第六章轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后加工詳解

第六章轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后加工詳解演示文稿目前一頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)優(yōu)選第六章轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后加工目前二頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)轉(zhuǎn)錄(transcription)

生物體以DNA為模板合成RNA的過程。

轉(zhuǎn)錄RNADNA

第一節(jié)轉(zhuǎn)錄的基本原理一、基本概念目前三頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)

參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)原料:

NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)模板:

DNA酶:

RNA聚合酶(RNApolymerase,RNA-pol)其他蛋白質(zhì)因子目前四頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的相似之處：⑴都是酶促的核苷酸聚合過程；⑵都以DNA為模板；⑶都需依賴DNA的聚合酶；⑷聚合過程都是核苷酸之間生成磷酸二酯鍵；⑸都從5′至3′方向延伸成新鏈多聚核苷酸；⑹都遵從堿基配對規(guī)律——

但轉(zhuǎn)錄忠實(shí)性要低于DNA復(fù)制。⑺轉(zhuǎn)錄與復(fù)制都受到嚴(yán)格的調(diào)控

二、轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的異同目前五頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)轉(zhuǎn)錄和復(fù)制的區(qū)別引物有無高度進(jìn)行性中途不停止可一段一段復(fù)制目前六頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)一、原核生物的RNA聚合酶

大腸桿菌(E.coli)的RNA聚合酶是由5種亞基α、β、β′、ω和σ(sigma)組成，分子量為480kD。α2ββ′ω稱為核心酶(coreenzyme)；在試管內(nèi)能催化NTP聚合生成RNA。σ亞基加上核心酶稱為全酶（holoenzyme)。第二節(jié)DNA指導(dǎo)下的RNA聚合酶目前七頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)大腸桿菌RNA聚合酶組分RNA聚合酶——目前八頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)核心酶(coreenzyme)全酶(holoenzyme)ωωRNA聚合酶——目前九頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)RNA聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合RNA聚合酶——目前十頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)真核生物的RNA聚合酶種類ⅠⅡⅢ定位核仁核質(zhì)核質(zhì)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物45s-rRNAhnRNA5s-rRNA,tRNA,U1-13snRNAU6snRNA，（U6除外）非UsnRNA對鵝膏蕈堿反應(yīng)耐受極敏感中度敏感二、真核生物的RNA聚合酶RNA聚合酶——目前十一頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)轉(zhuǎn)錄模板DNA分子上轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段，稱為結(jié)構(gòu)基因(structuralgene)。DNA雙鏈按堿基配對規(guī)律能指引轉(zhuǎn)錄生成RNA的一股單鏈，稱為模板鏈(templatestrand)，也稱作反意義鏈或Watson鏈。相對的另一股單鏈?zhǔn)蔷幋a鏈(codingstrand)，也稱為有意義鏈或Crick鏈。目前十二頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)5′……GCAGTACAT

GTC……3′3′……cgtcatgtacag……5′5′……GCAGU

ACAU

GU

C……3′N……Ala·Val·His·Val……CDNA轉(zhuǎn)錄mRNA翻譯肽DNA模板、轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA

和氨基酸序列之間的關(guān)系編碼鏈模板鏈｝目前十三頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)5335模板鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向目前十四頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)不對稱轉(zhuǎn)錄(asymmetrictranscription)

在DNA分子雙鏈上某一區(qū)段，一股鏈用作模板指引轉(zhuǎn)錄，另一股鏈不轉(zhuǎn)錄；模板鏈并非永遠(yuǎn)在同一條單鏈上。目前十五頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)第三節(jié)

與轉(zhuǎn)錄起始和終止有關(guān)的DNA結(jié)構(gòu)一、原核生物的啟動(dòng)子和終止子（一）啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)原核生物一個(gè)轉(zhuǎn)錄區(qū)段可視為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，稱為操縱子(operon)，包括若干個(gè)結(jié)構(gòu)基因及其上游(upstream)的調(diào)控序列。

目前十六頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)5335結(jié)構(gòu)基因調(diào)控序列RNA-polRNA聚合酶結(jié)合模板DNA的部位，稱為啟動(dòng)子(promoter)。目前十七頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)RNA聚合酶保護(hù)法目前十八頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)開始轉(zhuǎn)錄TTGACAAACTGT-35區(qū)(Pribnowbox)TATAATPuATATTAPy-10區(qū)1-30-5010-10-40-205335原核生物啟動(dòng)子保守序列RNA-pol辨認(rèn)位點(diǎn)(recognitionsite)55RNA聚合酶保護(hù)區(qū)結(jié)構(gòu)基因33目前十九頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)

