RNA合成2005.6 生物化学 教学ppt课件.ppt
《RNA合成2005.6 生物化学 教学ppt课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《RNA合成2005.6 生物化学 教学ppt课件.ppt(40页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、内容概要:,第一节 依赖DNA的RNA合成,一、RNA聚合酶,二、模板链与非模板链,三、E.coli RNA聚合酶的组成与功能特征,四、转录的基本过程,第二节 RNA合成的起始,小 结,第三节 RNA合成的终止,第四节 真核生物细胞核RNA聚合酶,第六节 以RNA为模板的DNA和RNA合成,第五节 新生RNA的剪切和修饰,第十二章 RNA的生物合成,引 言,生物遗传信息传递的化学本质,在分子水平看就是:,DNA,RNA,复制本质:遗传信息全部传递给子代DNA分子。随分裂DNA进入子细胞,通过表达的蛋白质控制生长发育。,蛋白质,转录,翻 译,蛋白质是生命活动的体现者,不同时期DNA表达不同蛋白质
2、从而控制整个生命活动过程。,在生物体体系DNA如何指导RNA合成?,第一节 原核生物RNA的合成,一、RNA聚合酶催化RNA合成的酶,RNA聚合酶全称:依赖DNA的RNA聚合酶(DNA-dependent RNA polymerase),简称RNA聚合酶(RNA polymerase)。又称为转录酶(transcriptase)。,n1ATP,n2GTP,n3CTP,n4UTP,DNA(模板),Mg2+,RNA聚合酶,RNA+(n1+n2+n3+n4)PPi,RNA聚合酶催化如下的反应:,RNA合成中底物或原料,转录最大特点:信息传递具有选择性,转录时DNA两条链中只有其中一条链作模板;因为转
3、录 的RNA只能与变性DNA中的一条链形成杂种分子。,转录的RNA仅拷贝了DNA中的某个片段的信息(部分功能单位-基因);,处于转录过程的DNA和正在被合成的RNA用图示意如下:,新合成RNA,模板链,非模板链,历时近半个世纪已经解决的基本问题:,1、RNA聚合酶如何催化RNA合成?2、此时此刻被转录的信息由谁来识别?3、RNA合成基本过程如何?,Uchoa(西班牙)Kornberg因基因表达研究富有成果分享1959年诺贝尔医学奖;1965年Jacob Monod(法)提出并证实操纵子学说与woff分享诺贝尔医学奖;1975年Tiemin Baltimore由于发现肿瘤病毒逆转录酶,共享诺贝尔
4、生理医学奖;,DNA,RNA聚合酶,E.coli 中正在工作的RNA聚合酶催化的转录过程:,转录泡17bp,模板链(非编码链),RNA5,非模板链(编码链),RNA-DNA 杂螺旋,活性位点:RNA3端逐个添加NMP;速度:5090nt/s,RNA合成方向53,RNA聚合酶沿模板链从35移动,模板DNA,OH,RNA聚合酶在引物3-OH上添加单核苷酸催化机理:,进位的NTP受活性中心模板上碱基限制:互补原则决定进位的核苷三磷酸和被添加在3-端的核苷酸种类。,进位后聚合酶作用下形成3-磷酸酯键,单核苷酸被添加上。,用于指导RNA合成的链叫模板链,也称为负链或无意义链。,互补于模板链的DNA链叫非
5、模板链,也叫正链或有意义链。,5GACAACTTGAGAACCG 3非模板链(编码链)3CTGTTGAACTCTTGGC5 模板链,5AACUUGAGAA 3RNA,二、模板链与非模板链,DNA,RNA聚合酶全酶:,每个分子含5个亚基:2-核心酶(core enzyme);-起始因子,三、E.coli RNA聚合酶的组成与功能特征,四、转录的基本过程,起始,RNA聚合酶从起始位点开始转录,合成pppNpN后,因子解离。延伸由核心酶完成。,核心酶,延伸,核心酶沿DNA模板链从35移动在反应中心于RNA 3逐个添加核苷酸。,终止,核心酶遇到终止子后,RNA自动脱离核心酶或在因子帮助下脱离核心酶,终
6、止合成。,复制起始:,RNA合成起始位点与其上游存在的聚合酶识别位点、结合位点构成的特有DNA序列。,DNA模板链对RNA合成起指导作用的第一个碱基计为+1区;也叫起始位点;在编码链中一般为A或G。,5GCCAUGAATTGACACCAGAGCCGGAAAGAACATATAATCACCACACCAACGA3,DNA编码链,起始位点,正区,负区,下游,上游,-10区(称为Pribnow框70因子紧密结合区),-35区(识别区,即70因子识别结合区),启动子:DNA分子中用于转录起始的三个特殊碱基序列构成。,核心酶,pppApN3OH,RNA合成起始,脱离核心酶,后续的RNA合成由核心酶完成,大肠
