生物信息的傳遞上從到

生物信息的傳遞上從到第1頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月基因蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯RNA生物性狀控制第2頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月●概述（總體過程、基本概念）●轉(zhuǎn)錄起始：RNA聚合酶、啟動(dòng)子、增強(qiáng)子●轉(zhuǎn)錄的基本過程●轉(zhuǎn)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(diǎn)Contents第3頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月一、基本概念在細(xì)胞核內(nèi)，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成一條與DNA鏈互補(bǔ)的RNA單鏈的過程。轉(zhuǎn)錄RNADNA

轉(zhuǎn)錄(transcription)：第4頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)原料:NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)模板:DNA酶:RNA聚合酶其他蛋白質(zhì)因子RNA合成方向：5'3'第5頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月TCATGATTAAG

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DNA的平面結(jié)構(gòu)圖細(xì)胞核中第6頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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DNA的一條鏈AGCUGACGGUUU游離的核糖核苷酸

(原料）DNA解旋，以一條鏈為模板合成RNA細(xì)胞核中第7頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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AGCUGACGGUUU

DNA與RNA的堿基互補(bǔ)配對(duì)：A——U；T——A；C——G；G—CRNA聚合酶細(xì)胞核中第8頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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AGCGACGGUUUU

組成

RNA的核糖核苷酸一個(gè)個(gè)連接起來細(xì)胞核中第9頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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GCGACGGUUUUA細(xì)胞核中第10頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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GCGACGUUGUUA細(xì)胞核中第11頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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GCGACGUGUUAA細(xì)胞核中第12頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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GCGACGGUUAAU細(xì)胞核中第13頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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GCGACGGUUAAUA細(xì)胞核中第14頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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GCGCGGUUAAUAU細(xì)胞核中第15頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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GGCGGUUAAUAUC細(xì)胞核中第16頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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GGCGGUUAAUAUCDNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上mRNADNA細(xì)胞核中第17頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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UCAUGAUUAmRNA

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核

核孔DNAmRNA在細(xì)胞核中合成第18頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月AG

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UCAUGAUUAmRNA

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核mRNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)UCAUGAUUAmRNA第19頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)錄的不對(duì)稱性：在RNA的合成中，DNA的二條鏈中僅有一條鏈可作為轉(zhuǎn)錄的模板，稱為轉(zhuǎn)錄的不對(duì)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(jù)堿基互補(bǔ)原則指導(dǎo)mRNA合成的DNA鏈稱為模板鏈。第20頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月第21頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月模板鏈并非永遠(yuǎn)在同一條單鏈上轉(zhuǎn)錄方向5335模板鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈轉(zhuǎn)錄方向DNA分子上轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段，稱為結(jié)構(gòu)基因。結(jié)構(gòu)基因：第22頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)錄單元（transcriptionunit）一段可以被RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄生成一條連續(xù)的mRNA鏈的DNA，包括轉(zhuǎn)錄起始和終止信號(hào)。DNA啟動(dòng)子區(qū)編碼區(qū)終止區(qū)轉(zhuǎn)錄起始-105′3′+1-35第23頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月●基本概念●轉(zhuǎn)錄起始：RNA聚合酶、啟動(dòng)子等●轉(zhuǎn)錄的基本過程●轉(zhuǎn)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(diǎn)Contents第24頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月二、參與轉(zhuǎn)錄起始的關(guān)鍵酶與元件（一)RNA聚合酶(RNApolymerase)●原核生物RNA聚合酶（大腸桿菌為例）全酶=核心酶+σ因子使用DNA作為模板合成RNA的酶，也稱DNA依賴性RNA聚合酶第25頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月第26頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月大腸桿菌RNA聚合酶的組成分析亞基基因相對(duì)分子量亞基數(shù)組分功能αrpoA365002核心酶核心酶組裝，啟動(dòng)子識(shí)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(shí)別不同的啟動(dòng)子第27頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月●真核生物RNA聚合酶酶位置轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物相對(duì)活性對(duì)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(zhì)hnRNA20-40%敏感RNA聚合酶Ⅲ核質(zhì)tRNA約10%存在物種特異性真核細(xì)胞的三種RNA聚合酶特征比較第28頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月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(chǎn)物較短，游離較長(zhǎng)，與模板以氫鍵相連作用方式一條鏈的某一段兩條鏈同時(shí)進(jìn)行外切酶活性無5’3’，3’5’校對(duì)合成能力無有修復(fù)能力無有第29頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）啟動(dòng)子(promoter)啟動(dòng)子定義：是一段位于結(jié)構(gòu)基因5‘端上游的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之與模板DNA準(zhǔn)確地結(jié)合并具有轉(zhuǎn)錄起始的特異性，是基因表達(dá)調(diào)控的順式作用原件之一。第30頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月

