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1、第三章 RNA 转录(RNA transcription)3.1. Basic concept3.2. Trancription survey3.3. Promoter in Eukaryotes and Prokaryotes3.4. Transcription Termination3.5. Pre-RNA processing in Eukaryotes3.1. 基本概念（P64） Basic concept 基因表达的第一步 以 D. S. DNA 中的一条单链作为转录的模板某一基因只以一条单链 DNA 为模板进行转录（不对称转录） 在依赖 DNA 的 RNA 聚合酶的作用下 按 A
2、U，C G 配对的原则，合成 RNA 分子 模板单链 DNA 的极性方向为 3 5, 而非模板单链DNA 的极性方向与 RNA 链相同，均为 5 3.DNA3-TACTCAT-5 RNA 5-AUGAGUA-35-AUGAGUA-3（教材（教材P64图图3-1）5-ATGAGTA-3Non-template (sense strand)template (antisense strand) RNA 的转录包括 promotion, elongation, termination 三个阶段 从启动子（promoter）到终止子（terminator）的 DNA序列称为转录单位 （transcri
3、ptional unit） 原核生物中的转录单位多为 polycistron in operon 真核生物中的转录单位多为 monocistron, No operon 转录原点记为+1，其上游记为负值，下游记为正值 RNA 的主要种类及功能：mRNA携带编码多肽的遗传信息tRNA将核苷酸信息转化为 aa 信息转运 aa 进入核糖体rRNA参与多肽合成3.2.RNA 转录概况3.2.1 转录的基本过程1. 模板识别：RNApol 与启动子相互识别并结合的过程（形成封闭的二元复合物） 启动子（promoter）：DNA 分子上结合 RNApol 并形成转录起始复合物的区域，通常也包括促进这一过程
4、的调节蛋白结合位点rich A/T，易发生 DNA 呼吸现象形成单链区2 转录起始：启动子区解链，转录起始（封闭的二元复合物 开放的二元复合物 三元复合物）通常在这一过程中 RNApol 移动较慢，且易发生脱落流产式起始 决定启动子的强弱3 延伸：延伸过程中的延宕现象（Eukaryotes）：Euk genome G/C 分布不均匀 脱离全酶（Pro）/RNApol 脱离转录起始复合物（Euk）4 终止：在终止子（terminator）处停止转录3.2.2 RNApolymerase1 RNA polymerase in Prokaryotes（以 E.coli 为例）1）构成 核心酶(cor
5、e enzyme)：2 全酶（holoenzyme)2 ： 核心酶组建因子/ 启动子识别 ： RNA 合成的活性中心 ：与 共同构成活性中心 ：识别启动子，增加酶与 DNA 的亲和力 因子可减少 RNApol 与非启动子 DNA 序列的亲和力，而增加 RNApol 与启动子的亲和力，一旦转录起始， 因子将脱离RNApol 再次引导新的 RNApol 进行转录 ：参与转录终止 2） Rifamycin（利福霉素）及 Streptolydigin（利链菌素）对 Pro 转录的影响Rif 可结合 ，阻止 NTP 的进入 I 位点（Initiation site )（一旦形成三元复合物 Rif 不再起
6、抑制作用） ；利链菌素结合 的延伸位点(Elongation site)，抑制延伸。 包含两个活性中心：I 位点（起始位点 Initiation site）专性结合 ATP 或 GTPE 位点（延伸位点 Elongation site ）2 RNA polymerase in Eukaryotes RNApol 的种类：酶 细胞内定位 转录产物 对 -鹅膏蕈碱的敏感性RNApol 核仁 rRNA resistantRNApol 核质 mRNA /snRNA sensitive RNApol 核质 tRNA/snRNA(U6) species specificity Alu/5sRNA注意：线粒
7、体和叶绿体中的 RNApol 类似于 Prokaryotes -amanitin( -鹅膏蕈碱) RNA polII 最大亚基含有特有的羧基末端结构域（carboxy-terminal domain CTD） ，是以 7 amino acids（Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser)的一致序列为单元重复序列。CTD Rich serine or threonine ，易发生磷酸化而激活 RNA polII 3.3. 启动子（启动子（promoter） （P71，255）3.3.1 原核生物的启动子（原核生物的启动子（ promoter in Prokaryotes）现代基因的
