第十章 核酸代谢

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十一章 核酸的代谢,第一节 核酸的消化吸收,核酸的降解过程,核酸酶（磷酸二酯酶）,核苷酸酶（磷酸单酯酶）,核苷磷酸化酶,核酸,核苷酸,核苷,磷酸,嘌呤或嘧啶,戊糖-1-磷酸,核酸酶,：作用于核酸的磷酸二酯酶称为核酸酶,按其作用位置分为:,一.核酸外切酶,：,作用于核酸链的末端（3,端或5,端），逐个水解下核苷酸。,脱氧核糖核酸,外切,酶：只作用于,DNA,核糖核酸,外切,酶:只作用于,RNA,二.核酸内切酶:,从核酸分子内部切断3,，5,-磷酸二酯键。,限制性内切酶：,在细菌细胞内存在的一类能识别并水解外源双链,DNA,的核酸内切酶，可用于特异切割,DNA,常作为工具酶。,某些核酸外切酶对,RNA、DNA,均有作用：,牛脾磷酸二酯酶,3,-核苷酸,蛇毒磷酸二酯酶,5,-核苷酸,第二节 核苷酸的分解代谢,一、核酸的分解,核苷酸 +,H,2,O,核苷+,Pi,核苷 +,H,2,O,嘌呤（或嘧啶）+戊糖,（核苷水解酶主要存在于植物和微生物体内，并且只能对核糖核苷起作用，对脱氧核糖核苷不起作用。）,核苷+,H,3,PO,4,嘌呤（或嘧啶）+1-磷酸戊糖,（,核苷磷酸化酶,存在广泛）,核苷酸酶,核苷水解酶,核苷磷酸化酶,二、嘌呤的降解,：,这是一个氧化降解过程，不同生物降解的产物不同。,腺嘌呤 鸟嘌呤,H,2,O,H,2,O,NH,3,NH,3,次黄嘌呤,黄嘌呤,H,2,O+O,2,H,2,O,2,H,2,O+O,2,H,2,O,2,尿囊素,尿酸,H,2,O CO,2,+H,2,O,2,2H,2,O+O,2,尿囊酸,尿素,+ 乙醛酸,H,2,O 2H,2,O,4NH,3,+ 2CO,2,（人类和灵长类动物、爬虫、鸟类）,（灵长类以外的哺乳动物）,（植物）,（鱼类、两栖类）,（海洋无脊椎动物）,腺嘌呤脱氨酶,鸟嘌呤脱氨酶,黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤,氧化酶,尿酸氧化酶,尿囊,素酶,尿囊酸酶,脲酶,别,嘌呤醇：,别黄,嘌呤,底物类似物经酶,作用后成为酶的,灭活物，称之为,自杀作用物。,自杀性底物,三、嘧啶的降解,：,这是一个还原降解过程,。,胞嘧啶 尿嘧啶 二氢尿嘧啶,H,2,O NH,3,NAD(P)H+H,+,NAD(P),+,H,2,O,-,丙氨酸,-,脲基丙酸,H,2,O,胸腺嘧啶 二氢胸腺嘧啶,NAD(P)H+H,+,NAD(P),+,H,2,O,-,氨基异丁酸,-,脲基异丁酸,H,2,O,胞嘧啶脱氨酶,二氢尿嘧啶脱氢酶,二氢嘧啶酶,脲基丙酸酶,二氢尿嘧啶脱氢酶,二氢嘧啶酶,脲基丙酸酶,NH,3,+CO,2,+,NH,3,+CO,2,+,第三节,核苷酸的合成,一、嘌呤核苷酸的生物合成,1,N:,来源于天冬氨酸,2、8,C:,来源于甲酸,3、9,N:,来源于谷氨酰胺,4、5,C,和,7,N,:,来自甘氨酸,6,C:,来自,CO,2,PRPP,IMP,FH,4,IMP + Asp,延胡索酸+,AMP,GTP GDP+Pi,腺苷酸的合成,腺苷酸琥珀酸合成酶,腺苷酸琥珀酸裂解酶,羽田杀菌素,（,Asp,的类似物）,鸟苷酸的形成,谷氨酰胺,谷氨酸,IMP,XMP,GMP,ATP,AMP+PPi,H,2,O,NAD,+,NADH+H,+,脱氢酶,合成酶,嘌呤核苷酸的生物合成,（从头合成）,：,嘌呤核苷酸的合成结果直接形成,IMP,IMP,合成从5,-,P-,核糖开始的，在,ATP,参与下先形成,PRPP,嘌呤的各个原子是在,PRPP,的,C1,上逐渐加上去的。