RNA生物合成RNA生物合成真核RNA聚合酶和轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄特征轉(zhuǎn)錄起始啟動子延伸、轉(zhuǎn)錄終止、加工、剪切、填充和修飾原核生物轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄過程，第一節(jié)參與RNA合成的酶和蛋白因子一. DNA 導(dǎo)向的 RNA 聚合酶 DNA 導(dǎo)向的 RNA 聚合酶 DDRP 是 RNA 合成中*重要的酶。RNA 聚合酶催化以下反應(yīng)： 1. 一條雙鏈 DNA 作為 RNA 合成的模板。四種核糖核苷三磷酸，ATPGTPCTP 和 UTP，是酶 3 的底物。需要二價金屬離子如Mg2和Mn2nNTPpppNpNnn-1PPiDNA RNA聚合酶表13-1真核RNA聚合酶I型或AII型或BIII型或C型線粒體Mt型分子量55×1056×1056×10564～68×10個核的種類和性質(zhì)核質(zhì) 核質(zhì)線粒體轉(zhuǎn)錄物 58S18SmRNA前體 tRNA前體 線粒體RNA28SrRNA前體 5SrRNA對利福平不敏感 敏感性二。轉(zhuǎn)錄因子分類 I型轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子ITFl可促進(jìn)RNA聚合酶1轉(zhuǎn)錄 Il型轉(zhuǎn)錄因子TF11促進(jìn)RNA聚合酶11轉(zhuǎn)錄，包括TFIIABDEFH等III型轉(zhuǎn)錄因子TFIII促進(jìn)RNA聚合酶III轉(zhuǎn)錄 真核轉(zhuǎn)錄過程也需要一些卵子

白質(zhì)因子參與這些因子的特殊序列，可以與DNA結(jié)合并與RNA聚合酶結(jié)合促進(jìn)轉(zhuǎn)錄。這些蛋白質(zhì)因子被稱為轉(zhuǎn)錄因子。Terminator 蛋白 Terminator 蛋白可以與RNA 聚合酶結(jié)合rna的翻譯模板，防止RNA 聚合酶穿過終止信號而停止轉(zhuǎn)錄。第二節(jié) 真核生物的轉(zhuǎn)錄過程 一．轉(zhuǎn)錄的特點 RNA的合成類似于DNA的合成。合成方向為5→3。聚合反應(yīng)是通過核苷酸之間形成的35-磷酸二酯鍵延長核苷酸鏈并同時釋放。Pyrophosphate 圖 13-1 RNA 鏈中 35-磷酸二酯鍵的形成。RNA合成不同于DNA合成。主要區(qū)別在于 1 RNA 聚合酶不需要引物 2 RNA 聚合酶不具有核酸酶活性并且在 RNA 合成過程中不發(fā)揮作用 3 。轉(zhuǎn)錄是不對稱的，即僅以DNA雙鏈的某條鏈為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。有時這條鏈的某個部分有時另一條鏈的某個區(qū)域具有模板功能。通常模板鏈被稱為有意義的鏈?；パa(bǔ)鏈稱為反義鏈或編碼鏈4。轉(zhuǎn)錄后DNA模板的組成保持不變。5 對于一個基因組來說，轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在部分基因中，每個基因的轉(zhuǎn)錄都相對獨立地受到控制。真核生物的轉(zhuǎn)錄過程——轉(zhuǎn)錄的基本過程。轉(zhuǎn)錄過程可分為三個階段 起始延伸和終止 1.初始階段 啟動子啟動子是DNA上的特殊序列。它包括一些保守序列。*重要的序列稱為 TATAbox 框。圖 13-2 一些真核啟動子區(qū)域 TATA 保守序列。一些啟動子序列在真核生物中是同源的。順序帶有陰影，如圖 13-3 所示。

