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1、 RNA的生物合成-转录 成员：张 满（0803108059） 张 俊（0803108058） 张 敏（0803108060）李兆丰（0703108053） 肖星星（0803108055） 牧医工程学院08级动物检疫二班 浩瀚的宇宙之中唯有生命最神奇。每一个生命都有自己独特的一面，并且它们将它代代相传。这是为什么呢？ 我们知道生命有机体要将遗传信息传递给子代，才能在子代中表现出独特的一面。但这个过程只进行DNA的复制是不够的，还必须进行遗传信息的转移，即转录。转录（转录（transcription）： 以以DNA为模板，在为模板，在RNA聚合酶聚合酶（RNA polymerase）的作）的作用
2、下合成用下合成mRNA，将遗传信，将遗传信息从息从DNA分子上转移到分子上转移到mRNA分子上，这一过程称分子上，这一过程称为转录（为转录（transcription）。）。一、转录是基因表达的中心环节一、转录是基因表达的中心环节 1. 1. 转录是以转录是以 DNADNA为模板合成为模板合成RNA, RNA, 并且只是以单股并且只是以单股DNA DNA 为模板，为模板，因此具有不对称性；因此具有不对称性； 2. 2. 用以转录的单链用以转录的单链DNA, DNA, 称为模板链称为模板链, , 与复制不同，转录是局与复制不同，转录是局部的部的, ,从启动子开始到终止子结束从启动子开始到终止子结
3、束, ,为一个转录单位为一个转录单位; ; 3. 3. 转录不需要引物；转录不需要引物； 4. 4. 转录的忠实性相对弱；转录的忠实性相对弱； 5. 5. 转录首先得到转录首先得到RNARNA前体，然后再进行加工转变为成熟的前体，然后再进行加工转变为成熟的RNA.RNA.被转录成单个被转录成单个RNA分子的一段分子的一段DNA 称为一个转录单位称为一个转录单位(transcript) 生物基因的转录包括模板的识别、转录起始、延伸、终止等四个步骤。下面首先介绍RNA聚合酶的结构与功能以及启动子的结构特点，然后分别介绍上述四个步骤。 分子量分子量48万，万，4种亚基：种亚基： 全酶全酶= 核心酶（
4、核心酶（2）+ 因子因子 亚基决定转录的基因亚基决定转录的基因 亚亚基基在在53方方向向上上延延长长多多核核苷苷酸酸链链，其其方方式式与与DNA 聚聚合合酶酶相同，原料为相同，原料为NTP，没有纠错的功能。没有纠错的功能。 亚基结合亚基结合DNA模板模板 因子识别启动子并与之结合因子识别启动子并与之结合二、二、 RNARNA聚合酶聚合酶（ RNA polymerase ）1.原核的原核的RNA聚合酶聚合酶大肠杆菌RNA聚合酶的结构与功能亚基 基因分子质量数目组分可能的功能rpoA400002核心酶酶的连接、装配rpoB 1550001核心酶与底物结合rpoC 1600001核心酶与模板结合w1
5、00001核心酶不详rpoD700001因子 与启动子结合，识别模板聚合酶聚合酶I I ：转录转录45S 45S rRNArRNA 聚聚 合合 酶酶 IIII： 转转 录录 mRNAmRNA的的 前前 体体 ， 称称 为为 核核 不不 均均 RNARNA（hnRNAhnRNA）聚合酶聚合酶IIIIII：转录转录tRNAtRNA 和和5S 5S rRNArRNA 等等2.2.真核的真核的RNARNA聚合酶聚合酶真核生物真核生物RNA聚合酶的结构比较复杂，都是多亚基的，通常有聚合酶的结构比较复杂，都是多亚基的，通常有6-10个，并且分子量都在个，并且分子量都在500000u左右。它有左右。它有3种
6、种RNA聚合酶聚合酶。种类种类在细胞中的在细胞中的位子位子对鹅膏蕈碱对鹅膏蕈碱的敏感性的敏感性合成合成RNA的的种类种类RNA聚合酶聚合酶核仁核仁不敏感不敏感5.8S、18S、28SrRNARNA聚合酶聚合酶核质核质最敏感最敏感mRNA、snRNARNA聚合酶聚合酶核质核质介于介于和和之间之间tRNA、5StRNA真核生物真核生物RNA聚合酶的特性聚合酶的特性 DNADNA上的转录起始序列，称为启动子，有序列保守上的转录起始序列，称为启动子，有序列保守性，不仅是转录起始的位置，而且影响转录的活性。性，不仅是转录起始的位置，而且影响转录的活性。RNARNA聚合酶结合在启动子上聚合酶结合在启动子上