TTGACA區(qū)（-35序列）：與-10序列相隔16-19bp，為RNApol的識(shí)別位點(diǎn)。σ亞基識(shí)別-35序列，為轉(zhuǎn)錄選擇模板。TATA區(qū)（-10序列）：位于-10bp左右，富含AT堿基（利于雙鏈打開），易于解鏈。其功能是:(1)RNApol緊密結(jié)合;(2)形成開放起始復(fù)合物；(3)使RNApol定向轉(zhuǎn)錄。

●原核生物啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)第31頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月模板鏈AACTGTATATTATTGACATATAAT3’5’DNA轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)Probnow盒子啟動(dòng)子35

10

+1轉(zhuǎn)錄區(qū)5’3’RNA轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)與新生RNA鏈第一個(gè)核甘酸相對(duì)應(yīng)DNA鏈上的堿基。編碼鏈第32頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月大腸桿菌RNA聚合酶全酶所識(shí)別的啟動(dòng)子區(qū)T85T83G81A61C69A52T89A89T50A65A100第33頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月典型啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)

-35-10轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)TTGACA16-19bpTATAAT5-9bp第34頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月原核生物不同基因的啟動(dòng)子的共同特點(diǎn)：

1）結(jié)構(gòu)典型，都含有識(shí)別（R），結(jié)合（B）和起始（I）三個(gè)位點(diǎn)；

2）序列保守，如-35序列、-10序列結(jié)構(gòu)都十分保守；

3）位置和距離都比較恒定；

4）對(duì)RNA聚合酶的親和力高低影響轉(zhuǎn)錄頻率和效率；

5）常和操縱子相鄰；

6）都在其控制基因的5’端；

7）決定轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)和方向。操縱子：是指原核生物中由一個(gè)或多個(gè)相關(guān)基因及轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件組成的基因表達(dá)單元。第35頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月●真核生物啟動(dòng)子啟動(dòng)子Ⅱ最為復(fù)雜，它和原核的啟動(dòng)子有很多不同三種RNApol→三種轉(zhuǎn)錄方式三種啟動(dòng)子→三類基因，Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類

?通用型啟動(dòng)子（無組織特異性）

?結(jié)構(gòu)最復(fù)雜

?位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的上游

?有多個(gè)短序列元件組成

第36頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月真核生物啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)核心啟動(dòng)子（corepromoter）上游啟動(dòng)子元件（upstreampromoterelement，UPE）第37頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月1、核心啟動(dòng)子●定義：指保證RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)及轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游TATA區(qū)●作用：選擇正確的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)，保證精確起始TATA常在-25bp左右，相當(dāng)于原核的-10序列T85A97T93A85A63A83A50第38頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月第39頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月2、上游啟動(dòng)子元件●包括CAAT盒（CCAAT）和GC盒（GGGCGG）等●作用：控制轉(zhuǎn)錄起始頻率。CAAT：-70--80bpGGGCGG：-80--110bp將TATA區(qū)上游的保守序列稱為上游啟動(dòng)子元件或稱上游激活序列(UPE)第40頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月

