《生物化學(xué)：第三節(jié) RNA的生物合成》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《生物化學(xué)：第三節(jié) RNA的生物合成（32頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、l 在在RNA聚合酶的催化下，以一段聚合酶的催化下，以一段DNA鏈為模鏈為模板合成板合成RNA，從而將，從而將DNA所攜帶的遺傳信息所攜帶的遺傳信息傳遞給傳遞給RNA的過程稱為的過程稱為轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄。l經(jīng)轉(zhuǎn)錄生成的經(jīng)轉(zhuǎn)錄生成的RNA有多種，主要的是有多種，主要的是rRNA，tRNA，mRNA，snRNA和和HnRNA。transcription.swf一、轉(zhuǎn)錄的不對(duì)稱性一、轉(zhuǎn)錄的不對(duì)稱性l轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄(transcription)(transcription)的不對(duì)稱性就是指的不對(duì)稱性就是指以雙鏈以雙鏈DNA中的一條鏈作為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)中的一條鏈作為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，從而將遺傳信息由錄，從而將遺傳信息由DNA
2、傳遞給傳遞給RNA。l對(duì)于不同的基因來說，其轉(zhuǎn)錄信息可以存在于對(duì)于不同的基因來說，其轉(zhuǎn)錄信息可以存在于兩條不同的兩條不同的DNA鏈上。能夠轉(zhuǎn)錄鏈上。能夠轉(zhuǎn)錄RNA的那條的那條DNA鏈稱為鏈稱為有意義鏈有意義鏈( (模板鏈），而與之互補(bǔ)模板鏈），而與之互補(bǔ)的另一條的另一條DNA鏈稱為鏈稱為反意義鏈反意義鏈（編碼鏈）。（編碼鏈）。有意義鏈有意義鏈反意義鏈反意義鏈553355二、轉(zhuǎn)錄的連續(xù)性二、轉(zhuǎn)錄的連續(xù)性lRNA轉(zhuǎn)錄合成時(shí)，以轉(zhuǎn)錄合成時(shí)，以DNA作為模板，在作為模板，在RNA聚合酶的催化下，連續(xù)合成一段聚合酶的催化下，連續(xù)合成一段RNA鏈，各條鏈，各條RNA鏈之間無需再進(jìn)行連鏈之間無需再進(jìn)行連接。
3、接。l合成的合成的RNA中，如只含一個(gè)基因的遺傳中，如只含一個(gè)基因的遺傳信息，稱為信息，稱為單順反子單順反子；如含有幾個(gè)基因；如含有幾個(gè)基因的遺傳信息，則稱為的遺傳信息，則稱為多順反子多順反子。 三、轉(zhuǎn)錄的單向性三、轉(zhuǎn)錄的單向性lRNA轉(zhuǎn)錄合成時(shí)，只能向一個(gè)方向進(jìn)行轉(zhuǎn)錄合成時(shí)，只能向一個(gè)方向進(jìn)行聚合，所依賴的模板聚合，所依賴的模板DNA鏈的方向?yàn)殒湹姆较驗(yàn)?5，而，而RNA鏈的合成方向?yàn)殒湹暮铣煞较驗(yàn)?3。 四、有特定的起始和終止位點(diǎn)四、有特定的起始和終止位點(diǎn)lRNA轉(zhuǎn)錄合成時(shí)，只能以轉(zhuǎn)錄合成時(shí)，只能以DNA分子中的分子中的某一段作為模板，故存在特定的起始位某一段作為模板，故存在特定的起始位點(diǎn)
4、和特定的終止位點(diǎn)，特定起始點(diǎn)和特點(diǎn)和特定的終止位點(diǎn)，特定起始點(diǎn)和特定終止點(diǎn)之間的定終止點(diǎn)之間的DNA鏈構(gòu)成一個(gè)鏈構(gòu)成一個(gè)轉(zhuǎn)錄單轉(zhuǎn)錄單位位，通常由轉(zhuǎn)錄區(qū)和有關(guān)的調(diào)節(jié)序列構(gòu)，通常由轉(zhuǎn)錄區(qū)和有關(guān)的調(diào)節(jié)序列構(gòu)成。成。 一、底物一、底物l四種核糖核苷酸，即四種核糖核苷酸，即ATP，GTP，CTP，UTP。 二、模板二、模板l以一段單鏈以一段單鏈DNA作為模板。作為模板。 三、三、RNA聚合酶（聚合酶（DDRP）l這是一種不同于引物酶的依賴這是一種不同于引物酶的依賴DNA的的RNA聚合酶。該酶在單鏈聚合酶。該酶在單鏈DNA模板以及模板以及四種核糖核苷酸存在的條件下，不需要四種核糖核苷酸存在的條件下，不需要
