第11章rna的生物合成及轉(zhuǎn)錄后加工

RNABiosynthesisand 轉(zhuǎn)錄 翻譯RNAsynthesis)，也叫RNA (RNAreplication),由RNA依賴(lài)的RNA聚合酶(RNA-dependentRNA 轉(zhuǎn)錄的知識(shí)是理解許多生物學(xué)現(xiàn)象和醫(yī)學(xué)問(wèn)題所對(duì)于RNA生物過(guò)程的調(diào)節(jié)可以導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成速率的改變，以及由此 的一系列代謝變化，因，了解RNA代謝的基本原理就甚為重要。這些原理既關(guān)系到所有生物是如何適應(yīng)環(huán)境變化的，也關(guān)系

原料:模板:酶:RNA聚合酶(RNApolymeraseRNA- tes&EnzymesinprokaryoticDNA分子上轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段，稱(chēng)為結(jié)構(gòu) (antisensestrand)或Crick鏈。 3′···cgtgatgtacag···5′5′···GCAGUACAUGUC aVal ·His·

(NMP)n+NTP→(NMP)n+1+ 延長(zhǎng)的DNA聚合酶在啟動(dòng)DNA鏈延長(zhǎng)時(shí)需要引物存在，而RNA聚合酶不需要引物就能直接啟動(dòng)RNA聚合酶和DNA的特殊序列啟動(dòng)子 功

酶(core

部位，也是控制轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵部位。原核生物以RNA聚合酶全酶結(jié)合到DNA 53

3 5-35

-10

TTTGACAACTG

TATATAATPuATATTA這些RNA聚合酶所識(shí)別啟動(dòng)子的共有序列 因啟動(dòng)子的是σ28；識(shí)別與氮代謝相關(guān) 啟動(dòng)子 TheProcessofTranscriptionin 開(kāi)，形成開(kāi)放轉(zhuǎn)錄復(fù)合(opentranscriptioncomplex) 5-pppG-OH+NTP5-pppGpN-OH3+RNApolRNApol(2)-DNA-pppGpN-OH第一個(gè)磷酸二酯鍵生成后，σ亞基即從轉(zhuǎn)錄起始 續(xù)結(jié)合于DNA模板上，酶沿DNA鏈前移，進(jìn) 2.在 (NMP)n+NTP (NMP)n+1+RNA-pol

在同一DNA轉(zhuǎn)錄終止指RNA聚合酶在DNA模板上停頓下來(lái)不再前進(jìn)，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA鏈從轉(zhuǎn)錄復(fù)ρ因子是由相同亞基組成的六聚體蛋白質(zhì)，ρ因子能結(jié)合RNA，又以對(duì)poly C的結(jié)合力ρ因子還有ATP酶活性和解螺旋酶生構(gòu)象變化，從而使RNA聚合酶停頓，解螺旋從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物中釋放。 使RNA使轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解離，RNATheProcessofTranscriptionin真核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程比原核復(fù)雜。二者的轉(zhuǎn)錄

列(consensussequence)為T(mén)yr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser的重復(fù)序列片段，稱(chēng)為羧基末端結(jié)構(gòu)域 ,CTD)。CTD對(duì)于維 不同物種、不同細(xì)胞或不同的，轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游可以有不同的DNA序列，但這些序列都可統(tǒng)稱(chēng)為順式作用元件(cis-actingelement)。 順式作用元件包括啟動(dòng)子、啟動(dòng)子上游元件(upstreampromoterelements)或promoter-proximalelements)等近端調(diào)控元件和增強(qiáng)子起始點(diǎn)上游多數(shù)有共同的TATA序列，稱(chēng)為Hognest盒或TATA盒(TATAbox)。通常認(rèn)為這就是啟動(dòng)子的序列。許多RNA聚合酶II識(shí)別的啟動(dòng)子具有保守的共有序列：位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)附近的起始子(intiator，Inr)。啟動(dòng)子上游元件是位于TATA盒上游的DNA序列，多在轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)約-40～-100nt的位臵，比較常見(jiàn)增強(qiáng)子是能夠結(jié)合特異調(diào)節(jié)蛋白，促進(jìn)鄰近或遠(yuǎn)隔特定表達(dá)的DNA序列。子(trans-actingfactors)。的，則稱(chēng)為轉(zhuǎn)錄因子(transcriptionalfactors, 功57（）RNA聚合酶II與啟動(dòng)子的結(jié)合、啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄需要多種蛋白質(zhì)因子的協(xié)同作用。通常包括：可誘導(dǎo)因子（induciblefactor）或上游因子（upstream導(dǎo)因子、上游因子之間的輔助和中介作用。因子和因子之間互相辨認(rèn)、結(jié)合，以準(zhǔn)確地控制