真核啟動(dòng)子含有不同的組件SV40早期啟動(dòng)子胸苷激酶組蛋白H2B-140-120-100-80-60-40-20+1OctCAATGCTATASV40早期啟動(dòng)子胸苷激酶組蛋白H2B-140-120-100-80-60-40-20+1OctCAATGCTATASV40早期啟動(dòng)子胸苷激酶組蛋白H2B-140-120-100-80-60-40-20+1OctCAATGCTATASV40早期啟動(dòng)子胸苷激酶組蛋白H2B-140-120-100-80-60-40-20+1OctCAATGCTATA第41頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月

真核生物啟動(dòng)子第42頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月與原核的啟動(dòng)子的區(qū)別：

1）多種元件：TATA框，GC框，CAAT框，OCT等；

2）不同元件的組合情況：位置、序列、距離和方向都不完全相同；

3）需轉(zhuǎn)錄因子參與轉(zhuǎn)錄的全過程：轉(zhuǎn)錄因子先和啟動(dòng)子結(jié)合，再與RNA聚合酶一起形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物，開始轉(zhuǎn)錄的過程。第43頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月能提高轉(zhuǎn)錄起始效率的序列被稱為增強(qiáng)子或者強(qiáng)化子。增強(qiáng)子可位于起始點(diǎn)的5’或3’末端，而且一般與所調(diào)控的靶基因的距離無關(guān)。增強(qiáng)子（enhancer）第44頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月增強(qiáng)子的特點(diǎn)：①具有遠(yuǎn)距離效應(yīng)。常在上游-200bp處，但可增強(qiáng)遠(yuǎn)處啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄，即使相距十幾Kb也能發(fā)揮其作用；②無方向性。無論在靶基因的上游，下游或內(nèi)部都可發(fā)揮增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄的作用；③順式調(diào)節(jié)。只調(diào)節(jié)位于同一染色體體上的靶基因，而對(duì)其它染色體上的基因無作用；④無物種和基因的特異性，可以接到異源基因上發(fā)揮作用，如將SV40的增強(qiáng)子接到兔β-珠蛋白基因前，引入Lela細(xì)胞，此珠蛋白基因轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)200倍。⑤具有組織的特異性。增強(qiáng)子的效應(yīng)需特定的蛋白質(zhì)因子參與。⑥有相位性。其作用和DNA的構(gòu)象有關(guān)。⑦有的增強(qiáng)子可以對(duì)外部信號(hào)產(chǎn)生反應(yīng)。如熱體克基因在高溫下才表達(dá)。編碼重金屬蛋白的金屬硫蛋白基因在鎘和鋅存在下才表達(dá)。某些增強(qiáng)子可以被固醇類激素所激活。第45頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物●原核生物轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物第46頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月●真核生物轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物

真核生物有三種RNA聚合酶，分別催化不同RNA的合成，每種酶的作用均需一些蛋白輔助因子的參與，將這些因子稱為轉(zhuǎn)錄因子。轉(zhuǎn)錄因子的命名冠以聚合酶的名稱，如RNA聚合酶II所需的轉(zhuǎn)錄因子稱為轉(zhuǎn)錄因子II（transcriptionfactorII,TFII)。

TFs幫助RNA聚合酶識(shí)別啟動(dòng)子。TFs(轉(zhuǎn)錄因子）必須先與DNA形成復(fù)合物，幫助RNA聚合酶定位到轉(zhuǎn)錄起始的位點(diǎn)。RNA聚合酶和轉(zhuǎn)錄因子在DNA上的定位形成前起始復(fù)合物，由于轉(zhuǎn)錄因子的作用復(fù)合物由封閉型轉(zhuǎn)換成開放型。第47頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月TBPTAFTFIIH第48頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月真核生物RNA聚合酶Ⅱ所形成的轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物

