遗传信息的表达.ppt
第五章 遗传信息的表达 第一部分 转录（tramscription）,转录(transcription)生物体以DNA为模板合成RNA的过程,转录,参 与 转 录 的 物 质：,原料:4种NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)模板:DNA 酶:RNA聚合酶其他蛋白质因子,第一节 模板 和 酶,一 模 板,结构基因（structural gene）,不对称转录,（asymmetric transcription）,*在DNA分子双链上某一区段，一股 链可转录，另一股链不转录；,*模板链并非永远在同一单链上。,二 RNA 聚合酶,1 原核生物的 RNA聚合酶:,核心酶 core enzyme,全酶 holoenzyme,2 真核生物的RNA聚合酶,种类,对鹅膏蕈碱 的反应,45S-rRNA,hnRNA,5S-rRNAtRNA、snRNA,耐受,极敏感,中度敏感,转录产物,三 模板和酶的辨认、结合,一个转录区段可视为一个转录单位，称为操纵子（operon，包括 若干个结构基因及其上游的调控序列。,启动子的研究：(RNA聚合酶保护法),保守序列（一致性序列）,第二节 转录过程,一 转录起始,转录起始需解决两个问题：1、RNA聚合酶必须准确地结合在 转录模板的起始区域 2、DNA双链解开，使其中的一条 链作为转录的模板,（一）原核生物的转录起始,2 DNA双链解开,形成转录空泡,1 RNA聚合酶全酶(2)与模板结合,3 在RNA聚合酶作用下 发生第一次聚合反应,5-pppGpN OH+ppi,RNApol-DNA-pppGpN-OH,pppG,NTP,pppGpN-OH,起始复合物:,5-pppG-OH+NTP,（二）真核生物的转录起始,也需要RNA聚合酶辨认、结合转录起点上游的DNA序列，生成起始复合物。,顺式作用元件-真核生物结构基因上游的调控区存 在的相似或一致性的DNA序列。,-GCGC-CAAT-TATA,转录起始,TATA 盒,CAAT 盒,G C 盒,结 构 基 因,增强子,顺式作用元件,D,TATA,A,B,F,E,反式作用因子-直接或间接辨认、结合顺式 作用元 件并影响其功能的蛋白质。,RNA聚合酶与模板DNA的结合需一系列转录因子(TF)的参与。,RNA聚合酶,二 转录延长,1、亚基脱落，RNA pol 聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移；,2、在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链 不 断延长。,(NMP)n+NTP(NMP)n+1+PPi,5,3,原核生物转录过程中的现象,三 转录终止,-RNA聚合酶在DNA模板 上停止前进，转录产物RNA链从转录复合物上脱落下来,(一)原核生物的转录终止,1、依赖 因子（Rho)的转录终止,2、不依赖 因子的转录终止,DNA模板上靠近终止处，有些特殊的碱基序列，转录出RNA后，RNA产物形成特殊的结构来终止转录。,5pppG,5 3,35,茎环结构使转录终止：,1，使RNA聚合酶变构2，使转录复合物趋于解离，RNA产物释放,RNA-pol,（二）真核生物的转录终止,和转录后修饰密切相关,5-AAUAAA-,5-AAUAAA-,Poly(A),mRNA,第三节 转录后修饰（真核生物）,几种主要的修饰方式：,1、剪 接(splice),2、剪 切(clavage),3、碱 基 修 饰,4、添 加,一 mRNA的转录后加工,（一）首、尾的修饰,1、5 端形成 帽子结构,2、3 端加上 聚腺苷酸（polA）尾巴,5 m7GpppGp(NTP)n,(NTP)n A A A A A A-OH 3,（二）mRNA内的剪接,1、hnRNA 和 snRNA,核内的初级mRNA称为 杂化核RNA（hetero-nuclear RNA,hnRNA),snRNA(small nuclear RNA),（并接体）,核内的蛋白质,核糖核酸蛋白体,snRNA,2、断 裂 基 因、外显子 和 内含子,真核生物的结构基因，由若干个编码区和 非编码区 互相间隔开但又连续镶嵌而成。,断 裂 基 因(splite gene),编码区 A、B、C、D,外显子(exon),内含子(intron),真核生物的结构基因上，能够为特定的蛋白质编码的DNA序列。,真核生物的结构基因上，不能为特定的蛋白质编码的DNA序列。,3、mRNA的剪接,除去hnRNA中的内含子，将外显子连接,(ppG,pppG)pGoH,（三）内含子,1、按基因的类型分为:,主要存在于 线粒体、叶绿体 及 某些低等真核生物 的 rRNA 发现于 线粒体、叶绿体 的 mRNA基因 常见的形成套索后剪接的内含子，见于大多数的mRNA基因 tRNA的基因 及 其初级转录 产物中的内含子,2、按中断基因线性表达的方式分为：,a 翻译前删除内含子b 翻译绕过式内含子c 翻译后删除内含子,3、内含子的功能,物 种 进 化？,基因调控？,二 tRNA 的转录后加工,碱基修饰的方式：,三 rRNA 的转录后加工,四膜虫的rRNA二级结构,rRNA的剪接采用自我剪接方式,具有酶促活性的RNA称为 核酶,（ribozyme）,四膜虫RNA的自我剪接,人工设计的核酶,