-35區(qū)-10區(qū)+1trpTTGACA…N17…TTAACT·N7·A…tRNAtrpTTTACA…N16…TATGAT·N7·A…LacTTTACA…N17…TATGTT·N6·A…recATTGATA…N16…TATAAT·N7·A…araCTGACG…N18…TACTGT·N6·A…最大一致性

TTGACATATAAT383629402530373728412944X/45被RNA聚合酶保護(hù)的DNA區(qū)段堿基序列分析目前二十頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)1、Pribnow框：－10區(qū)，保守序列為TATAAT。Pribnow框是RNA聚合酶的牢固結(jié)合位點(diǎn)，簡稱結(jié)合位點(diǎn)。細(xì)菌中常見兩種啟動(dòng)子突變：啟動(dòng)子上升突變，提高轉(zhuǎn)錄活性；啟動(dòng)子下降突變，降低轉(zhuǎn)錄水平。

σ的存在保證原核生物RNA聚合酶只能與啟動(dòng)子區(qū)而不是其它區(qū)域形成穩(wěn)定的二元復(fù)合物。目前二十一頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)2、Sextama框：－35區(qū)，保守序列為TTGACA。Sextama框是RNA聚合酶中σ的識(shí)別位點(diǎn)，也是RNA聚合酶的初始結(jié)合位點(diǎn)。

Pribnow框與Sextama框之間的堿基序列并不重要，但兩個(gè)序列之間的距離十分重要；天然啟動(dòng)子這段距離多為15～20bp，距離的大小可能是決定啟動(dòng)子強(qiáng)度的因素之一。實(shí)驗(yàn)表明：兩個(gè)序列之間的距離為17bp時(shí)，轉(zhuǎn)錄效率最高。目前二十二頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)3、CAP位點(diǎn)：（乳糖操縱子的啟動(dòng)子序列）

CAP即分解代謝物基因激活蛋白

(catabolitegeneactivationProtein)

也稱環(huán)腺苷酸受體蛋白（CRP）。

CAP分子內(nèi)有兩個(gè)結(jié)構(gòu)域：

羧基末端結(jié)構(gòu)域是DNA結(jié)合區(qū)；氨基末端結(jié)構(gòu)域是cAMP結(jié)合位點(diǎn)。

CAP與cAMP的結(jié)合能提高CAP對雙鏈DNA

的親和力；

CAP與啟動(dòng)子（CAP位點(diǎn)）的結(jié)合是激活乳糖操縱子轉(zhuǎn)錄的必要條件。目前二十三頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)乳糖啟動(dòng)子中有兩個(gè)CAP結(jié)合位點(diǎn)：一個(gè)在－70～－50位點(diǎn)，稱位點(diǎn)Ⅰ；一個(gè)在－50～－40位點(diǎn)，稱位點(diǎn)Ⅱ。位點(diǎn)Ⅰ包含一個(gè)反向重復(fù)序列，是強(qiáng)結(jié)合位點(diǎn)；位點(diǎn)Ⅱ是弱結(jié)合位點(diǎn)。AATGTGAGTT

AGCTCACTCATTACACTCAA

TCGAGTGAGT位點(diǎn)Ⅰ的反向重復(fù)序列目前二十四頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)（二）終止子結(jié)構(gòu)提供轉(zhuǎn)錄終止信號的序列稱為終止子（terminator）。終止信號存在于RNA聚合酶已經(jīng)轉(zhuǎn)錄過的序列之中。原核生物終止子分為兩類：一類是不依賴于ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止；一類是依賴ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止；兩類終止子有共同的序列特征：在轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)之前有一段間斷的回文結(jié)構(gòu)。兩類終止子堿基組成的不同點(diǎn)：不依賴ρ因子回文結(jié)構(gòu)富含G-C下游富含A-T依賴ρ因子G-C含量較少下游無特征目前二十五頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)轉(zhuǎn)錄方向3′3′5′TCGGGCGAGCCCGCCGCCCGAGCGGGCTAAAAAATTTTTT3′3′5′5′DNA模板鏈編碼鏈AAAAAAUUUUUU5′CGCCCGAGCGGGCU5′TTTTTTDNA模板鏈編碼鏈轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物3′不依賴ρ因子的終止子目前二十六頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)轉(zhuǎn)錄方向3′3′5′TAAGTAGATTCATCCTACTTAGATGAATAGCTACTCGATG3′3′5′5′DNA模板鏈編碼鏈AGCTACUCGAUG5′CUACUUAGAUGAAU5′TCGATGDNA模板鏈編碼鏈轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物3′依賴ρ因子的終止子目前二十七頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)二、真核生物的啟動(dòng)子