由,Asp、Gln,、,Gly,、,甲酸,、,CO,2,提供,N,和,C,四氢叶酸（,FH4）,是一碳单位的载体,嘧啶核苷酸的嘧啶环是由氨甲酰磷酸,和天冬氨酸合成的。,二、嘧啶核苷酸的生物合成,氨甲酰磷酸,天冬氨酸,尿苷酸的生物合成,其合成与嘌呤核苷酸的合成不同，先利用,小分子化合物形成嘧啶环，再与核糖磷酸,（,PRPP）,结合形成,UMP，,其关键的中产物,是乳清酸。其他嘧啶核苷酸由,尿苷酸,转变而来,胞苷酸的生物合成,UMP UDP UTP ATP ADP ATP ADP,UTP + NH,3,+ ATP CTP + ADP + Pi,(,细菌体内),在动物体内,由谷氨酰胺代替氨参加反应提供氨基,UTP +,谷氨酰胺 +,ATP +H,2,O CTP +,谷氨酸+,ADP+Pi,CTP,合成酶,Mg,2+,尿嘧啶核苷酸激酶,核苷二磷酸激酶,CTP,合成酶,三、脱氧核糖核苷酸的生物合成,（大肠杆菌、动物、植物）,NMP +,ATP NDP + ADP,NDP,核糖核苷二磷酸,还原酶,dNDP,SH S,硫氧还蛋白,硫氧还蛋白,SH S,(FAD ),硫氧还蛋,白还原酶,NADP,+,NADPH,+ H,+,（,dADP、dGDP,、,dCDP、dUDP,),激酶,B1 B2,dATP,dGTP,dCTP,dUTP,激酶,其它原核细胞中：,NTP,dNTP,到目前为止，,脱氧核糖核苷酸的生物合成机制仍然不太清楚,VB12、,二氢硫辛酸还原剂,胸腺嘧啶脱氧核苷酸（,dTMP,）,的合成,dUDP,+ H,2,O,dUMP,+ Pi,dCMP,+ H,2,O,dUMP,+ Pi,胸腺嘧啶核苷酸合酶,dUMP,dTMP,N,5,10,亚甲基四氢叶酸,二氢叶酸,酯酶,脱氨酶,甲基化,辅酶,核苷酸的生物合成,CoA,NAD,+,NADP,+,FAD,DNA,的生物合成,DNA,是生物遗传的主要物质基础，生物机体的遗传信息以密码的形式编码在,DNA,分子上，表现为特定的核苷酸排列顺序，并通过,DNA,的复制由亲代传递给子代。在后代的生长发育过程中，遗传信息自,DNA,转录给,RNA,然后翻译成特异的蛋白质，以执行各种生命功能，使后代表现出与亲代相似的遗传性状。,中 心 法 则,1964-1970 劳氏肉瘤病毒的,遗传方式,致癌,RNA,病毒,病毒（复制）,复制,转录,DNA RNA,蛋白质,翻译,逆转录,1958年，遗传信息的单向,复制：,亲代,DNA,或,RNA,在一系列酶的作用下，生成与亲代相同的子代,DNA,或,RNA,的过程。,转录：,以,DNA,为模板，按照碱基配对原则将其所,含的遗传信息传给,RNA，,形成一条与,DNA,链互补的,RNA,的过程。,翻译：,亦叫转译，以,mRNA,为模板，将,mRNA,的密码解读成蛋白质的,AA,顺序的过程。,逆转录：,以,RNA,为模板，在逆转录酶的作用下，生成,DNA,的过程。,Reverse,transcription,一、,DNA,的,复制方式,半保留复制,定义,：,由亲代,DNA,生成子代,DNA,时，每个新形成的子代,DNA,中，一条链来自亲代,DNA，,而另一条链则是新合成的，这种复制方式叫,半保留复制,半保留复制的实验证据:,1958,年,Meselson,和,Stahl,用同位素,15,N,标记大肠杆菌,DNA,首先证明了,DNA,的半保留复制。,DNA,的半保留复制的生物学意义：,DNA,的半保留复制表明,DNA,在代谢上的稳定性，,保证亲代的遗传信息稳定地传递给后代。,DNA,在代谢上的稳定性并非指,DNA,是一种惰性物质。