移動區(qū)示意圖 轉(zhuǎn)錄起始點用1表示為其上游的核苷酸序列，代表啟動子區(qū)。方框代表與轉(zhuǎn)錄相關(guān)的保守序列。它與BRNA聚合酶結(jié)合，在轉(zhuǎn)錄因子的幫助下解開一段雙鏈DNA，形成轉(zhuǎn)錄泡。在聚合酶的作用下，以NTP為底物，與模板鏈的堿基互補(bǔ)，開始RNA的合成。CRNA 聚合酶繼續(xù)合成 RNA 并用 U. TA-UC-G 配對 D 替換它。隨著 RNA 鏈的延長，RNA 聚合酶沿模板鏈滑動，直到遇到終止信號。合成停止 DNA 雙螺旋并重新形成。圖 13-4 RNA 鏈延伸。DNA-RNA 雜交體長約 12 個堿基，與 DNA 模板鏈形成 DNA-RNA 雜交體。混合體沒有緊密結(jié)合。RNA 很容易從模板 DNA 上脫落，因此 DNA 模板鏈和編碼鏈重新形成雙鏈 DNA 模板。由于DNA的特殊結(jié)構(gòu)，模板上的終止信號是有效的。DNA中有許多反向重復(fù)。這個區(qū)域很容易形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，幫助終止轉(zhuǎn)錄。5-----GCCGCCAG-------CTGGCGGC--- ---33-----CGGCGGTC-------GACCGCCG------5 DNA反向重復(fù)序列 兩種RNA合成特點 1. mRNA合成 2rRNA合成 rRNA基因位于染色體的特殊區(qū)域稱為核仁組織器，每個轉(zhuǎn)錄單元包括28S58S和18SrRN RNA 很容易從模板 DNA 上脫落，因此 DNA 模板鏈和編碼鏈重新形成雙鏈 DNA 模板。由于DNA的特殊結(jié)構(gòu)，模板上的終止信號是有效的。DNA中有許多反向重復(fù)。這個區(qū)域很容易形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，幫助終止轉(zhuǎn)錄。5-----GCCGCCAG-------CTGGCGGC--- ---33-----CGGCGGTC-------GACCGCCG------5 DNA反向重復(fù)序列 兩種RNA合成特點 1. mRNA合成 2rRNA合成 rRNA基因位于染色體的特殊區(qū)域稱為核仁組織器，每個轉(zhuǎn)錄單元包括28S58S和18SrRN RNA 很容易從模板 DNA 上脫落，因此 DNA 模板鏈和編碼鏈重新形成雙鏈 DNA 模板。由于DNA的特殊結(jié)構(gòu)，模板上的終止信號是有效的。DNA中有許多反向重復(fù)。這個區(qū)域很容易形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，幫助終止轉(zhuǎn)錄。5-----GCCGCCAG-------CTGGCGGC--- ---33-----CGGCGGTC-------GACCGCCG------5 DNA反向重復(fù)序列 兩種RNA合成特點 1. mRNA合成 2rRNA合成 rRNA基因位于染色體的特殊區(qū)域稱為核仁組織器，每個轉(zhuǎn)錄單元包括28S58S和18SrRN 由于DNA的特殊結(jié)構(gòu)，模板上的終止信號是有效的。DNA中有許多反向重復(fù)。這個區(qū)域很容易形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，幫助終止轉(zhuǎn)錄。5-----GCCGCCAG-------CTGGCGGC--- ---33-----CGGCGGTC-------GACCGCCG------5 DNA反向重復(fù)序列 兩種RNA合成特點 1. mRNA合成 2rRNA合成 rRNA基因位于染色體的特殊區(qū)域稱為核仁組織器，每個轉(zhuǎn)錄單元包括28S58S和18SrRN 由于DNA的特殊結(jié)構(gòu)，模板上的終止信號是有效的。