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1、转录(transcription)：以DNA单链为模板，核苷三磷酸NTP（ATP,GTP,CTP,UTP四种核糖核苷三磷酸）为原料，在RNA聚合酶催化下合成RNA链的过程。,转录的条件：,转录,转录通用公式：,模板,Nn,+,NTP,模板,Nn+1,+,PPi,Mg2+,RNA聚合酶,1.原料是NTP （ATP,GTP,CTP,UTP四种核糖核苷三磷酸）。 2.RNA聚合酶+ 镁。 3.起始链核苷酸为嘌呤核苷三磷酸，5端保持三磷酸集团。 4.DNA双链上，一股链可转录，另一股不转录。 5.有意义链与反意义链并非固定不变。 6.转录方向都是5 3,模板链： 反意义链 antisense stra
2、nd：以该链中的DNA碱基顺序指导RNA的合成-被转录的那条 DNA 链。 编码链： 有意义链 sense strand / template strand ：不被转录的那条DNA链。,几个基本概念,5- GCAGTACATGTC -3编码链 DNA 3- CGTCATGTACAG-5模板链 5- - GCAGUACAUGUC-3 mRNA N -Ala-Val-His-Val-C 蛋白质,有两方面含义： 1）DNA分子双链上的某一区段，一股链用作模板指引转录，另一股链不转录； 2）模版链并非永远在同一单链上。,双链DNA分子上分布着很多基因，并不是所有基因的转录均在同一条DNA单链上，而是一
3、些基因在这条单链转录，另一些基因的转录在另一条单链上，DNA双链一次只有一条链可作为模板转录，称之为不对称转录。,RNA 聚合酶 以DNA 为模板，催化 2个游离的 NTP形成 3，5-磷酸二酯键。,1、大肠杆菌RNA聚合酶的组成,西格玛,全酶 (Holo Enzyme)和核心酶(Core Enzyme),（1） 全酶（Holo Enzyme） 用于转录的起始 依靠空间结构与DNA模板结合 专一性地与DNA序列(启动子)结合,（2） 核心酶 （Core Enzyme） 作用于转录的延伸过程 依靠静电引力与DNA模板结合 非专一性的结合（与DNA的序列无关）,2、各亚基的特点和功能 （1） 因子
4、 因子可重复使用 修饰RNA聚合酶的构型 使Holo Enzyme 识别启动子的特定区域, 不同的因子识别不同的启动子 E.coli 中有五种因子（70、32、54、28 、 24 ） 枯草杆菌中有11种因子 （2）因子,核心酶的组建因子, 促使RNApol 与DNA模板链结合, 2 2, 前端因子使模板DNA双链变单链 尾端因子使单链DNA重新聚合为双链,（3） 因子, 促进RNA elongation, 完成磷酸酯键的连接 Editing 功能（排斥与模板链不互补的碱基）,E site:对NTP非专一性地结合,（4） 因子 参与RNA非模板链的结合 （充当SSB）, 构成Holoenzym
5、e 后，因子含有两个位点 I site: 该位点专一性地结合ATP或GTP,（利福霉素 rifamycin、利福平 rifampin）抑制I位点 （利迪链菌素 streptollydigin）抑制E位点,敏感度是指浓度抑制力： 高（10-910-8mol/L）， 中（10-510-4mol/L）， 低（大于10-3mol/L）。,一、真核生物的RNApol 1、 三种RNApol： 根据对 - 鹅膏蕈碱的敏感性不同而分类 RNApol 最不敏感 （动、植、昆） RNApol 最敏感 RNApol 不同种类（物种）的敏感性不同 2、 位置和转录产物 RNApol 核仁 活性所占比例最大 转录rR
6、NA（5.8S、18S、 28S）,RNApol 核质 主要负责 hnRNA、snRNA 的转录 hnRNA（mRNA 前体，核不均一RNA heterogeneous nuclear RNA） snRNA（核内小分子 RNA small nulear RNA) RNApol 核质 负责 tRNA,二、 真核生物的启动子 三种 RNApol 识别三种启动子 三种聚合酶需要不同的转录因子-TF 、 TF 、TF 等 三种转录方式 三种产物： RNA聚合酶mRNA前体； RNA聚合酶rRNA； RNA聚合酶tRNA,RNA 的转录包括 promotion. elongation. terminat