7、上游上游下游下游三、启动子三、启动子（ promoter promoter ）注意原核启动子在注意原核启动子在-35 -35 和和-10-10区域的保守序列区域的保守序列Pribnow box 1 1、转录开始、转录开始 由由因子辨认并且结合到启动子上，局部解链（因子辨认并且结合到启动子上，局部解链（10-20bp10-20bp），），拓朴酶拓朴酶等也参与。等也参与。 2 2、RNARNA链的延伸链的延伸 由核心酶催化，以其中的一股由核心酶催化，以其中的一股DNA DNA 单链作为模板链，单链作为模板链，以以NTPNTP为原料，为原料，按照碱基互补配对的原则，通常是由按照碱基互补配对的原则，通
8、常是由5ppp5ppp嘌呤核苷（嘌呤核苷（G G 或或A A ）开头向着开头向着33延长多核苷酸链，合成开始后，延长多核苷酸链，合成开始后，因子从模板上脱离下来（可以重复因子从模板上脱离下来（可以重复利用）。利用）。 核心酶覆盖双链核心酶覆盖双链DNADNA和和RNARNA复合物，向前推进，一边解开螺旋，一边复合物，向前推进，一边解开螺旋，一边释放出新合成的释放出新合成的RNARNA链，后面已经转录的区域中分开的链，后面已经转录的区域中分开的DNADNA链又重新形成双链又重新形成双螺旋。螺旋。四、转录过程及其特点四、转录过程及其特点“转录泡（转录泡（transcription bubble）”
9、转转录录过过程程中中的的模模板板识识别别、起起始始和和延延伸伸 A. A. 依赖依赖因子的终止因子的终止 新新生生RNARNA上上有有因因子子的的识识别别位位点点。它它与与聚聚合合酶酶-DNA-RNA-DNA-RNA复复合合物物结合，向结合，向33端移动，并解开端移动，并解开DNA-RNADNA-RNA杂交体，需杂交体，需ATPATP。 B B. . 依赖于特定序列的终止依赖于特定序列的终止 转录终止区有特殊结构。终止区的上游有转录终止区有特殊结构。终止区的上游有GCGC二重对称区，转录二重对称区，转录的的RNARNA容易形成多个容易形成多个“发卡发卡”结构结构, ,转录产物的转录产物的33端
10、有端有polyUpolyU序列。序列。这种特殊的二级结构阻止了转录向下游继续推进。这种特殊的二级结构阻止了转录向下游继续推进。 3 3、转录的终止、转录的终止AB 转录得到的只是初级产物，通常要经过加工，才能转变为成熟转录得到的只是初级产物，通常要经过加工，才能转变为成熟的的RNARNA。tRNAtRNA 和和rRNArRNA的转录后加工比较简单，而的转录后加工比较简单，而mRNA mRNA 的转录后加工的转录后加工比较复杂。比较复杂。 原核基因是原核基因是多顺反子多顺反子（poly-poly-cistroncistron），），通常是几个相关的结通常是几个相关的结构基因（编码的）同时转录得到
11、多个构基因（编码的）同时转录得到多个mRNAmRNA。 而真核基因是而真核基因是单顺反子单顺反子（mono-mono-cistroncistron），），又是断裂基因。其又是断裂基因。其结构基因中由编码的结构基因中由编码的外显子（外显子（exonexon）和不编码的和不编码的内含子（内含子（intronintron）间隔排开。转录得到的是间隔排开。转录得到的是“毛坯毛坯”，要在其，要在其55端加上鸟嘌呤端加上鸟嘌呤“帽子帽子”，33端加上端加上polyApolyA的的“尾巴尾巴”，切除内含子，拼接外显子，才能，切除内含子，拼接外显子，才能成为一个成熟的成为一个成熟的mRNAmRNA。五、五、R
12、NARNA转录后的加工转录后的加工（ post-transcriptional processing）原核前体原核前体RNARNA的加工的加工tRNAtRNA转录后的加工与修饰转录后的加工与修饰注意稀有碱基注意稀有碱基真核真核rRNArRNA前体转录后的加工前体转录后的加工真核真核mRNAmRNA前体转录后加工前体转录后加工( (以卵清蛋白以卵清蛋白mRNAmRNA的转录为例的转录为例) )外显子外显子内含子内含子首、尾部的修饰首、尾部的修饰 1 1）55端形成帽子结构（端形成帽子结构（m7GpppGp-m7GpppGp-） 2 2 2 2）3333端加上多聚腺苷酸尾巴（端加上多聚腺苷酸尾巴（端加上多聚腺苷酸尾巴（端加上多聚腺苷酸尾巴（polyApolyApolyApolyA tail tail tail tail）真核生物真核生物mRNAmRNA的转录后加工的转录后加工帽子结构