(pre-initiationcomplex,PIC)。

為了保證轉(zhuǎn)錄的準(zhǔn)確性，不同需不同轉(zhuǎn)錄拼板理論(piecingtheory)：少數(shù)幾個(gè)反式作用而有針對(duì)性地結(jié)合、轉(zhuǎn)錄相應(yīng)的?？烧T導(dǎo)TheinitiationofPolⅠandPolPromoterofPolⅠand PromoterofPolⅢand真核生物轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程與原核生物大致相似，但因有核膜相隔，沒(méi)有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象。 中

真核生物mRNA有聚腺苷酸(poly 構(gòu)， A的位臵上終止，而是超出數(shù)百個(gè)乃至上千個(gè)核苷酸后才停頓。已發(fā)現(xiàn)，在讀下游還有相當(dāng)多的GT序列。這些序列稱(chēng)為轉(zhuǎn)

Post-transcriptionalModificationofEukaryoticRNA真核生物轉(zhuǎn)錄生成的RNA分子是初級(jí)RNA轉(zhuǎn)錄物(primaryRNAtranscript)，幾乎所有的初能的成RNA。1.剪接 2.剪切

這個(gè)真核mRNA加工過(guò)程的起始步驟由兩種加帽酶(capenzyme和甲基轉(zhuǎn)移酶(methyltransferase)催化完成。5

5

5

5也能與帽結(jié)合蛋白質(zhì)復(fù)合體(cap-bindingcomplexofprotein)結(jié)合，并參與mRNA和核

AAAAAAAAAA

hnRNA和nuclearRNA,hnRNA)snRNA(smallnuclear

(splite真核生物結(jié)構(gòu)，由若干個(gè)編碼區(qū)和非的完整蛋白質(zhì)，這些稱(chēng)為斷裂。ABCD編碼區(qū)A、B、C、 大多數(shù)酵 內(nèi)含子長(zhǎng)的有 I：主要存在于線粒體、葉綠體及某些 的rRNA III：是常見(jiàn)的形成套索結(jié)構(gòu)后剪接，大多數(shù) ① U6③UACUACA- (ppG-OH,pppG-O(twice(ppG-OH,pppG-

的發(fā)生。從而同一個(gè)的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物產(chǎn)生不同的 1986年RBenne等在研究錐蟲(chóng)mtDNA時(shí)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞色素氧化酶亞基Ⅱ（coxⅡ）與酵母或人的相應(yīng)對(duì)比存在-1的移碼突變，但酶的功能是正常的。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)移碼突變位點(diǎn)附近有4個(gè)不被編碼GGA

或U轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

人類(lèi)apoapoapoapo RNA編輯作用說(shuō)明，的編碼序列經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄化加工(differentialRNAprocessing)。

RNApol如：U如：Uψ如：A45S-18S 四、核酶，GGAGG，恤恤

G

＼＼GGAGGB5A比 · ·· ·GcD(hammerhead通常為60個(gè)核苷酸左

同一分子上包括有催催化部份和底物部份 (RNAreplication)。

大多數(shù)RNA噬菌體的RNA酶由4個(gè)亞基組成(分子質(zhì)量為210,000)，其中一個(gè)亞基(分子質(zhì)量65,000)是由噬菌體RNA酶編碼