Ⅰ類啟動(dòng)子分兩部分：－40～＋5稱為近啟動(dòng)子，決定轉(zhuǎn)錄起始的位點(diǎn)；－165～－40稱為遠(yuǎn)啟動(dòng)子，影響轉(zhuǎn)錄的頻率。真核生物的三種RNA聚合酶，每一種都有自己的啟動(dòng)子類型。（一）RNA聚合酶Ⅰ的啟動(dòng)子即rRNA基因的啟動(dòng)子，稱Ⅰ類啟動(dòng)子。目前二十八頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)（二）RNA聚合酶Ⅱ的啟動(dòng)子1、帽子位點(diǎn)（capsite）：

即轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)，其堿基大多為A。2、TATA框：又稱Hogness框，由含有TATA的6～7個(gè)核苷酸組成，保守序列為TATA（A/T）A（A/T）。但TATA框的兩側(cè)富含G-C堿基對。

TATA框位于－25附近，精確決定轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)。其序列的完整與準(zhǔn)確對維持啟動(dòng)子的功能是必需的。即mRNA基因的啟動(dòng)子，稱Ⅱ類啟動(dòng)子

目前二十九頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)3、CAAT框：位于－75附近，保守序列為GGNCAATCT。頭兩個(gè)G非常重要，一但突變，轉(zhuǎn)錄效率大大下降。

CAAT框控制著轉(zhuǎn)錄起始的頻率。4、GC框：位于－110附近，以5′CCGCC3′序列為特征。目前三十頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)5、增強(qiáng)子（enhancer）：能結(jié)合反式作用因子，決定基因的時(shí)間和空間特異性表達(dá)，增強(qiáng)啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄活性的DNA序列。增強(qiáng)子作用特點(diǎn)：⑴增強(qiáng)效應(yīng)十分明顯：使轉(zhuǎn)錄頻率增加百倍或千倍。⑵增強(qiáng)效應(yīng)與其所處的位置和取向無關(guān)：增強(qiáng)子以5′→3′或3′→5′排列對啟動(dòng)子都有作用。⑶大多為重復(fù)序列：長約50bp，適合與反式因子結(jié)合，內(nèi)部常有一個(gè)核心序列，為增強(qiáng)效應(yīng)所必需。⑷增強(qiáng)效應(yīng)具有嚴(yán)密的組織和細(xì)胞特異性。⑸沒有基因?qū)Ｒ恍?。⑹許多增強(qiáng)子受外部信號的調(diào)控。目前三十一頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)GCGC-CAAT-TATA-ATGAATAAA切離加尾真正終止點(diǎn)修飾點(diǎn)外顯子內(nèi)含子翻譯起始轉(zhuǎn)錄起始TATA盒CAAT盒GC盒增強(qiáng)子真核生物RNApolⅡ的啟動(dòng)子目前三十二頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)（三）RNA聚合酶Ⅲ

的啟動(dòng)子即tRNA基因的啟動(dòng)子，稱Ⅲ類啟動(dòng)子。Ⅲ類啟動(dòng)子位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)下游，稱下游啟動(dòng)子或內(nèi)部啟動(dòng)子。Ⅲ類啟動(dòng)子包括：A盒、B盒

A盒靠近5′方向；B盒靠近3′方向。Ⅲ類啟動(dòng)子需要的轉(zhuǎn)錄因子包括：

TFⅢC、TFⅢB、TFⅢA，前兩者是共同的，后者為5SrRNA基因轉(zhuǎn)錄所需。目前三十三頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)目前三十四頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)三、原核生物和真核生物轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)差異

原核生物真核生物帽子結(jié)構(gòu)沒有有起始核苷酸嘌呤或嘧啶嘌呤（A為主）啟動(dòng)區(qū)范圍較小(＋1～－70)較大(＋1～－110)上游序列TTGACACAAT、GC、增強(qiáng)子目前三十五頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)圖5-4P155頁原核生物與真核生物啟動(dòng)子比較目前三十六頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)原核生物和真核生物轉(zhuǎn)錄及抑制劑第四節(jié)原核生物轉(zhuǎn)錄的起始原核生物轉(zhuǎn)錄的延長原核生物轉(zhuǎn)錄的終止與新合成RNA鏈的釋放真核生物的轉(zhuǎn)錄