,二、与,DNA,复制有关的酶和蛋白质,原料,：,四种脱氧核苷三磷酸（,dATP、dGTP,、,dCTP、dTTP,),模板,：,以,DNA,的两条链为模板链，合成子代,DNA。,引物,：一小段,RNA(,或,DNA）,为引物，在大肠杆菌,中，,DNA,的合成需要一段,RNA,链作为,引物。,催化因子,1.引物合成酶（引发酶）,：,此酶以,DNA,为模板合成一段,RNA,这段,RNA,作为合成,DNA,的引物（,Primer)。,实质是以,DNA,为模板的,RNA,聚合酶,。,2.,DNA,聚合酶:,以,DNA,为模板的,DNA,合成酶，其催化反应的特点,（1）以四种脱氧核苷酸三磷酸为底物；（2）反应需要有模板的指导；（3）反应需要有3,-,OH,存在；,（4）,DNA,链的合成方向为5, ,3,生物大分子合成：,底物、酶、能量、,模板,（5）,DNA,聚合酶的反应可以利用,DNA,双链作为模板和引物，亦可以单链,DNA,作为模板和引物,（6）,DNA,的体外聚合必须加入少量的,DNA,才能进行。,DNA,在提取过程中易形成切口（,nick）,或缺口（,gap）.,则加入的,DNA,一条链作为模板而另一条链可作为引物。,原核生物中的,DNA,聚合酶,在大肠杆菌中发现有三种,DNA,聚合酶（,用突变株研究其功能,）：,DNA,聚合酶:,单体酶,它具有5,3,聚合酶功能,（对脱氧核苷酸的选择）；,3,5,外切酶活性,（对双链无作用，,校对功能。,但在正常聚合条件下，此活性不能作用于生长链）及,5,3,外切酶活性,（双链有效，主要是对,DNA,损伤的修复，以及,在,DNA,复制时,RNA,引物切除及其空隙的填补）；在,DNA,链的3,形成焦磷酸解（生理意义不大）；无机焦磷酸盐与,dNTP,之间的焦磷酸基交换。,DNA,聚合酶：,多亚基酶，,聚合作用，但聚合活力很低；具有,3,5,外切酶活性。,其它生理功能尚不清楚，可能在修复紫外光引起的,DNA,损伤中起作用。,DNA,聚合酶：,是原核生物,DNA,复制的主要聚合酶,，该酶由,10,种,亚基组成，其中,、形成全酶的核心酶,。具有5,3,DNA,聚合酶活性（,亚基，,速率高）；,具有,3,5,外切酶（,亚基）,的校对功能，提高,DNA,复制的保真性；还具有,5,3,外切酶活性（单链有效，其意义未知）。,（4）,DNA,聚合酶,IV,和,V：,1999,年发现，当,DNA,严重损伤时，诱导产生。,DNA,聚合酶,DNA,聚合酶,DNA,聚合酶,亚基数目 1（单体酶） 1（多亚基酶 ） 1（多亚基酶）,5 3聚合活性 + 中 + 很低 + 很高,3 5外切活性 + + +,（保护,DNA,复制的,忠实性,fidelity,）,5 3,外切活性 + - -,主要是对,DNA,损伤的修复；以及,在,DNA,复制时切除,RNA,引物并填补其留下的空隙。,修复紫外光引起的,DNA,损伤,DNA,复制的主要,聚合酶，还,具有3,-5,外切酶的校对功能，提高,DNA,复制的保真性,在真核细胞内有五种,DNA,聚合酶,（与细菌,DNA,聚合酶的性质基本相同：底物、模板、引物、方向）,定位 细胞核 细胞核 线粒体 细胞核 细胞核,3,-5,外切 - - + + +,酶活性,功能,引物,合成,修复,作用,线粒体,DNA,的复制,核,DNA,的复制,修复,作用,3 .,DNA,连接酶（1967年发现）：,若,双链,DNA,中一条链有切口，一端是3,-,OH，,另一端是5,-磷酸,基,，连接酶可,催化,这两端形成磷酸二酯键，而使切口连接。,但是它不能将两条游离的,DNA,单链连接起来。,大肠杆菌和其它细菌的,DNA,连接酶要求,NAD,+,提供能量，在高等生物和噬菌体中，则要求,ATP,提供能量,。