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    生物化学ppt课件(RNA的生物合成).ppt

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    生物化学ppt课件(RNA的生物合成).ppt

    ,第十三章 RNA的合成:转录和加工,DNA的转录转录后加工逆转录,DNA的转录,转录transcription:指遗传信息从DNA转移到RNA的过程,即以DNA为模板,由依赖DNA的RNA聚合酶催化RNA合成的过程,参与转录的各因素:,1.依赖DNA的RNA聚合酶:,作用特点:(1)以4种核糖核苷三磷酸NTP作为底物,反应需要Mg2的参与(2)需要适当的DNA作为模板(3)合成的RNA链方向也为53(4)反应无需引物,直接以DNA为模板合成新的RNA链(5)RNA聚合酶无校对功能,依赖DNA的RNA聚合酶催化的转录是不对称的:,在体内转录过程中,DNA双链中只有一条链或者某个区段作为模板进行转录。参与转录的DNA链被称为模板链(反义链),而另一条链则被称为编码链(正义链)。RNA含有与编码链几乎完全相同的碱基序列,除了以U代替T以外。,E.Coli RNA聚合酶:含有2 亚基,其中2 构成核心酶,负责转录过程中RNA链的延伸。,起始亚基,为转录起始所必需,功能未知,E.Coli RNA聚合酶的三维构像图,2.转录单位:RNA链的合成是从模板特定的部位起始的,经过链的延伸终止于特定的模板部位。一般将从转录起始点到转录终止点的整个区域称为转录单位。,参与转录的各因素:,参与转录的各因素:,3.启动子结构:启动子是指RNA聚合酶识别、结合并由此启动转录的一段DNA序列,位于转录起点的5端上游区,启动子本身一般是不被转录的。,E.Coli 中的两个启动子序列:-10序列(Pribnow框):TATAAT-35序列(识别序列):TTGACA,E.Coli 中不同基因的启动子序列,-10序列(Pribnow框),-35序列(识别序列),-35序列(识别序列),转录的起始,原核生物转录的过程:,1.模板的识别和转录泡的形成:,亚基,转录泡结构,RNA聚合酶,模板链,非模板链,原核生物转录的过程:2.转录的起始:RNA聚合酶到达转录起始点,开始催化核苷三磷酸按照模板链上的碱基顺序合成RNA。此时亚基从全酶上脱离下来,解离后的亚基再与另一个核心酶组成全酶开始下一轮转录。3.RNA链的延伸:转录泡延着模板链3 5方向不断移动,转录泡内RNA链的5端方向1012个核苷酸始终与模板链形成杂合体。4.转录的终止:当RNA聚合酶达到终止子时,RNA转录将终止,转录的进行,终止子:具有终止功能的特定的DNA序列,为RNA聚合酶提供终止转录信号的DNA序列。,(1)不依赖于因子的终止子:含有一个或多个富含GC的回文对称序列;含有一个多聚的A或T序列在回文序列后。,AGCCCGCCTAATGGCGGGCTTCGGGCGGATTACCGCCCGA,AGCCCGCCUAAUGGCGGGCU,转录的终止,不依赖于因子的转录终止,(2)依赖于因子的终止子:这类终止子必须在因子存在下转录才发生终止。这类终止子的回文结构中不含GC富集区,回文结构后也无寡聚U。因子:一种相对分子量约为45kD的蛋白质因子,起协助终止的作用。,依赖于因子的转录终止,真核生物的转录:真核生物含有三种RNA聚合酶,根据它们对于-鹅膏蕈碱 敏感度的不同,分为RNA聚合酶、。真核生物的RNA聚合酶不能直接识别启动子起始转录,必须在其他的转录因子的帮助下开始转录。真核生物DNA含有复杂的转录调控结构,真核生物三种RNA聚合酶的比较,转录后加工,在体内,尤其是真核生物体内,由DNA直接转录合成的RNA大多数要经过一系列的后加工才能生成成熟的RNA的过程,称为转录后加工。,原核生物体内的RNA后加工:原核生物的mRNA通常一经转录即进行翻译,大多不进行转录后加工。但tRNA和rRNA都要在转录后经过一系列加工才能成为有功能的分子。,原核生物中rRNA前体的加工:E.Coli 中rRNA 有7个转录单位,每个转录单位由16s rRNA、23s rRNA、5s rRNA以及一个或几个tRNA基因组成。,甲基化,切除,真核生物体内RNA的转录后加工:真核生物体内的tRNA和rRNA和原核生物有些类似,但真核生物的mRNA前体必须经过复杂的加工过程。,1.真核生物中rRNA前体的加工:哺乳动物的rRNA 前体约为45S,在细胞核中加工最后形成18S、28S和5.8S rRNA.,2.真核生物中tRNA前体的加工:通过核酸内切酶和外切酶去除5及3端的附加序列;在3端加上CCA序列;核苷的修饰,3.真核生物中mRNA前体的加工:在细胞核内,mRNA的初始转录物被加工为分子大小不等的中间产物,称为核不均一RNA(hnRNA)。hnRNA在转变为成熟的mRNA的过程中,需经以下的进一步加工:,(1)5端加“帽”:,真核生物mRNA 5端“帽”结构,5,5-三磷酸键,7-甲基鸟苷,真核生物mRNA 5端“帽”结构,真核生物mRNA 5端加“帽”过程,鸟苷酰转移酶,磷酸水解酶,鸟嘌呤-7-甲基转移酶,2-O-甲基转移酶,(2)3端加polyA 尾:,AAUAAA:最主要的polyA信号,Poly A聚合酶,内切酶,(3)内含子的剪切:大多数真核基因是断裂基因,其转录产物中同时含有内含子(插入序列)和外显子(编码序列)。在mRNA的后加工过程中,将通过拼接(splicing)去除内含子,使外显子成为连续序列。,真核生物的mRNA剪切,外显子,内含子,初级转录物,中间体,剪接的RNA,内含子,外显子,真核生物的mRNA剪切模式(1),2,5-磷酸二酯键,真核生物的mRNA剪切模式(2),相同的转录产物,不同的剪接方式,最终可生成不同的蛋白质,降钙素,甲状腺,脑,降钙素基因相关肽,真核生物mRNA剪切举例,卵清蛋白,逆转录,逆转录:是指以RNA为模板合成DNA的过程。,催化逆转录反应的酶称为逆转录酶,也称为RNA指导的DNA聚合酶。,Summary,DNA的转录:原核生物中DNA的转录过程转录后加工:tRNA,rRNA,mRNA的转录后加工真核生物中mRNA的转录后加工:断裂基因,外显子,内含子逆转录的概念,

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