第三章生物信息的傳遞上轉錄河南工業(yè)大學演示文稿

第三章生物信息的傳遞上轉錄河南工業(yè)大學演示文稿目前一頁\總數七十九頁\編于十五點優(yōu)選第三章生物信息的傳遞上轉錄河南工業(yè)大學目前二頁\總數七十九頁\編于十五點一、基本概念生物體以DNA為模板合成RNA的過程。轉錄RNADNA

轉錄(transcription)：目前三頁\總數七十九頁\編于十五點參與轉錄的物質原料:NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)模板:DNA酶:RNA聚合酶其他蛋白質因子RNA合成方向：5'3'目前四頁\總數七十九頁\編于十五點轉錄的不對稱性：在RNA的合成中，DNA的二條鏈中僅有一條鏈可作為轉錄的模板，稱為轉錄的不對稱性。編碼鏈與模板鏈與mRNA序列相同的那條DNA鏈稱為編碼鏈；將另一條根據堿基互補原則指導mRNA合成的DNA鏈稱為模板鏈。目前五頁\總數七十九頁\編于十五點目前六頁\總數七十九頁\編于十五點模板鏈并非永遠在同一條單鏈上轉錄方向5335模板鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈轉錄方向DNA分子上轉錄出RNA的區(qū)段，稱為結構基因。結構基因：目前七頁\總數七十九頁\編于十五點轉錄單元（transcriptionunit）一段從啟動子開始至終止子結束的DNA序列。目前八頁\總數七十九頁\編于十五點●基本概念●轉錄起始：RNA聚合酶、啟動子●轉錄的基本過程●轉錄后加工●原核生物與真核生物mRNA的特征比較●RNA合成與DNA合成異同點Contents目前九頁\總數七十九頁\編于十五點二、參與轉錄起始的關鍵酶與元件（一）RNA聚合酶●原核生物RNA聚合酶（大腸桿菌為例）全酶=核心酶+σ因子目前十頁\總數七十九頁\編于十五點目前十一頁\總數七十九頁\編于十五點大腸桿菌RNA聚合酶的組成分析亞基基因相對分子量亞基數組分功能αrpoA365002核心酶核心酶組裝，啟動子識別βrpoB1510001核心酶β和β'共同形成RNA合成的活性中心β'rpoC1550001核心酶ω？110001核心酶？σrpoD700001σ因子存在多種σ因子，用于識別不同的啟動子目前十二頁\總數七十九頁\編于十五點●真核生物RNA聚合酶酶位置轉錄產物相對活性對α-鵝膏蕈堿的敏感性RNA聚合酶Ⅰ核仁rRNA50-70%不敏感RNA聚合酶Ⅱ核質hnRNA20-40%敏感RNA聚合酶Ⅲ核質tRNA約10%存在物種特異性真核細胞的三種RNA聚合酶特征比較目前十三頁\總數七十九頁\編于十五點RNA聚合酶與DNA聚合酶的區(qū)別RNA聚合酶DNA聚合酶大小(M)大，4.8×105dol小，1.09×105dol引物無有產物較短，游離較長，與模板以氫鍵相連作用方式一條鏈的某一段兩條鏈同時進行外切酶活性無5’3’，3’5’校對合成能力無有修復能力無有目前十四頁\總數七十九頁\編于十五點（二）啟動子(promoter)啟動子定義：指能被RNA聚合酶識別、結合并啟動基因轉錄的一段DNA序列。目前十五頁\總數七十九頁\編于十五點●原核生物啟動子結構Pribnow41-44bp目前十六頁\總數七十九頁\編于十五點

TTGACA區(qū)：提供了RNA聚合酶全酶識別的信號TATA區(qū)：酶的緊密結合位點（富含AT堿基，利于雙鏈打開）目前十七頁\總數七十九頁\編于十五點編碼鏈AACTGTATATTA模板鏈TTGACATATAAT3’5’DNA轉錄起始點Probnow盒子啟動子35

10

+1轉錄區(qū)5’3’RNA轉錄起點與新生RNA鏈第一個核甘酸相對應DNA鏈上的堿基。目前十八頁\總數七十九頁\編于十五點大腸桿菌RNA聚合酶全酶所識別的啟動子區(qū)T85T83G81A61C69A52T89A89T50A65A100目前十九頁\總數七十九頁\編于十五點典型啟動子的結構

