聚合酶的β亞基和β’亞基。大亞基（功能相當(dāng)于細菌的β’亞基）：有C末端結(jié)構(gòu)域(carboxyterminaldomainCTD)?CTD中含一保守氨基酸序列的多個重復(fù)Tyr－Ser－Pro－Thr－Ser－Pro－SerC端七肽重復(fù)序列?不同生物中重復(fù)次

6、數(shù)不一樣。?CTD中的Ser和Thr可被高度磷酸化磷酸化的RNApolⅡ被稱為ⅡA非磷酸化的RNApolⅡ稱為ⅡB?CTD參與轉(zhuǎn)錄→ⅡB→ⅡA→使RNApol易于離開，啟動子進入延伸過程。二、原核生物轉(zhuǎn)錄機制1.啟動子(promoter)：指RNA聚合酶特異識別的DNA序列，位于結(jié)構(gòu)基因上游，長度從100bp到200bp不等，本身不被轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄單位：在啟動子與終止子之間的基因序列。起始點：指轉(zhuǎn)錄起始部位，即開始轉(zhuǎn)錄的第一個核苷酸，定為O點（以+1表示），由此向右稱為下游，其核苷酸依次編為“正”號；起始點左側(cè)稱為上游，其

7、核苷酸順序向左依次編為“負”號，如緊接起始點左側(cè)的核苷酸為-1。轉(zhuǎn)錄的第1個核苷酸常為嘌呤---G或A。原核生物啟動子，包括：識別部位（-35區(qū)）：又稱Sextama框，在-35處,高度保守,一致序列為5’-TTGACA-3’,是RNA聚合酶的σ因子對模板初始識別的部位。結(jié)合部位（-10區(qū)）：又稱Pribnow框,高度保守,一致序列為5’-TATAAT-3’,位于起始點上游-10處。因Tm低,DNA易解開雙鏈，是RNA聚合酶與DNA結(jié)合、起始復(fù)合物由關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閱訝顟B(tài)的特定序列。CAP結(jié)合位點：在啟動子上游，可能存

8、在此位點。CAP（分解代謝物基因激活蛋白）是原核生物基因表達的一種正調(diào)節(jié)蛋白。RNApolymeraeseRNA聚合酶（RNApolymerase);啟動子(Promoter);轉(zhuǎn)錄起始點(startpoint);終止子(Terminator);上游(Upstream);下游（Downstream);近端(proximal);遠端