RNA生物合成抑制劑目前三十七頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)轉(zhuǎn)錄起始需解決兩個(gè)問題：RNA聚合酶必須準(zhǔn)確地結(jié)合在轉(zhuǎn)錄模板的起始區(qū)域。DNA雙鏈解開，使其中的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板。一、原核生物轉(zhuǎn)錄的起始目前三十八頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)4.－10區(qū)DNA雙鏈解開12～17bp，形成開放的二元啟動(dòng)子復(fù)合物（模板－酶）。

2.RNA聚合酶全酶(2ω)與模板－35序列結(jié)合，形成閉合的二元閉合啟動(dòng)子復(fù)合物。轉(zhuǎn)錄起始過程1.因子辨認(rèn)轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)（-35區(qū)的TTGACA序列）3.RNA聚合酶向－10區(qū)轉(zhuǎn)移，并與之牢固結(jié)合。目前三十九頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)RNApol(2)-DNA-pppGpN-OH3轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物:5-pppG-OH+

NTP5-pppGpN

-OH3+ppi5.在RNA聚合酶β亞基催化下形成第一個(gè)磷酸二酯鍵，形成三元復(fù)合物（模板－酶－RNA）。6.當(dāng)三元復(fù)合物中RNA長6～9個(gè)核苷酸時(shí)，因子從全酶解離下來，進(jìn)入延長階段。

RNA聚合酶有兩個(gè)核苷酸結(jié)合位點(diǎn)：一個(gè)是起始核苷酸位點(diǎn)；一個(gè)是延長核苷酸位點(diǎn)。一般只有嘌呤核苷酸填充了起始位點(diǎn)，才能形成第一個(gè)磷酸二酯鍵。目前四十頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)二、原核生物轉(zhuǎn)錄的延長1.亞基脫落，RNA–pol聚合酶核心酶變構(gòu)，與模板結(jié)合松弛，沿著DNA模板前移；

2.在核心酶作用下，NTP不斷聚合，RNA鏈不斷延長。(NMP)n

+

NTP(NMP)n+1

+PPi3.堿基配對原則：A-U，T-A，G-C4.延長中的轉(zhuǎn)錄復(fù)合物也叫轉(zhuǎn)錄空泡。隨著RNA

聚合酶前移，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA不斷移出轉(zhuǎn)錄空泡，已轉(zhuǎn)錄完畢的DNA雙鏈又重新復(fù)合而不再打開。5.原核生物的轉(zhuǎn)錄和翻譯偶聯(lián)進(jìn)行。目前四十一頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)依賴ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止非依賴ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止三、原核生物轉(zhuǎn)錄的終止和新生RNA鏈的釋放指RNA聚合酶在DNA模板上停頓下來不再前進(jìn)，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA鏈從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物上脫落下來。分類目前四十二頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)（一）依賴ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止

1969年，Roberts發(fā)現(xiàn)了能控制轉(zhuǎn)錄終止的蛋白質(zhì)，即ρ因子。它由相同的6個(gè)亞基組成六聚體，分子量200kD。

ρ因子具有NTP酶活性和解螺旋酶活性，是促使轉(zhuǎn)錄三元復(fù)合物解離的根本原因。ρ因子的

NTP酶活性依賴于單鏈RNA的結(jié)構(gòu)。

ρ因子依賴性終止子含有一個(gè)反向重復(fù)序列，使

RNA末端形成一個(gè)發(fā)夾結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄延宕，

ρ因子得以發(fā)揮作用，終止轉(zhuǎn)錄。目前四十三頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)目前四十四頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)（二）非依賴ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止

DNA模板接近轉(zhuǎn)錄終止的區(qū)域內(nèi)，有較密集的A-T配對區(qū)或G-C配對區(qū)，且G-C配對為回文結(jié)構(gòu)。

轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA的3′-末端有若干個(gè)連續(xù)的U。連續(xù)U區(qū)的5′-端前方堿基形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)或發(fā)夾結(jié)構(gòu)。這種二級結(jié)構(gòu)是阻止轉(zhuǎn)錄繼續(xù)向下游推進(jìn)的關(guān)鍵。目前四十五頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)轉(zhuǎn)錄方向3′3′5′TCGGGCGAGCCCGCCGCCCGAGCGGGCTAAAAAATTTTTT3′3′5′5′DNA模板鏈編碼鏈AAAAAAUUUUUU5′CGCCCGAGCGGGCU5′TTTTTTDNA模板鏈編碼鏈轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物3′目前四十六頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)莖環(huán)結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)錄終止的機(jī)理使RNA聚合酶變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓；密集A-U配對使轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解離，釋放RNA。5′pppG5335RNA-pol目前四十七頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)四、真核生物的轉(zhuǎn)錄（一）轉(zhuǎn)錄起始真核生物的轉(zhuǎn)錄起始上游區(qū)段比原核生物多樣化。轉(zhuǎn)錄起始時(shí)，RNA-pol不直接結(jié)合模板，而需依靠眾多的轉(zhuǎn)錄因子，與模板結(jié)合形成轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物，其起始過程比原核生物復(fù)雜得多。目前四十八頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)TATA盒CAAT盒GC盒增強(qiáng)子轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段AATAAA切離加尾轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)修飾點(diǎn)外顯子翻譯起始點(diǎn)內(nèi)含子OCT-1OCT-1：ATTTGCAT八聚體目前四十九頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)TATAbox：啟動(dòng)子核心序列，-25bp區(qū)段。CAAT盒GC盒增強(qiáng)子轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段順式作用元件(cis-actingelement)：目前五十頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)參與RNA-polⅡ轉(zhuǎn)錄的TFⅡ

目前五十一頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)POL-ⅡTFⅡFⅡAⅡB由RNA-PolⅡ催化轉(zhuǎn)錄的PICPOL-ⅡTFⅡFⅡHⅡETBPTAFTFⅡD-ⅡA-ⅡB-DNA復(fù)合物TATAⅡAⅡBTBPTAFTATAⅡHⅡECTD-PPIC組裝完成，TFⅡH使CTD磷酸化目前五十二頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)（二）轉(zhuǎn)錄延長真核生物轉(zhuǎn)錄延長過程與原核生物大致相似，但因有核膜相隔，沒有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象。RNA-pol前移處處都遇上核小體。轉(zhuǎn)錄延長過程中可以觀察到核小體移位和解聚現(xiàn)象。目前五十三頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)RNA-PolRNA-PolRNA-Pol核小體轉(zhuǎn)錄延長中的核小體移位轉(zhuǎn)錄方向目前五十四頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)（三）轉(zhuǎn)錄終止1、RNA聚合酶Ⅰ轉(zhuǎn)錄出rRNA前體3′末端后，繼續(xù)向下游轉(zhuǎn)錄超過1000個(gè)bp時(shí)，存在一個(gè)

18bp的終止序列。2、RNA聚合酶Ⅲ

轉(zhuǎn)錄模板的下游存在一個(gè)終止子，是位于GC豐富序列之中的TTTT。

RNA聚合酶Ⅲ有內(nèi)原性的轉(zhuǎn)錄終止功能。3、RNA聚合酶Ⅱ的轉(zhuǎn)錄沒有明確的終止信號。目前五十五頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)原核生物與真核生物轉(zhuǎn)錄的區(qū)別

原核生物真核生物

RNApol一種高度分工起始轉(zhuǎn)錄因子沒有需要（各不同）延長核小體影響沒有有啟動(dòng)子以外序列沒有有且復(fù)雜轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物多順反子單順反子場所轉(zhuǎn)錄與翻譯偶聯(lián)不偶聯(lián)轉(zhuǎn)錄終止兩種終止子不明確目前五十六頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)五、RNA生物合成抑制劑概念：能阻斷、抑制或者干擾核酸的代謝過程，最終抑制轉(zhuǎn)錄的一類化合物，稱RNA生物合成抑制劑。分三類：

1、嘌呤和嘧啶類似物，抑制核酸前體的合成；

2、通過與DNA結(jié)合而改變模板的功能；

3、與RNA聚合酶結(jié)合而影響其活力。目前五十七頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)（一）利福霉素及利福平作用：抗結(jié)核藥物，特異地抑制細(xì)菌RNA聚合酶的活性，因而抑制細(xì)菌RNA的合成。機(jī)制：利福霉素可與RNA聚合酶的β亞基結(jié)合，并阻止起始位點(diǎn)的填充，抑制二核苷酸RNA的形成；