-35-10轉錄起點TTGACA16-19bpTATAAT5-9bp目前二十頁\總數七十九頁\編于十五點●真核生物啟動子真核有三種不同的啟動子和有關的元件啟動子Ⅱ最為復雜，它和原核的啟動子有很多不同目前二十一頁\總數七十九頁\編于十五點真核生物啟動子的結構核心啟動子（corepromoter）上游啟動子元件（upstreampromoterelement，UPE）目前二十二頁\總數七十九頁\編于十五點1、核心啟動子●定義：指保證RNA聚合酶Ⅱ轉錄正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括轉錄起始位點及轉錄起始位點上游TATA區(qū)●作用：選擇正確的轉錄起始位點，保證精確起始TATA常在-25bp左右，相當于原核的-10序列T85A97T93A85A63A83A50目前二十三頁\總數七十九頁\編于十五點目前二十四頁\總數七十九頁\編于十五點2、上游啟動子元件●包括CAAT盒（CCAAT）和GC盒（GGGCGG）等●作用：控制轉錄起始頻率。CAAT：-70--80bpGGGCGG：-80--110bp目前二十五頁\總數七十九頁\編于十五點SV40早期啟動子組蛋白H2B

TATACAATGC目前二十六頁\總數七十九頁\編于十五點（三）轉錄起始復合物●原核生物轉錄起始復合物目前二十七頁\總數七十九頁\編于十五點

轉錄因子轉錄復合體TBPTAFsTFIIATFIIBTFIIFPolIITFIIERNApolⅡ的轉錄起始●真核生物轉錄起始復合物目前二十八頁\總數七十九頁\編于十五點●基本概念●轉錄起始：RNA聚合酶、啟動子●轉錄的基本過程●轉錄后加工●原核生物與真核生物mRNA的特征比較●RNA合成與DNA合成異同點Contents目前二十九頁\總數七十九頁\編于十五點三、轉錄的基本過程1、起始位點的識別：RNA聚合酶與啟動子DNA雙鏈相互作用并與之相結合的過程。目前三十頁\總數七十九頁\編于十五點2、轉錄起始RNA鏈上第一個核甘酸鍵的產生目前三十一頁\總數七十九頁\編于十五點目前三十二頁\總數七十九頁\編于十五點3、RNA鏈的延伸●亞基脫落，RNA–pol聚合酶核心酶變構，與模板結合松弛，沿著DNA模板前移；●在核心酶作用下，NTP不斷聚合，RNA鏈不斷延長。目前三十三頁\總數七十九頁\編于十五點核心酶

····DNA

····RNA目前三十四頁\總數七十九頁\編于十五點4、轉錄終止終止子（terminator，t）

●強終止子－內部終止子

●弱終止子－需要ρ因子（rhofactor）又稱為ρ依賴性終止子（Rho-dependentterminator）不依賴Rho(ρ)因子的轉錄終止依賴Rho(ρ)因子的轉錄終止目前三十五頁\總數七十九頁\編于十五點不依賴因子的終止終止位點上游一般存在一個富含GC堿基的二重對稱區(qū)，RNA形成發(fā)夾結構；在終止位點前面有一段由4-8個A組成的序列，RNA的3’端為寡聚U目前三十六頁\總數七十九頁\編于十五點發(fā)夾式結構和寡聚U的共同作用使RNA從三元復合物中解離出來。目前三十七頁\總數七十九頁\編于十五點終止效率與二重對稱序列和寡聚U的長短有關，長度效率目前三十八頁\總數七十九頁\編于十五點依賴因子的終止因子：六聚體蛋白、水解各種核甘三磷酸促使新生RNA鏈從三元轉錄復合物中解離出來，從而終止轉錄。目前三十九頁\總數七十九頁\編于十五點目前四十頁\總數七十九頁\編于十五點轉錄的基本過程目前四十一頁\總數七十九頁\編于十五點●基本概念●轉錄起始：RNA聚合酶、啟動子●轉錄的基本過程●轉錄后加工●原核生物與真核生物mRNA的特征比較●RNA合成與DNA合成異同點Contents目前四十二頁\總數七十九頁\編于十五點四、轉錄后加工目前四十三頁\總數七十九頁\編于十五點5’端加帽3’端加尾RNA的剪接RNA的編輯目前四十四頁\總數七十九頁\編于十五點5’端的一個核苷酸總是7-甲基鳥核苷三磷酸（m7Gppp）。mRNA5’端的這種結構稱為帽子（cap）。1、在5’端加帽目前四十五頁\總數七十九頁\編于十五點m7Gppp鳥甘酸轉移酶目前四十六頁\總數七十九頁\編于十五點帽子結構功能：①能被核糖體小亞基識別，促使mRNA和核糖體的結合；②m7Gppp結構能有效地封閉mRNA5’末端，以保護mRNA免受5’核酸外切酶的降解，增強mRNA的穩(wěn)定。目前四十七頁\總數七十九頁\編于十五點2、3’端加尾多聚腺苷酸尾巴AAUAAA：★準確切割★加poly（A）目前四十八頁\總數七十九頁\編于十五點目前四十九頁\總數七十九頁\編于十五點多聚腺苷酸尾巴功能：提高了mRNA在細胞質中的穩(wěn)定性。目前五十頁\總數七十九頁\編于十五點3、RNA的剪接地中海貧血病人的珠蛋白基因，1/4目前五十一頁\總數七十九頁\編于十五點生物體內內含子的主要類型：