DNA中有許多反向重復(fù)。這個區(qū)域很容易形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，幫助終止轉(zhuǎn)錄。5-----GCCGCCAG-------CTGGCGGC--- ---33-----CGGCGGTC-------GACCGCCG------5 DNA反向重復(fù)序列 兩種RNA合成特點 1. mRNA合成 2rRNA合成 rRNA基因位于染色體的特殊區(qū)域稱為核仁組織器，每個轉(zhuǎn)錄單元包括28S58S和18SrRN

ARNA 聚合酶 I 識別位于非轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)上的啟動子，其序列約為 -40 至 10 和 -150 至 -110。首先，TFI 與啟動子結(jié)合。這導(dǎo)致 RNA 聚合酶 I 將啟動子識別為 RNA 聚合酶 I 當(dāng)?shù)竭_(dá)下一個轉(zhuǎn)錄單位的啟動子時，轉(zhuǎn)錄在非轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)終止。35SRNA和tRNA的合成 第三節(jié) 轉(zhuǎn)錄后核糖核酸的加工 幾乎所有真核RNA轉(zhuǎn)錄的初級產(chǎn)物都需要一系列的改變。具有生物活性的 RNA 分子產(chǎn)生的一系列變化稱為轉(zhuǎn)錄后 RNA 加工。RNA 加工包括核苷酸的部分水解、連接反應(yīng)、末端核苷酸的加帽和加尾以及核苷的修飾。信使RNA 真核生物的加工 mRNA 的前體是異質(zhì)核RNA 異質(zhì)核RNA hnRNA。其約50-75個核苷酸序列不出現(xiàn)在成熟的mRNA中。這部分在轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工過程中被切除。切除的部分稱為內(nèi)含子。外顯子是核苷酸序列中不編碼未被切除的蛋白質(zhì)的部分。外顯子是編碼蛋白質(zhì)的部分。snRNP組分U1RNA的核苷酸序列與mRNA前體內(nèi)含子中的GU序列相匹配，稱為連接供體位點。U2RNA 識別內(nèi)含子。3 端連接到受體位點。剪接體以ATP為能量去除內(nèi)含子。13-8mRNA5帽端結(jié)構(gòu) 5端第一個核苷酸為7-甲基鳥苷

三磷酸核糖 2-羥甲基化 mRNA 的第二個和第三個核苷酸由 5 端帽結(jié)構(gòu)加工。圖13-9 mRNA加工過程示意圖。二核糖體 RNA 的加工。45S41S 轉(zhuǎn)錄。圖13-12 tRNA加工示意圖。初級轉(zhuǎn)錄本由 RNaseP 和 3 核酸外切酶切割。CCA 末端由 tRNA 核苷酸轉(zhuǎn)移酶催化。內(nèi)含子通過核酸內(nèi)切酶去除，并通過連接酶連接成成熟的 tRNA 三重轉(zhuǎn)移 RNA。原核RNA聚合酶的加工原核RNA聚合酶是從大腸桿菌中提取的多亞基酶RNA聚合酶，有五個分子量為500KD的亞基，兩個α亞基，一個β亞基和一個β亞基 核心酶核心酶α2ββ可以被轉(zhuǎn)錄，但對RNA合成沒有特異性。第五個蛋白質(zhì)亞基稱為σ因子。這五個亞基構(gòu)成了全酶。在體內(nèi)外，只有全酶α2ββσ才能特異性合成RNAσ因子。識別特定啟動子 原核 RNA 聚合酶可被利福平抑制。利福平與β亞基結(jié)合以抑制酶的活性。第四節(jié)原核轉(zhuǎn)錄圖13-13原核轉(zhuǎn)錄啟動子2原核生物轉(zhuǎn)錄過程圖13-13原核啟動子區(qū)域同源序列圖13-14原核RNA轉(zhuǎn)錄過程圓圈代表RNA聚合酶α2ββσ因子參與識別的核心酶部分特定的啟動子，并與核心酶一起與DNA結(jié)合在模板的起始位置，以NTP為原料，催化全酶合成RNA。當(dāng)RNA鏈延長到10個核苷酸左右時，σ因子從整個酶中分離出來，參與到另一個核心酶的循環(huán)中。