因子 分子量 功能 RNAPolⅡ≥500K 依賴模板合成RNA TFⅡA 12,19,35K穩(wěn)定TBP和TFⅡB與啟動(dòng)子的結(jié)合穩(wěn)定 TFⅡB 33K 結(jié)合TBP，吸引PolⅡ和TFⅡF相互作用到啟動(dòng)子上TFⅡD 30K與各種調(diào)控因子相互作用TFⅡE 34K吸引TFⅡH，有ATP酶及解鏈酶活性 TFⅡF 74K 大亞基具解旋酶活性（RAP74）,38K小亞基RAP38和PolⅡ結(jié)合，并在TFⅡB幫助下阻止RNA聚合酶與非特異性DNA序列相結(jié)合TFⅡH 具激酶活性，可磷酸化PolⅡ，使PolⅡ逸出，延伸，接納核苷酸切除修復(fù)系統(tǒng)TBP與啟動(dòng)子上的TATA區(qū)相結(jié)合TFⅡI 120K 識(shí)別Inr，起始TFⅡF/D結(jié)合 TFⅡJ 在TFⅡF后加入復(fù)合體，不改變DNA的結(jié)合方式 TFⅡS RNA合成延伸 第49頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月●基本概念●轉(zhuǎn)錄起始：RNA聚合酶、啟動(dòng)子●轉(zhuǎn)錄的基本過程●轉(zhuǎn)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(diǎn)Contents第50頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月三、轉(zhuǎn)錄的基本過程起始位點(diǎn)的識(shí)別轉(zhuǎn)錄起始RNA鏈的延伸轉(zhuǎn)錄終止第51頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月1、起始位點(diǎn)的識(shí)別：RNA聚合酶與啟動(dòng)子DNA雙鏈相互作用并與之相結(jié)合的過程。

原核生物：

σ因子識(shí)別模板連，核心酶合成RNA。σ因子的作用只是起始而已，一旦轉(zhuǎn)錄開始，它就脫離了起始復(fù)合物，而由核心酶負(fù)責(zé)RNA鏈的延伸。因此，聚合酶全酶的作用是啟動(dòng)子的選擇和轉(zhuǎn)錄的起始，而核心酶的作用是鏈的延伸。真核生物：RNA聚合酶不能直接識(shí)別基因的啟動(dòng)子區(qū)，需要轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子（輔助蛋白質(zhì)）按特定順序結(jié)合于啟動(dòng)子上，RNA聚合酶才能與之相結(jié)合并形成復(fù)雜的轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物（PIC）。第52頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月2、轉(zhuǎn)錄起始(不需要引物）通過啟動(dòng)子：2-9核苷酸短鏈形成啟動(dòng)子的強(qiáng)弱：通過啟動(dòng)子的時(shí)間，時(shí)間越短，起始頻率越高。真正的起始——釋放σ因子，轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物通過啟動(dòng)子區(qū)，并生成由核心酶、DNA和新生RNA所組成的轉(zhuǎn)錄延伸復(fù)合物。轉(zhuǎn)錄起始前，啟動(dòng)子附近的DNA雙鍵分開形成轉(zhuǎn)錄泡以促使底物核糖核苷酸與模板DNA的堿基配對(duì)。轉(zhuǎn)錄起始就是RNA鏈上第一個(gè)核苷酸鍵的產(chǎn)生。

第53頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月起始方式三元復(fù)合物合成并釋放2-9個(gè)核苷酸的短的RNA轉(zhuǎn)錄物，即所謂的流產(chǎn)式起始。盡快釋放σ亞基，轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物通過上游啟動(dòng)子區(qū)并生成由核心酶、DNA和新生RNA所組成的轉(zhuǎn)錄延伸復(fù)合物第54頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月3、RNA鏈的延伸●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；●在核心酶作用下，NTP不斷聚合，RNA鏈不斷延長(zhǎng)。第55頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月4、轉(zhuǎn)錄終止終止子（terminator，t）