GU-AG、AU-AC、Ⅰ類內含子、Ⅱ類內含子目前五十二頁\總數七十九頁\編于十五點

5’..AAGUAAGU…….CURAY..(10-40)…(U/C)11NCAGG….3’IntronexonexonPolyprimidineCAG=UAG>AAG>GAG目前五十三頁\總數七十九頁\編于十五點參與RNA剪接的物質：snRNA（核內小分子RNA）snRNP（與snRNA結合的核蛋白）目前五十四頁\總數七十九頁\編于十五點①目前五十五頁\總數七十九頁\編于十五點②③UACUACA-AGUGU4U5U6E1E2U1U2UACUACA-AGUGU6E1E2U1、U4、U5目前五十六頁\總數七十九頁\編于十五點Ⅰ類內含子的自我剪接目前五十七頁\總數七十九頁\編于十五點Ⅱ類內含子的自我剪接目前五十八頁\總數七十九頁\編于十五點4、RNA的編輯編輯（editing）是指轉錄后的RNA在編碼區(qū)發(fā)生堿基的突變、加入或丟失等現象。目前五十九頁\總數七十九頁\編于十五點C變?yōu)閁堿基的突變目前六十頁\總數七十九頁\編于十五點尿苷酸的缺失和添加在研究錐蟲線粒體mRNA轉錄加工時發(fā)現mRNA的多個編碼位置上加入或丟失尿苷酸，1990年在高等動物和病毒中也發(fā)現了編輯現象。目前六十一頁\總數七十九頁\編于十五點錐蟲coxII基因的編輯目前六十二頁\總數七十九頁\編于十五點目前六十三頁\總數七十九頁\編于十五點●基本概念●轉錄起始：RNA聚合酶、啟動子●轉錄的基本過程●轉錄后加工●原核生物與真核生物mRNA的特征比較●RNA合成與DNA合成異同點Contents目前六十四頁\總數七十九頁\編于十五點五、原核生物與真核生物mRNA的特征比較

1、原核生物mRNA的特征●半衰期短●多以多順反子的形式存在多順反子mRNA：編碼多個蛋白質的mRNA。單順反子mRNA：只編碼一個蛋白質的mRNA。目前六十五頁\總數七十九頁\編于十五點結構基因Z：β-半乳糖苷酶Y：透過酶A：乙?；D移酶ZYAOPDNA目前六十六頁\總數七十九頁\編于十五點●5’

端無“帽子”結構，3’

端沒有或只有較短的poly（A）結構。SD序列：mRNA中用于結合原核生物核糖體的序列。目前六十七頁\總數七十九頁\編于十五點2、真核生物mRNA的特征●5’

端存在“帽子”結構●多數mRNA

3’

端具有poly（A）尾巴（組蛋白除外）●以單順反子的形式存在“基因”的分子生物學定義：產生一條多肽鏈或功能RNA所必需的全部核甘酸序列。目前六十八頁\總數七十九頁\編于十五點原核生物和真核生物mRNA結構的比較目前六十九頁\總數七十九頁\編于十五點●基本概念●轉錄起始：RNA聚合酶、啟動子●轉錄的基本過程●轉錄后加工●原核生物與真核生物mRNA的特征比較●RNA合成與DNA合成異同點Contents目前七十頁\總數七十九頁\編于十五點六、RNA合成與DNA合成異同點

相同點：1、都以DNA鏈作為模板2、合成的方向均為5’→3’

3、聚合反應均是通過核苷酸之間形成的3’,5’-磷酸二酯鍵，使核苷酸鏈延長。目前七十一頁\總數七十九頁\編于十五點不同點：復制轉錄模板兩條鏈均復制模板鏈轉錄（不對稱轉錄）原料dNTPNTP酶DNA聚合酶RNA聚合酶產物子代雙鏈DNA（半保留復制）mRNA，tRNA，rRNA配對A-T；G-CA-U；T-A；G-C引物RNA引物無目前七十二頁\總數七十九頁\編于十五點中國科學院2001年碩士研究生入學考試：名詞解釋：Transcription;Reversetranscription目前七十三頁\總數七十九頁\編于十五點1、下列有關TATA盒(Hognessbox)的敘述,哪個是正確的:A.它位于第一個結構基因處

B.它和RNA聚合酶結合

C.它編碼阻遏蛋白

D.它和反密碼子結合

B

目前七十四頁\總數七十九頁\編