利福平則阻止RNA聚合酶的移動(dòng)，抑制頭三個(gè)核苷酸的形成。因此，利福霉素和利福平都是RNA鏈合成起始過程的抑制劑。目前五十八頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)（二）利迪鏈菌素作用：與細(xì)菌的RNA聚合酶β亞基結(jié)合，抑制轉(zhuǎn)錄過程中RNA鏈的延長反應(yīng)。（三）α-鵝膏蕈堿作用：抑制真核生物的RNA聚合酶，且RNApolⅡ

極為敏感。對細(xì)菌RNA聚合酶作用極弱。目前五十九頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)轉(zhuǎn)錄后加工過程及其機(jī)制第五節(jié)

mRNA的前體加工

rRNA的前體加工

tRNA的前體加工

RNA的剪接和RNA催化活性

RNA編輯目前六十頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)⑴真核細(xì)胞每種轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物都是各種RNA的前身，即無活性，亦無功能。⑵真核初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物必須在胞核內(nèi)經(jīng)過適當(dāng)加工，使之變成具有活性的成熟RNA后，由胞核運(yùn)至胞質(zhì)才能執(zhí)行翻譯功能。⑶真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄作用和翻譯作用無論在空間上還是時(shí)間上都是彼此分開進(jìn)行的。⑷原核細(xì)胞mRNA不需加工，tRNA和rRNA加工。真核細(xì)胞與原核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的區(qū)別：目前六十一頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)一、mRNA的前體加工1、5端形成帽子結(jié)構(gòu)(m7GpppNp—)2、3端加上多聚腺苷酸尾巴(polyAtail)3、中部剪接除去內(nèi)含子4、鏈內(nèi)部核苷酸的甲基化hnRNA轉(zhuǎn)變成mRNA的加工過程包括：目前六十二頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)⑴修飾的化學(xué)反應(yīng)：⑵5′-端的修飾在核內(nèi)完成，且先于中段剪切。⑶5′帽子分Cap0、Cap1、Cap2。（一）5′-端加上帽子結(jié)構(gòu)(mGpppNp—）5′pppN…磷酸酶ppi5′pN…pppGpi5′GpppN…甲基化酶+CH3m7GpppN…目前六十三頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)

mRNA帽子的生理功能：⑶促進(jìn)某些RNA的合成。⑴帽子結(jié)構(gòu)參與翻譯起始，帽0結(jié)構(gòu)是核糖體識(shí)別

mRNA所必需的；核糖體上有帽結(jié)合蛋白。⑵帽子結(jié)構(gòu)增加mRNA的穩(wěn)定性，保護(hù)mRNA防止其受5′核酸外切酶的降解。目前六十四頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)（二）3′-端加上多聚腺苷酸尾巴(polyA)。⑴polyA的出現(xiàn)不依賴DNA模板。⑵加尾信號：3′-末端出現(xiàn)AAUAAA及下游的

GU豐富區(qū)。在兩序列之間由特異的核酸內(nèi)切酶切除多余的核苷酸，然后加上polyA。尾部修飾和轉(zhuǎn)錄終止同時(shí)進(jìn)行。⑶3′-端修飾也在核內(nèi)完成，并先于mRNA中段的剪接。⑷polyA的有無及長短是維持mRNA作為翻譯模板的活性，以及增加mRNA本身穩(wěn)定性的因素。目前六十五頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)目前六十六頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)

mRNA3′-端的多聚腺苷酸化可被冬蟲夏草素

（3′-脫氧胸苷）所阻止；

即冬蟲夏草素是多聚腺苷酸化的特異抑制劑。（三）mRNA的甲基化真核生物mRNA分子中有許多甲基化的堿基，主要是：N6-甲基腺嘌呤（m6A）。目前六十七頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)二、rRNA前體的加工原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的rRNA前體都需加工：1、原核細(xì)胞rRNA基因與某些tRNA基因構(gòu)成

混合操縱子。大腸桿菌共有7個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，每個(gè)轉(zhuǎn)錄單位由16SrRNA、23SrRNA、5SrRNA及一個(gè)或幾個(gè)tRNA基因組成。目前六十八頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)圖5-10p163大腸桿菌rRNA前體加工過程目前六十九頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)2、真核細(xì)胞rRNA基因?yàn)榇?lián)重復(fù)序列：由18SrRNA、28SrRNA、5.8SrRNA基因組成一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，彼此被間隔區(qū)分開。每個(gè)重復(fù)單位之間的間隔DNA序列不轉(zhuǎn)錄，稱為非轉(zhuǎn)錄間隔序列。真核生物5SrRNA基因也是成簇排列的，中間隔以不被轉(zhuǎn)錄的區(qū)域，它由RNApolⅢ