●強(qiáng)終止子－內(nèi)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(zhuǎn)錄終止依賴Rho(ρ)因子的轉(zhuǎn)錄終止第56頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月不依賴因子的終止終止位點(diǎn)上游一般存在一個(gè)富含GC堿基的二重對(duì)稱區(qū)，RNA形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)；在終止位點(diǎn)前面有一段由4-8個(gè)A組成的序列，RNA的3’端為寡聚U第57頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)夾式結(jié)構(gòu)和寡聚U的共同作用使RNA從三元復(fù)合物中解離出來。第58頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月終止效率與二重對(duì)稱序列和寡聚U的長(zhǎng)短有關(guān)，長(zhǎng)度效率第59頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月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(zhuǎn)錄復(fù)合物中解離出來，從而終止轉(zhuǎn)錄。第60頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月第61頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月RNA合成過程起始雙鏈DNA局部解開磷酸二酯鍵形成終止階段解鏈區(qū)到達(dá)基因終點(diǎn)延長(zhǎng)階段53RNA

啟動(dòng)子（promotor)

終止子(terminator)5RNA聚合酶5353553離開第62頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月作業(yè)名詞：

轉(zhuǎn)錄編碼鏈與模板鏈轉(zhuǎn)錄單元啟動(dòng)子簡(jiǎn)答題

RNA轉(zhuǎn)錄的基本過程。大腸桿菌RNA聚合酶的組成成分及各個(gè)亞基的作用。

第63頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月●基本概念●轉(zhuǎn)錄起始：RNA聚合酶、啟動(dòng)子●轉(zhuǎn)錄的基本過程●轉(zhuǎn)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(diǎn)Contents第64頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月四、轉(zhuǎn)錄后加工第65頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月5’端加帽3’端加尾RNA的剪接RNA的編輯真核mRNA的加工一般要經(jīng)過四步：

第66頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月

5’端的一個(gè)核苷酸總是7-甲基鳥核苷三磷酸（m7Gppp）。mRNA5’端的這種結(jié)構(gòu)稱為帽子（cap）。1、在5’端加帽第67頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月m7Gppp鳥甘酸轉(zhuǎn)移酶第68頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月mRNA的帽子結(jié)構(gòu)常常被甲基化。第一個(gè)甲基出現(xiàn)在所有真核細(xì)胞的mRNA中，稱為零號(hào)帽子(cap0)第二個(gè)核苷酸(原mRNA5′第一位)的2′-OH位上加另一個(gè)甲基。有這個(gè)甲基的結(jié)構(gòu)稱為1號(hào)帽子(cap1)，真核生物中以這類帽子結(jié)構(gòu)為主在某些生物細(xì)胞內(nèi)，mRNA鏈上的第三個(gè)核苷酸的2′-OH位也可能被甲基化，被稱為2號(hào)帽子（cap2），占有帽mRNA總量的10%～15%。第69頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月帽子結(jié)構(gòu)功能：①能被核糖體小亞基識(shí)別，促使mRNA和核糖體的結(jié)合；

Cap—0的全部都是識(shí)別的重要信號(hào)

Cap—1,2的甲基化能增進(jìn)識(shí)別

②m7Gppp結(jié)構(gòu)能有效地封閉mRNA5’末端，以保護(hù)mRNA免受5’核酸外切酶的降解，增強(qiáng)mRNA的穩(wěn)定。第70頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月2、3’端加尾多聚腺苷酸尾巴AAUAAA：★準(zhǔn)確切割★加poly（A）poly（A）合成酶第71頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月第72頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月多聚腺苷酸尾巴功能：與mRNA從細(xì)胞核轉(zhuǎn)送到細(xì)胞質(zhì)有關(guān)。提高了mRNA在細(xì)胞質(zhì)中的穩(wěn)定性。。與真核mRNA的翻譯效率有關(guān)：缺失可抑制體外翻譯的起始，含poly(A)的mRNA失去poly(A)可減弱其翻譯。第73頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月3、RNA的剪接第74頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月生物體內(nèi)內(nèi)含子的主要類型：