5、引物，即可從引物，即可從53聚合聚合RNA。 四、終止因子四、終止因子 1蛋白蛋白：這是一種六聚體的蛋白質(zhì)，：這是一種六聚體的蛋白質(zhì)，亞基的分子量為亞基的分子量為50kd。該蛋白因子能識(shí)。該蛋白因子能識(shí)別終止信號(hào)，并能與別終止信號(hào)，并能與RNA緊密結(jié)合，導(dǎo)緊密結(jié)合，導(dǎo)致致RNA的釋放。的釋放。 2nusA蛋白：為一分子量蛋白：為一分子量69kd的酸性的酸性蛋白，它能與蛋白，它能與RNA及及RNA聚合酶相結(jié)合，聚合酶相結(jié)合，在終止部位使兩者被釋放。在終止部位使兩者被釋放。 五、激活因子五、激活因子l目前已知激活因子為目前已知激活因子為降解產(chǎn)物基因激活降解產(chǎn)物基因激活蛋白（蛋白（CAP），又稱為）
6、，又稱為cAMP受體蛋白受體蛋白（CRP）。是一種二聚體蛋白質(zhì)，亞基。是一種二聚體蛋白質(zhì)，亞基分子量為分子量為23kd。該蛋白與。該蛋白與cAMP結(jié)合后，結(jié)合后，刺激刺激RNA聚合酶與起始部位結(jié)合，從而聚合酶與起始部位結(jié)合，從而起始轉(zhuǎn)錄過程。起始轉(zhuǎn)錄過程。 一、識(shí)別一、識(shí)別l原核生物原核生物RNA聚合酶中的聚合酶中的因子識(shí)別轉(zhuǎn)錄起始因子識(shí)別轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)，并促使核心酶結(jié)合形成全酶復(fù)合物。點(diǎn)，并促使核心酶結(jié)合形成全酶復(fù)合物。l被辨認(rèn)的區(qū)段就是位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)被辨認(rèn)的區(qū)段就是位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)-35-35區(qū)的區(qū)的TTGACATTGACA序列序列。l酶與該區(qū)結(jié)合后，即滑動(dòng)至酶與該區(qū)結(jié)合后，即滑動(dòng)至-10-10
7、區(qū)的區(qū)的TATAATTATAAT序序列列（PribnowPribnow盒）盒） ，并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。，并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。 l位于基因上游，與位于基因上游，與RNA聚合酶識(shí)別、結(jié)聚合酶識(shí)別、結(jié)合并起始轉(zhuǎn)錄有關(guān)的一些合并起始轉(zhuǎn)錄有關(guān)的一些DNA順序稱為順序稱為啟動(dòng)子啟動(dòng)子（promoter)promoter)。 l真核生物的轉(zhuǎn)錄起始區(qū)上游也存在一段真核生物的轉(zhuǎn)錄起始區(qū)上游也存在一段富含富含TA的順序，被稱為的順序，被稱為Hogness盒盒或或TATA盒。盒。 l除此之外，在真核生物中還可見到其他除此之外，在真核生物中還可見到其他帶共性的序列，如帶共性的序列，如CAAT盒及盒及GC盒盒等。等。l真核生物的轉(zhuǎn)錄起
8、真核生物的轉(zhuǎn)錄起始較為復(fù)雜。目前始較為復(fù)雜。目前已知已知RNA聚合酶聚合酶至少有六種不同的至少有六種不同的蛋白因子參與轉(zhuǎn)錄蛋白因子參與轉(zhuǎn)錄復(fù)合體的形成。這復(fù)合體的形成。這些蛋白因子被稱為些蛋白因子被稱為轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子（trans-criptional factor, TF)。包括。包括 TFA，TFB，TFD，TFE，TFF，TF-I。 轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子 功功 能能TFA 穩(wěn)定穩(wěn)定TFD結(jié)合結(jié)合TFB 促進(jìn)促進(jìn)pol 結(jié)合結(jié)合TFD 辨認(rèn)辨認(rèn)TATA盒盒TFE ATPase TFF 解旋酶解旋酶真核生物真核生物RNA聚合酶聚合酶轉(zhuǎn)錄因子及其功能轉(zhuǎn)錄因子及其功能二、起始二、起始lRNA聚合酶全
9、酶促使局部雙鏈解開，并聚合酶全酶促使局部雙鏈解開，并催化催化ATP或或GTP與另外一個(gè)三磷酸核苷與另外一個(gè)三磷酸核苷聚合，形成第一個(gè)聚合，形成第一個(gè)3,5-磷酸二酯鍵。磷酸二酯鍵。 三、延長三、延長l因子從全酶上脫離，余下的核心酶繼續(xù)沿因子從全酶上脫離，余下的核心酶繼續(xù)沿DNA鏈移動(dòng)，按照堿基互補(bǔ)原則，不斷聚合鏈移動(dòng)，按照堿基互補(bǔ)原則，不斷聚合RNA。 四、終止四、終止lRNA轉(zhuǎn)錄合成的終止機(jī)制有兩種：轉(zhuǎn)錄合成的終止機(jī)制有兩種： 1自動(dòng)終止：自動(dòng)終止：模板模板DNA鏈在接近轉(zhuǎn)錄鏈在接近轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)處存在相連的富含終止點(diǎn)處存在相連的富含GC和和AT的區(qū)的區(qū)域，使域，使RNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物形成寡聚轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物