7、杆菌因子的编码基因及启动子的特征,70,32,54,起始因子,启动基因,功能,35区核心序列,序列长度,10区核心序列,rpoD,rpoH,rpoN,TTGACA,TCTCNCCCTTGAA,CTGGNA,许多,热休克,参与氮代谢,1618,1315,6,TATAAT,CCCATNTA,TTGCA,因子 被启动基因 功能 35区 间距 10区 70 rpoD 许多 TTGACA 1618 32 rpoH 热休克 TCTCNCCCTTGAA 1315 54 rpoN 参与氮代谢 CTGGNA 6,RNA合成的终止,真核生物中转录终止过程仍不清楚,在E.coli染色体DNA中已知的至少有两种终止信
8、号:,1、具有转录成自身互补序列的区域,它能在RNA链末端之前1520个核苷酸为中心处形成一个发夹式结构,该结构能够的形成能打断转录复合物中的RNA-DNA杂交部分,使RNA从整个复合物解离。,不依赖于因子的终止子有两个特性:,依赖于因子(蛋白质)的终止子;不依赖于因子的终止子。,2、由模板链上polyA转录而成的RNA3端具有polyU序列RNA-polyU与DNA-polyA结合很不稳定,很容易从模板DNA上解离而终止合成。,CCCACACCCGGCGCCTAATGAGCGCCGATTTTTTTT,GGGTGT GGGCCGCGGAT TAGTCGCGGCTAAAAAAA,3,3,5,5,
9、回文结构,富含GC区,模板链,转录方向,富含GC,不富含G:C,不依赖于因子的终止信号转录的RNA,依赖于因子的终止信号转录的RNA,富含AT区,AAAAAA,AAAAAA,UUUUUU,不依赖于因子的终止信号终止过程,UUUUUU,不依赖于因子终止信号中的polyU与模板结合疏松,会使得RNA与模板结合不牢固很容易从复合体解离。依赖于因子的终止信号则没有polyU,因此需要因子帮助才能使合成的RAN从核心酶上脱落。因子能沿着RNA从53滑动至核心酶中心,使合成的RNA从模板上解离。,UUUUUU,CGATAG,CGATAG,GCUAUC,依赖于因子的终止信号终止过程,不依赖于因子终止信号中的
10、polyU与模板结合疏松,会使得RNA与模板结合不牢固很容易从复合体解离。依赖于因子的终止信号则没有polyU,需要因子帮助才能使合成的RAN从核心酶上脱落。因子能沿着RNA从53滑动至核心酶中心,使合成的RNA从模板上解离。,GCUAUC,第二节 真核生物核的RNA合成,负责核糖体rRNA18S、5.8S、28S的前体合成,1.全酶结构比原核生物的复杂,起始因子(因子)种类多;2.已发现的有聚合酶有三种;合成过程与原核细胞基本相同;3.线粒体中具有不同于原核生物中的RNA聚合酶(小分子)。,一、真核生物RNA聚合酶特点,主要功能,-1,RNA polase,合成mRNA前体及大多数snRNA
11、,合成5s rRNA前体和一些小RNA前体,存在,核仁,核质,核质,-2,合成tRNA前体,核质,二、真核细胞与原核细胞转录主要区别,1.真核细胞中RNA聚合酶为聚合酶、和,并具有高 度的分工,不同的聚合酶负责合成不同的RNA。,2.真核细胞启动子比原核细胞启动子更复杂和更多样性,不同的RNA聚合酶能识别不同的启动子。,RNA聚合酶、和 分别识别、和 类启动子。,RNA聚合酶识别的类启动子主要包括4个部位:,碱基大多数为A-T碱基对,25区富含AT的7个核苷酸。类似于原核启动子10区的Pribnow。,75区的共有序列:GGNCAATCT,其中N为C或T。,100或更远的、增强转录速率的短在序
12、列。,转录起始部位:,TATA框(TATAbox):,CAAT框(CAATbox):,增强子(enhancer):,RNA polase,合成mRNA前体及大多数snRNA,核质,真核生物RNA聚合酶的启动子结构,调节序列,TATAAA,起始位点,GGCCAATCT,+1区,起始位点上游或下游附近特殊的序列,启动子,-75区,-25区,3.原核细胞靠RNA聚合酶本身识别启动子,而真核细胞的RNA无法识别启动子,要靠转录因子(transcription factor,TF)识别启动子。,转录因子(transcription factor,TF)是指参与转录起始有关的一类功能蛋白质。转录因子的功能
13、是与启动子结合,通过蛋白质与蛋白质的相互作用,将RNA聚合酶锚于启动子处,促进基因转录。,真核细胞转录因子对应于RNA聚合酶、和,分别称为TF、TF和TF。其中TF种类较多,功能复杂,但研究也较深入。现在已经发现的TFA、TFB、TFC、TFD、TFE、TFF、TFH、TFJ等。,TF(transcription factor)的功能:,TF(transcription factor)的种类:,TFA-J是能识别结合TATA序列附近的蛋白质因子,称为通用转录因子(general factors,GTF),或称为基本转录因子(basal transcription)。,通用转录因子,(basal
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- RNA合成2005.6 生物化学教学ppt课件 RNA 合成 2005.6 生物化学 教学 ppt 课件
链接地址:https://www.31ppt.com/p-3909546.html