GU-AG、AU-AC、Ⅰ類內(nèi)含子、Ⅱ類內(nèi)含子GU-AG法則（Chambon法則）：多數(shù)細(xì)胞核mRNA前體中內(nèi)含子的5’邊界序列為GU，3’邊界序列為AG。因此，GU表示供體銜接點(diǎn)的5’端，AG代表接納銜接點(diǎn)的3’端。習(xí)慣上把這種保守序列稱為GU-AG法則.

5’..AAGUAAGU…….CURAY..(10-40)…(U/C)11NCAGG….3’exonPolyprimidineIntron第75頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月參與RNA剪接的物質(zhì)：

snRNA（核內(nèi)小分子RNA）

snRNP（與snRNA結(jié)合的蛋白質(zhì)）

參與剪接反應(yīng)的snRNA至少有5種：

U1、U2、U5和U4/U6

(1)由snRNP參與剪接的內(nèi)含子

第76頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月剪接體的組裝和剪接過程①U1snRNP結(jié)合于內(nèi)含子的5‘端；②U2snRNP結(jié)合到內(nèi)含子的分支點(diǎn)上；③U5snRNP結(jié)合到內(nèi)含子的3‘端，U4/U6snRNP結(jié)合于U5；④U1和U2結(jié)合，形成套索RNA結(jié)構(gòu)；⑤U4釋放，內(nèi)含子左側(cè)切斷，5‘外顯子作為獨(dú)立片段釋放；⑥內(nèi)含子的3‘剪接點(diǎn)切斷，形成套索內(nèi)含子，游離出來；⑦5'外顯子和3'外顯子連接形成成熟mRNA。

第77頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)自我剪接內(nèi)含子

能夠自發(fā)地進(jìn)行剪接，又分為:Ⅰ型內(nèi)含子和Ⅱ型內(nèi)含子兩個(gè)亞類。第78頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月Ⅰ類內(nèi)含子的自我剪接第79頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月Ⅱ類內(nèi)含子的自我剪接第80頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)由蛋白酶參與剪接的內(nèi)含子

主要在tRNA前體中發(fā)現(xiàn)。第81頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月4、RNA的編輯編輯（editing）是指轉(zhuǎn)錄后的RNA在編碼區(qū)發(fā)生堿基的突變、加入或丟失等現(xiàn)象。第82頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月C變?yōu)閁堿基的突變第83頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月尿苷酸的缺失和添加1986.R.Benne在研究錐蟲線粒體mRNA轉(zhuǎn)錄加工時(shí)發(fā)現(xiàn)mRNA的多個(gè)編碼位置上加入或丟失尿苷酸，1990年在高等動(dòng)物和病毒中也發(fā)現(xiàn)了編輯現(xiàn)象。第84頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月錐蟲coxII基因的編輯第85頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月第86頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月RNA的編輯的生物學(xué)意義：校正作用有些基因在突變過程中丟失的遺傳信息可能通過RNA編輯修復(fù)。調(diào)控翻譯通過編輯可以構(gòu)建和去除起始或終止密碼子，是基因表達(dá)調(diào)控的一種方式。擴(kuò)充遺傳信息能是基因產(chǎn)物獲得新的結(jié)構(gòu)和功能，有利于生物進(jìn)化。第87頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月RNA的再編碼mRNA在某些情況下不是以固定的方式被翻譯，而可以改變?cè)瓉淼男畔ⅲ圆煌姆绞竭M(jìn)行翻譯，科學(xué)上把RNA編碼和讀碼方式的改變稱為RNA的再編碼。RNA的再編碼的表現(xiàn)方式：核糖體程序性+1/-1移位核糖體跳躍終止子通讀RNA的化學(xué)修飾