10、形成寡聚U及發(fā)夾及發(fā)夾形的二級(jí)結(jié)構(gòu)，引起形的二級(jí)結(jié)構(gòu)，引起RNA聚合酶變構(gòu)及聚合酶變構(gòu)及移動(dòng)停止，導(dǎo)致移動(dòng)停止，導(dǎo)致RNA轉(zhuǎn)錄的終止。轉(zhuǎn)錄的終止。 2依賴輔助因子的終止：依賴輔助因子的終止：由終止因子由終止因子(因子因子)識(shí)別特異的終止信號(hào)，并促使識(shí)別特異的終止信號(hào)，并促使RNA的釋放。的釋放。 一、一、mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工的轉(zhuǎn)錄后加工 1加帽加帽(adding cap)：l即在即在mRNA的的5-端加上端加上m7GTP的結(jié)構(gòu)。的結(jié)構(gòu)。此過程發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)，即此過程發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)，即HnRNA即可即可進(jìn)行加帽。進(jìn)行加帽。l加工過程首先是在磷酸酶的作用下，將加工過程首先是在磷酸酶的作用下，將5-
11、端的磷酸基水解，然后再加上鳥苷三端的磷酸基水解，然后再加上鳥苷三磷酸，形成磷酸，形成GpppN的結(jié)構(gòu)，再對(duì)的結(jié)構(gòu)，再對(duì)G進(jìn)行進(jìn)行甲基化。甲基化。 2加尾加尾(adding tail)：l這一過程也是細(xì)胞核內(nèi)完成，首先由核這一過程也是細(xì)胞核內(nèi)完成，首先由核酸外切酶切去酸外切酶切去3-端一些過剩的核苷酸，端一些過剩的核苷酸，然后再加入然后再加入polyA。polyA結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)與mRNA的半壽期有關(guān)。的半壽期有關(guān)。 3剪接（剪接（splicing)：l真核生物中的結(jié)構(gòu)基因基本上都是斷裂真核生物中的結(jié)構(gòu)基因基本上都是斷裂基因。結(jié)構(gòu)基因中能夠指導(dǎo)多肽鏈合成基因。結(jié)構(gòu)基因中能夠指導(dǎo)多肽鏈合成的編碼順序被稱
12、為的編碼順序被稱為外顯子外顯子，而不能指導(dǎo)，而不能指導(dǎo)多肽鏈合成的非編碼順序就被稱為多肽鏈合成的非編碼順序就被稱為內(nèi)含內(nèi)含子子。l真核生物真核生物HnRNA的剪接一般需的剪接一般需snRNA參參與構(gòu)成的核蛋白體參加，通過形成套索與構(gòu)成的核蛋白體參加，通過形成套索狀結(jié)構(gòu)而將內(nèi)含子切除掉。狀結(jié)構(gòu)而將內(nèi)含子切除掉。 4內(nèi)部甲基化：內(nèi)部甲基化：l由甲基化酶催化，對(duì)某些堿基進(jìn)行甲基由甲基化酶催化，對(duì)某些堿基進(jìn)行甲基化處理。化處理。 真核生物真核生物mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工修飾的轉(zhuǎn)錄后加工修飾l主要有以下幾種加工方式：主要有以下幾種加工方式：1.切斷切斷2.剪接剪接3.化學(xué)修飾化學(xué)修飾三、三、rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工的轉(zhuǎn)錄后加工1、干擾DNA的模板功能：化學(xué)修飾：絲裂霉素，博萊霉素，滅滴靈，硝基呋喃形成復(fù)合物：放線菌素，柔紅霉素，阿霉素2、抑制與復(fù)制和轉(zhuǎn)錄有關(guān)的酶：復(fù)制：奎諾酮，香豆霉素，新生霉素轉(zhuǎn)錄：利福平1、名詞解釋：、名詞解釋： 半保留復(fù)制，半不連續(xù)復(fù)制，岡崎片斷，半保留復(fù)制，半不連續(xù)復(fù)制，岡崎片斷，逆轉(zhuǎn)錄，啟動(dòng)子，轉(zhuǎn)錄因子逆轉(zhuǎn)錄，啟動(dòng)子，轉(zhuǎn)錄因子2、簡述、簡述DNA復(fù)制的過程復(fù)制的過程3、簡述、簡述RNA生物合成的過程生物合成的過程4、舉例說明利用核酸生物合成原理的抗生素、舉例說明利用核酸生物合成原理的抗生素
生物化學(xué)：第三節(jié) RNA的生物合成