沿著 DNA 模板移動并繼續(xù)延伸 RNA 鏈。當(dāng)RNA聚合酶遇到終止信號時rna的翻譯模板，就不能再繼續(xù)前進(jìn)，在ρ因子的作用下與模板鏈分離。核心酶參與另一個循環(huán)。圖 13-15 RNA 轉(zhuǎn)錄的終止。依賴的 ADNA 模板有一個特殊的序列。它富含GC和AT區(qū)域。重復(fù)的順序是相反的。陰影 BRNA 轉(zhuǎn)錄本可以形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)。該蛋白質(zhì)具有ATPase的活性，可將RNA-DNA雜合雙鏈RNA從模板上解開，終止RNA轉(zhuǎn)錄。mRNA 在轉(zhuǎn)錄過程中被翻譯。原核 mRNA 初級轉(zhuǎn)錄本沒有內(nèi)含子，因此沒有剪接過程。核糖體 RNA 在轉(zhuǎn)錄時立即被切割成 23S 和 16S rRNA。圖 13-17 tRNA 也經(jīng)歷了三個 RNA 的一些剪接和修飾。復(fù)制 一些病毒或噬菌體基因組由 RNA 而非 DNA 組成。進(jìn)入宿主細(xì)胞后，病毒還可以復(fù)制產(chǎn)生RNA。催化這種 RNA 復(fù)制的酶是 RNA 復(fù)制酶，它是一種 RNA 引導(dǎo)的 RNA 聚合酶 RNA 引導(dǎo)的 RNA 聚合酶。催化合成反應(yīng)是以RNA為模板，RNA鏈的合成按5→3方向進(jìn)行。反應(yīng)機(jī)理類似于以DNA為模板合成RNA。當(dāng)病毒侵入宿主細(xì)胞時，病毒的RNA可以大量復(fù)制 復(fù)制 一些病毒或噬菌體基因組由 RNA 而非 DNA 組成。進(jìn)入宿主細(xì)胞后，病毒還可以復(fù)制產(chǎn)生RNA。催化這種 RNA 復(fù)制的酶是 RNA 復(fù)制酶，它是一種 RNA 引導(dǎo)的 RNA 聚合酶 RNA 引導(dǎo)的 RNA 聚合酶。催化合成反應(yīng)是以RNA為模板，RNA鏈的合成按5→3方向進(jìn)行。反應(yīng)機(jī)理類似于以DNA為模板合成RNA。當(dāng)病毒侵入宿主細(xì)胞時，病毒的RNA可以大量復(fù)制 復(fù)制 一些病毒或噬菌體基因組由 RNA 而非 DNA 組成。進(jìn)入宿主細(xì)胞后，病毒還可以復(fù)制產(chǎn)生RNA。催化這種 RNA 復(fù)制的酶是 RNA 復(fù)制酶，它是一種 RNA 引導(dǎo)的 RNA 聚合酶 RNA 引導(dǎo)的 RNA 聚合酶。催化合成反應(yīng)是以RNA為模板，RNA鏈的合成按5→3方向進(jìn)行。反應(yīng)機(jī)理類似于以DNA為模板合成RNA。當(dāng)病毒侵入宿主細(xì)胞時，病毒的RNA可以大量復(fù)制 這是一種 RNA 指導(dǎo)的 RNA 聚合酶 RNA 指導(dǎo)的 RNA 聚合酶。催化合成反應(yīng)是以RNA為模板，RNA鏈的合成按5→3方向進(jìn)行。反應(yīng)機(jī)理類似于以DNA為模板合成RNA。當(dāng)病毒侵入宿主細(xì)胞時，病毒的RNA可以大量復(fù)制 這是一種 RNA 指導(dǎo)的 RNA 聚合酶 RNA 指導(dǎo)的 RNA 聚合酶。催化合成反應(yīng)是以RNA為模板，RNA鏈的合成按5→3方向進(jìn)行。反應(yīng)機(jī)理類似于以DNA為模板合成RNA。當(dāng)病毒侵入宿主細(xì)胞時，病毒的RNA可以大量復(fù)制