7、ion 三过程 从启动子 (promoter)到终止子(terminator)称为转录单 位 (transcription unit) 原核生物的转录单位有操纵子operon 真核生物中的转录单位无 operon 转录起点即转录原点记为1，其上游记为负值，下游 记为正值,一、原核生物启动子和终止子 启动子（promoter）:RNA聚合酶的结合区域。 启动子的特点: (1)在转录起始点的5端 (2)TTGACA:Sextama框，RNA聚合的识别部位（酶靠亚基与之结合），在-35区。 (3)TATAAT: Pribnow 框，RNA聚合酶的结合区，在-10区。,Pribnow 框 结合位点,S
8、extama框 识别位点,（1） Sextama 框（Sextama Box） RNA聚合酶的松弛结合（只为识别）， RNA聚合酶依靠其亚基识别该位点 决定了启动子的强度 不同启动子中位置略有变动,（2） Pribonow 框（Pribonow Box） RNA聚合酶的牢固结合位点 一致序列：TATAAT,原核生物的终止子,终止子：提供转录终止信号的一段 DNA 序列。 两个主要特征： 1.反向重复序列：5-CGGATG|CATCCG-3 3-GCCTAC|GTAGGC-5 反向序列的长度和GC含量直接影响RNA二级结构的稳定性! 2. 反向重复序列后接寡聚U,二、真核生物启动子 真核生物中有
9、三种不同的RNA聚合酶，因此也有三种不同的启动子，其中以启动子最为复杂。 （1）有多种元件：TATA框，GC框，CAAT框，OCT等； （2）结构不恒定； （3）它们的位置、序列、距离和方向都不完全相同； （4）有的有远距离的调控元件，元件起到控制转录效率和选择起始位点的作用； （5）转录时先和其它转录激活因子结合，再和聚合酶结合。,增强子,-200,（1）TATA框：顺序TATAATAAT，在转录起始点上游约-25-30bp处，基本上由A-T碱基对组成，RNA聚合酶与TATA框牢固结合之后才能开始转录。 （2）CAAT框：顺序GGGTCAATCT，位于转录起始点上游约-80-100bp处，也
10、是RNA聚合酶的一个结合处，控制着转录起始的频率。 （3）GC框：有两个拷贝，位于CAAT框的两侧，由GGCGGG组成，是一个转录调节区。,二、延伸,以原核生物的RNA连延伸过程为代表 亚基脱离酶分子：核心酶与DNA的结合变松较容易继续前移。 核心酶无专一性，能转录模板上的任何序列，包括在转录后加工时待切除的居间序列。 脱离核心酶的亚基可与另外的核心酶结合，参与另一转录过程。 随着转录不断延伸，DNA双链顺次地被打开，并接受新来的碱基配对，合成新的磷酸二酯键后，核心酶向前移去，使用过的模板重新关闭，恢复原来的双链结构。 一般合成的RNA链对DNA模板具有高度的忠实性。 RNA合成的速度，原核为
11、2550个核苷酸/秒，真核为45100个核苷酸/秒。,三、终止,终止：包括停止延伸+释放RNA聚合酶及合成的RNA。 原核生物：基因或操纵子的末端通常有一段终止序列即终止子。 真核生物：DNA上也有转录终止的信号区。转录单元的3端均富有AT序列，在相隔030bp之后又出现TTTT序列（通常是35个T）。,转录产物的后加工,1.mRNA前体的后加工 原核mRNA的原始转录产物都可直接用于翻译； 真核mRNA一般都有相应的前体，前体必须经过后加工才能用于转译蛋白质。 真核mRNA的原始转录产物- hn RNA-最终被加工成成熟的mRNA。,后加工： 戴帽：装上5端帽子，转录产物的5端核苷酸的2位羟
12、基被甲基化，装上甲基化的帽子。 Cap的重要性：为核糖体识别mRNA提供信号；可增加mRNA稳定性，保护其在转运时免遭核酸酶水解。,剪接： 将hnRNA中的内含子切除，将外显子拼接。 内含子参与转录但不表达，转录后RNA的分子量比成熟mRNA大几倍或几十倍，因此需要切除内含子，连接外显子。,2.tRNA前体的后加工 tRNA前体有两类： 单个tRNA前体，在5和3端各有一段多余顺序； 含二个tRNA的前体，除5和3端有长短不一的多余顺序外，在两个tRNA之间还有数目不等的核苷酸隔开。 真核生物tRNA前体后加工的相似步骤： 修饰：对tRNA分子上的部分核苷酸进行修饰（包括甲基化、酰化、硫代和重
13、排等）； tRNA前体的剪接，切除5端的先导序列； 添加或修复3端CCA序列。,真核生物的18s rRNA、 5.8s rRNA、 28s rRNA基因串联构成转录 单位-rDNA,。,每个rDNA单位转录出45S的rRNA前体，前体经剪切后产生 18s rRNA、 5.8s rRNA、 28s rRNA,rRNA 转录后的加工,逆转录：RNA 为模板，有逆转录酶的参与，在 4种 dNTP存在及适合的条件下，按碱基配对的原则，合 成 cDNA (complementary DNA，cDNA) 的过程。,1、逆转录病毒： 鸡肉瘤病毒（ ASV ） Rouse 肉瘤病毒（ RSV ） 小鼠白血病病毒（ MuLV ) 人类 T细胞白血病病毒（ HTLV-I ） 爱滋病病毒（ HIV） SARS,
