第十二的生物合成轉(zhuǎn)錄

第十二的生物合成轉(zhuǎn)錄演示文稿當(dāng)前第1頁\共有21頁\編于星期五\23點（優(yōu)選）第十二的生物合成轉(zhuǎn)錄當(dāng)前第2頁\共有21頁\編于星期五\23點第一節(jié)轉(zhuǎn)錄基本規(guī)律與體系一、不對稱轉(zhuǎn)錄1.DNA分子上轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段，稱為結(jié)構(gòu)基因(structuralgene)。結(jié)構(gòu)基因中能轉(zhuǎn)錄生成RNA的一股單鏈，稱為模板鏈(templatestrand)，也稱作有意義鏈或Watson鏈。另一股單鏈?zhǔn)蔷幋a鏈(codingstrand)，也稱為反義鏈或Crick鏈。(一)轉(zhuǎn)錄的模板(BasicRulesandSystem

of

Transcription)2.在包含多個基因的DNA分子中，各基因的模板鏈并不總在同一條鏈上，在某個基因節(jié)段以其中某一條鏈為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，而在另一個基因節(jié)段上則以其對應(yīng)單鏈為模板，這種選擇性稱不對稱轉(zhuǎn)錄。

當(dāng)前第3頁\共有21頁\編于星期五\23點5335模板鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向5′···GCAGTACATGTC···3′3′···cgtgatgtacag···5′5′···GCAGUACAUGUC···3′N······Ala·Val·His·Val······C編碼鏈模板鏈mRNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯(二)轉(zhuǎn)錄的特點1.轉(zhuǎn)錄的不對稱性2.轉(zhuǎn)錄方向的單向性3.轉(zhuǎn)錄不需要引物形成連續(xù)性4.轉(zhuǎn)錄過程有特定起始和終止點當(dāng)前第4頁\共有21頁\編于星期五\23點二、

RNA轉(zhuǎn)錄的體系(一)模板結(jié)構(gòu)基因雙鏈中的一股鏈。(二)原料4種核糖核苷酸：ATP、UTP、GTP、CTP。(三)RNA聚合酶1.原核生物的RNA聚合酶核心酶全酶當(dāng)前第5頁\共有21頁\編于星期五\23點RNA聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合

TATAATATATTA+1-55TTGACAAACTGA+20DNAa36512決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄b150618催化功能b￠155613結(jié)合DNA模板s70263辨認(rèn)起始點亞基分子量功能原核生物的RNA聚合酶當(dāng)前第6頁\共有21頁\編于星期五\23點2.真核生物的RNA聚合酶種類ⅠⅡⅢ對鵝膏蕈堿的反應(yīng)45S-rRNAhnRNA5S-rRNAtRNAsnRNA耐受極敏感中度敏感轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA轉(zhuǎn)錄時除需以上物質(zhì)外，還需要一些蛋白因子參與。如原核生物使轉(zhuǎn)錄過程終止ρ因子。真核生物聚合酶Ⅱ啟動轉(zhuǎn)錄時的轉(zhuǎn)錄因子。

(四)蛋白因子當(dāng)前第7頁\共有21頁\編于星期五\23點第二節(jié)RNA轉(zhuǎn)錄過程(一)轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始需解決兩個問題

(1)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。

(2)DNA雙鏈解開，使其中的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板。一、原核生物的轉(zhuǎn)錄過程(TheProcessofTranscription)當(dāng)前第8頁\共有21頁\編于星期五\23點(2)DNA雙鏈解開。(1)RNA聚合酶全酶(2)與模板保守序列結(jié)合。(3)在RNA-pol作用下形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物。RNApol(2)-DNA-pppGpN-OH3(4)轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物:2.轉(zhuǎn)錄起始過程TGTTGACATATAAT5/5/3/3/-35區(qū)-10區(qū)轉(zhuǎn)錄方向基因轉(zhuǎn)錄區(qū)啟動子+1編碼鏈模板鏈原核生物啟動子的保守序列

當(dāng)前第9頁\共有21頁\編于星期五\23點(二)轉(zhuǎn)錄延長1.亞基脫落，RNA–pol核心酶變構(gòu)，與模板結(jié)合松弛，沿著DNA模板推進(jìn)，NTP不斷聚合RNA鏈不斷延長。(NMP)n+NTP(NMP)n+1

+PPi轉(zhuǎn)錄空泡(transcriptionbubble)：RNA-pol(核心酶)

····DNA

····RNA當(dāng)前第10頁\共有21頁\編于星期五\23點2.原核生物轉(zhuǎn)錄過程中的羽毛狀現(xiàn)象53DNA核糖體RNARNA聚合酶轉(zhuǎn)錄延長當(dāng)前第11頁\共有21頁\編于星期五\23點1.依賴ρ(Rho)因子的轉(zhuǎn)錄終止

ρ因子以六聚體形式存在，協(xié)助RNA-pol識別終止信號，與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物結(jié)合，RNA和RNA-pol一起從模板上脫落。(三)轉(zhuǎn)錄終止ATPrho5/3/5/3/rho當(dāng)前第12頁\共有21頁\編于星期五\23點2.非依賴ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止

DNA模板上靠近終止處，有些特殊的堿基序列，可轉(zhuǎn)錄出具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)的RNA，來終止轉(zhuǎn)錄。5/3/5/3/3/5/轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA聚合酶DNA3/5/3/5/DNA5/U-U-U-U-U-U-U-U-3/RNA聚合酶當(dāng)前第13頁\共有21頁\編于星期五\23點二、真核生物的轉(zhuǎn)錄起始(一)轉(zhuǎn)錄起始1.