8、定义：合成一种蛋白质或 RNA 分子所需的全部 DNA 序列。调控序列调控序列+编码序列！ Promoter is a region of DNA involved in binding of RNA polymerase to initiate transcription.cis-action siteA cis-acting site controls the adjacent DNA but does not influence the other allele.（顺式作用位点只控制邻近 DNA 而不作用于其它等位序列） 启动子的信息是由其本身的序列提供的，这类通过本身结构调节同一 DN
9、A 分子上相邻基因表达的 DNA 序列即 cis-acting site（顺式作用位点） 。 trans-acting factor（反式作用因子）（反式作用因子）：通过产生相应的 RNA 或蛋白质产物调控基因的表达eg 因子。 1 基本结构： Consensus sequence is an idealized sequence in which each position represents the base most often found when many actual sequences are compared.1）Sextama box（-35 区）：RNApol 识别位点（
10、R 位点）T85 T83 G81 A61 C69 A52 2）Pribnow box（-10 区）：RNApol 结合位点（B 位点）T89 A89 T50 A65 A100T96 3）转录起始位点（initiator、I 位点）CAT 转录起始的第一个核苷酸 90%是 Pu（A/G） ，GA+1 E.coli 的 CAT 法则2 影响转录起始的因素1）Sextama box 与 Pribnow box 的距离：17bp 最适2） Sextama box 与 Pribnow box 的序列eg: Pribnow boxTATAAT 发生突变成为 TACAAT 启动效率下降（down mutat
11、ion 下降突变）3.3.2 真核生物的启动子（ promoter in Eukaryotes）是许多相应得转录因子与启动子的元件结合后再使 RNApol 与启动子结合起始转录的。1.RNApol:启动子分为两部分远启动子区（决定转录频率） ；近启动子区（决定转录的精确起点）2 . RNApol:内部启动子（位于编码序列内部） ，eg：Alu 序列3 . RNApol:核基因的转录1）转录起点：PyAPy（cap site）Py2CAPy5+12）TATA box：Hogness box TATA(A/T)A 类似于 pribnow box -20-30 区（决定转录起点）少数基因没有 TAT
12、A box3）远上游启动元件（UPE/UAS）决定转录频率，其走向不影响其功能 CAAT box：CCAAT -70 -80 （类似于 sextama box） GC box：GGGCGG -80-110 Enhancer（增强子）:Enhancer element is a cis-acting sequence that increases the utilization of (some) eukaryotic promoters, and can function in either orientation and in any location (upstream or downst
13、ream) relative to the promoter.（真核生物中可提高邻近启动子利用率的顺式作用序列，其功能不受位置（上游或下游）和距离的影响）Enhancer 通过结合的蛋白质与 Promoter 相互靠近而增强启动效率；Enhancer 和 Promoter 处于不同 DNA 分子时也可以通过蛋白质的相互作用而增强转录效率。Enhancer 的作用特点：可增强转录起始效率（10200 倍甚至更高）增强作用与其所处位置和与靶位点（promoter）的距离无关其序列构成为 DR，核心序列（G）TGGA/TA/TA/T（G）其增强作用有组织特异性（需要特定的蛋白质因子才能起作用）其增强
14、作用无基因专一性3.4. Transcription Termination3.4.1 终止子的种类很难判断所得到的是否为 RNA 终止转录区（研究终止子的难题之一）1 Terminator is a sequence of DNA, represented at the end of the transcript, that causes RNA polymerase to terminate transcription.（终止子是为 RNApol 提供转录终止信号的一段 DNA 序列，需要经过转录后形成茎环结构起作用）2 种类：intrinsic terminators/Rho-depen
15、dent terminators（不依赖 因子的终止子/依赖 因子的终止子）1） intrinsic terminatorsIR（茎环结构）区 rich G/C3紧接着 poly(U)结构RNApol 在 terminator 处停顿 terminator 与模板的结合力下降2） Rho-dependent terminatorsIR（茎环结构）区 G/C%减少3紧接着 poly(U)结构减少或缺失 因子：RNApol 释放因子，结合 mRNA 5并向 3移动，当 RNApol 在 terminator 处停顿时， 因子赶上并终止转录。 具有 NTPase 活性3 readthrough（通读）与 Polarity effect（极性效应