RNA的化學(xué)修飾第88頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月●基本概念●轉(zhuǎn)錄起始：RNA聚合酶、啟動(dòng)子●轉(zhuǎn)錄的基本過程●轉(zhuǎn)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(diǎn)Contents第89頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月五、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(gè)蛋白質(zhì)的mRNA。單順反子mRNA：只編碼一個(gè)蛋白質(zhì)的mRNA。第90頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)構(gòu)基因Z：β-半乳糖苷酶Y：透過酶A：乙?；D(zhuǎn)移酶ZYAOPDNA第91頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月●5’

端無“帽子”結(jié)構(gòu)，3’

端沒有或只有較短的poly（A）結(jié)構(gòu)。SD序列：mRNA中用于結(jié)合原核生物核糖體的序列。

位于mRNA編碼區(qū)上游的一個(gè)短片段，由10個(gè)堿基組成（5’AAACAGGAGG3’），稱為SD順序，與30S小亞基中的16SrRNA3’端的六堿基順序（3’UCCUCC5’）順序互補(bǔ)，這意味著核糖體能選擇正確的AUG密碼來起始蛋白質(zhì)的合成。第92頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月2、真核生物mRNA的特征●5’

端存在“帽子”結(jié)構(gòu)●多數(shù)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(xué)定義：產(chǎn)生一條多肽鏈或功能RNA所必需的全部核甘酸序列。第93頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月原核生物和真核生物mRNA結(jié)構(gòu)的比較第94頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月華中科技大學(xué)2006年碩士研究生入學(xué)考試生化與分子生物學(xué)試題：比較原核生物和真核生物mRNA的特征和特性。（10分）第95頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月原核和真核生物基因轉(zhuǎn)錄的差別①原核生物只有一種RNA聚合酶，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄所有類型的基因，而真核生物有三種以上的RNA聚合酶，負(fù)責(zé)不同類型基因的轉(zhuǎn)錄，在細(xì)胞核內(nèi)的位置也不相同。②轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物有差別。真核的初始產(chǎn)物很長(zhǎng)，包括有內(nèi)含子序列，加工后成熟的mRNA只占其中的一小部分。而原核生物的初始產(chǎn)物與編碼的蛋白成線性關(guān)系。③真核生物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物要經(jīng)過加工修飾過程。④原核的mRNA是多順反子，而大多數(shù)真核mRNA是單順反子。第96頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月●基本概念●轉(zhuǎn)錄起始：RNA聚合酶、啟動(dòng)子●轉(zhuǎn)錄的基本過程●轉(zhuǎn)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(diǎn)Contents第97頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月六、RNA合成與DNA合成異同點(diǎn)

相同點(diǎn)：1、都以DNA鏈作為模板2、合成的方向均為5’→3’

3、聚合反應(yīng)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(zhǎng)。第98頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月不同點(diǎn)：復(fù)制轉(zhuǎn)錄模板兩條鏈均復(fù)制模板鏈轉(zhuǎn)錄（不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄）原料dNTPNTP酶DNA聚合酶RNA聚合酶產(chǎn)物子代雙鏈DNA（半保留復(fù)制）mRNA，tRNA，rRNA配對(duì)A-T；G-CA-U；T-A；G-C引物RNA引物無第99頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月第100頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月由RNA構(gòu)成的酶為----核糖核酸酯酶（ribozyme）。核酶發(fā)現(xiàn)的意義：突破了酶的概念，是一種自體催化；揭示內(nèi)含子自我剪接的奧秘,促進(jìn)RNA的研究。為生命的起源和分子進(jìn)化提供了新的依據(jù)。核酶第101頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月中國科學(xué)院2001年碩士研究生入學(xué)考試：名詞解釋：Transcription;Reversetranscription第102頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月1、下列有關(guān)TATA盒(Hognessbox)的敘述,