轉(zhuǎn)錄，加工成熟后構(gòu)成核糖體大亞基。不同生物的rRNA前體大小不同：哺乳動(dòng)物為45S；果蠅38S；酵母37S；四膜蟲35S目前七十頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)18S5.8S28S18S-rRNA5.8S和28S-rRNA內(nèi)含子45S轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物剪接終產(chǎn)物rDNA基因間隔哺乳動(dòng)物細(xì)胞rRNA前體加工過程目前七十一頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)tRNA前體RNApolⅢTGGCNNAGTGCGGTTCGANNCCDNA三、tRNA前體的加工原核與真核tRNA基因大多成簇存在。目前七十二頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)

tRNA前體的加工包括：⑴剪切內(nèi)含子⑵核酸外切酶修剪3′末端，逐個(gè)切去附加序列；⑶加上CCA-OH的3′末端，完成柄部結(jié)構(gòu)。⑷堿基修飾tRNA的加工酶系包括：tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶、RNaseP、RNaseD、RNaseⅢ等。目前七十三頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)Ⅰ型：有－CCA序列基因，原核生物絕大部分；Ⅱ型：沒有－CCA序列基因，為真核生物。

tRNA基因有兩種：原核生物與真核生物都有tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶，負(fù)責(zé)給Ⅱ型tRNA加上－CCA3′-OH末端，或修復(fù)發(fā)生損傷的Ⅰ型tRNA3′-OH末端。目前七十四頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)RNaseP、

RNaseDRNaseⅢ連接酶1、剪切內(nèi)含子：

屬于酶促反應(yīng)，需要酶及ATP。ATPADP目前七十五頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶2、加上CCA-OH的3′末端，完成柄部結(jié)構(gòu)。目前七十六頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)3、堿基修飾（2）還原反應(yīng)如：UDHU（3）核苷內(nèi)的轉(zhuǎn)位反應(yīng)如：Uψ（4）脫氨反應(yīng)如：AI如：AAm（1）甲基化（1）（1）（3）（2）（4）目前七十七頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)四、RNA的剪接和RNA催化活性真核不連續(xù)基因的初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中，外顯子與內(nèi)含子交替出現(xiàn)；轉(zhuǎn)錄后把內(nèi)含子切除而把外顯子連接起來產(chǎn)生成熟RNA分子的過程，叫RNA剪接

（RNAsplicing）。內(nèi)含子5′端與3′端都存在保守序列，分別稱為5′剪接點(diǎn)（GU）和3′剪接點(diǎn)（AG）。目前七十八頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)內(nèi)含子的分類根據(jù)基因的類型和剪接的方式，通常把內(nèi)含子分為四類。I類：線粒體、葉綠體及低等真核生物細(xì)胞核的rRNA基因；II類：線粒體、葉綠體的mRNA基因；

III類：大多數(shù)核mRNA的基因；

IV類：tRNA基因。目前七十九頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)（一）第Ⅰ類和第Ⅱ類內(nèi)含子的自我剪接特征5′剪接點(diǎn)UGU3′剪接點(diǎn)GAU近3′保守序列——PyPuPyPyTA﹡Py5′-P-Q-R-S序列有無能量輸入————第一次親核攻擊鳥苷酸保守A﹡2′-OH

Ⅰ類內(nèi)含子Ⅱ類內(nèi)含子目前八十頁\總數(shù)九十頁\編于十點(diǎn)（二）rRNA的自我剪接四膜蟲rRNA剪接由鳥苷酸發(fā)動(dòng)第一次親核攻擊，經(jīng)過兩次連續(xù)的轉(zhuǎn)酯反應(yīng)，將兩個(gè)外顯子連接起來，釋放出線形內(nèi)含子序列。釋放出的線形內(nèi)含子序列再經(jīng)過兩次連續(xù)的轉(zhuǎn)酯反應(yīng)，釋放出15核苷酸和4核苷酸的兩個(gè)小片段，最終形成穩(wěn)定的線形產(chǎn)物L(fēng)-19。（linearminus19interveningsequence）

L-19是四膜蟲35SrRNA