轉(zhuǎn)錄因子

(1)能直接、間接辨認(rèn)和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段DNA的蛋白質(zhì)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種，統(tǒng)稱為反式作用因子(trans-actingfactors)。(2)反式作用因子中，直接或間接結(jié)合RNA聚合酶的，則稱為轉(zhuǎn)錄因子(transcriptionalfactors,TF)。

真核生物的轉(zhuǎn)錄起始上游區(qū)有不同DNA序列的順式作用元件，轉(zhuǎn)錄起始時，RNA-pol不直接結(jié)合模板，由轉(zhuǎn)錄因子識別起始部位。當(dāng)前第14頁\共有21頁\編于星期五\23點參與RNA-polⅡ轉(zhuǎn)錄的TFⅡ

蛋白激酶活性，使CTD酸化TFⅡHATPase57(α)34TFⅡE解螺旋酶30，74TFⅡF促進(jìn)RNA-polⅡ結(jié)合及作為其他因子結(jié)合的橋梁33TFⅡB穩(wěn)定TFⅡD-DNA復(fù)合物12，19，35TFⅡA輔助TBP-DNA結(jié)合TAF**結(jié)合TATA盒TBP*38TFⅡD功能亞基組成，分子量(kD)轉(zhuǎn)錄因子蛋白激酶活性，使CTD***磷TFⅡHATPase5734TFⅡE解螺旋酶30，74TFⅡF促進(jìn)RNA-polⅡ結(jié)合及作為其他因子結(jié)合的橋梁33TFⅡB穩(wěn)定TFⅡD-DNA復(fù)合物12，19，35TFⅡA輔助TBP-DNA結(jié)合TAF**結(jié)合TATA盒TBP*38TFⅡD功能亞基組成，分子量(kD)(β)***CTD(carboxylterminaldomain):RNA-polⅡ大亞基羧基末端結(jié)構(gòu)域。**TAF(TBPassociatedfactors):TBP輔助因子。在不同的基因轉(zhuǎn)錄中有不同的TAF輔助。*TBP(TATAbindingprotein):TATA結(jié)合蛋白。當(dāng)前第15頁\共有21頁\編于星期五\23點轉(zhuǎn)錄起始點TATA盒CAAT盒GC盒

增強(qiáng)子順式作用元件(cis-actingelement)2.

轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段

AATAAA切離加尾轉(zhuǎn)錄終止點修飾點外顯子翻譯起始點內(nèi)含子當(dāng)前第16頁\共有21頁\編于星期五\23點3.轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物(pre-initiationcomplex,PIC)

POL-ⅡTFⅡFⅡAⅡBTFⅡFⅡHⅡETBPTAFTFⅡD-ⅡA-ⅡB-DNA復(fù)合物TATAⅡAⅡBTBPTAFTATAⅡHⅡECTD-PPOL-Ⅱ當(dāng)前第17頁\共有21頁\編于星期五\23點(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。(三)轉(zhuǎn)錄終止和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)。三、轉(zhuǎn)錄后的加工修飾主要的修飾方式有剪接、剪切、修飾、添加。

剪切(cleavage)剪接(splicing)當(dāng)前第18頁\共有21頁\編于星期五\23點(一)真核生物mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工1.5端形成帽子結(jié)構(gòu)(m7GpppNm—)。2.3端加上多聚腺苷酸尾巴(polyAtail)。7－甲基鳥苷三磷酸帽子結(jié)構(gòu)多聚A尾結(jié)構(gòu)OOCH2OOH+NHNNOH2NNCH3OOHH2CO-OPOOPO-OP鳥嘌呤OO-OPOOAAA-OH3/當(dāng)前第19頁\共有21頁\編于星期五\23點3.mRNA的剪接真核生物結(jié)構(gòu)基因，由若干個編碼區(qū)和非編碼區(qū)互相間隔開但又連續(xù)鑲嵌而成，稱為斷裂基因。

(1)斷裂基因(splitegene)編碼區(qū)A、B、D、F非編碼區(qū)C、EABCDEF(2)外顯子(exon)在斷裂基因及其初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn)，并表達(dá)為成熟RNA的核酸序列。(3)內(nèi)含子(intron)隔斷基因的線性表達(dá)而在剪接過程中被除去的核酸序列。當(dāng)前第20頁\共有21頁\編于星期五\23點雞卵清蛋白基因hnRNA首、尾修飾hnRNA剪接成熟的mRNA雞卵清蛋白基因及其轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后修飾7.7kbL