,T4,噬菌体的,DNA,连接酶,不仅能在模板链上连接,DNA,和,DNA,链之间的切口，而且能连接无单链粘性末端的平头双链,DNA。,DNA,连接酶,在,DNA,复制、损伤修复、重组等过程中起重要作用作用,3,5,3,5,OH,P,拓扑异构酶,：,使,DNA,一条链发生断裂和再连接,。,作用是松解负超螺旋,，反应不需要能量。主要集中在活性转录区，同转录有关。,拓扑异构酶,：,使,DNA,两条链发生断裂和再连接。,当引入负超螺旋,时需要由,ATP,提供能量，同复制有关。,二者共同控制,DNA,的,拓扑,结构。,5、解螺旋酶 （解链酶）,：通过水解,ATP,将,DNA,两条链打开。,E.coli,中的,rep,蛋白就是解螺旋酶，还有解螺旋酶,I、II、III。,每解开一对碱基需要水解2个,ATP,分子。,4.,拓扑异构酶：,催化,DNA,的拓扑连环数发生变化的酶，在,DNA,重组修复和其他转变方面起重要作用。,除连环数不同外其它性质均相同的,DNA,分子称为拓扑异构体，引起拓扑异构体反应的酶称为,拓扑异构酶,6.其它蛋白因子：,单链结合蛋白(,SSB-single-strand binding protein),：,稳定已被解开的,DNA,单链，阻止复性和保护单链不被核酸酶降解。,引发前体:,它由多种蛋白质,dnaA、dnaB、dnaC、n、n、n,和,i,组成。,引发前体再与引发酶结合组装成引发体,。,引发体可以沿模板链5,3方向移动,具有识别合成起始,位点的功能，移动到一定位置上即可引发,RNA,引物的合成。,移动和引发均需要,ATP,提供能量，,n,蛋白具有,ATP,酶的活力。引发体的移动与,复制叉,移动的方向相同，与,冈崎片段,的合成方向相反。,三、,DNA,的复制过程,：,（以大肠杆菌为例）,双链的解开,RNA,引物的合成,DNA,链的延伸,切除,RNA,引物，填补缺口，连接相邻的,DNA,片段,1、,双链的解开,一些概念：,DNA,的复制有特定的起始位点，叫做,复制原点,。常用,ori,(,或,o）,表示。许多生物的复制原点都是富含,A、T,的区段。,大肠杆菌染色体,DNA,以及真核生物的细胞器,DNA,为双链环状，只有一个复制原点，而真核生物染色体,DNA,是线性双链分子，含有许多复制起点。,从复制原点到终点，组成一个复制单位，叫,复制子（基因组独立进行复制的单位）,。,复制原点由,DnaA,蛋白识别， 在原点由,DnaB,蛋白（解螺旋酶）将双螺旋解开成单链状态，分别作为模板，合成其互补链(,DNA,双链的解开还需,DNA,拓扑异构酶,、 SSB),在原点处形成一个眼状结构，叫复制眼。,DNA,复制进行时，在眼的两侧出现两个叉子状的生长点(,growth point)，,叫,复制叉,。在复制叉上分布着各种与复制有关的酶和蛋白因子，它们构成的复合物称为,复制体（,replisome,）,复制叉,复制叉,复制叉,起点,复制叉,延伸,延伸,起点,领头链,领头链,随后链,随后链,3,5,3,5,DNA,的双向复制,（2）,RNA,引物的合成,引发体在复制叉上移动，沿模板链5 3的方向移动，与复制叉移动的方向相同，识别合成的起始位点，,DnaB,蛋白活化引物合成酶。引发,RNA,引物的合成。,领头链,先引发开始合成，以原来一条,DNA,单链为模板（3,5),按5,3的方向合成一段,RNA,引物链。领头链开始合成后，随后链也开始合成其引物。引物长度约为几个至10个核苷酸，在引物的5端含3个磷酸残基（,引物酶的底物是核苷三磷酸,），3端为游离的羟基。,（3）,DNA,链的延伸,在,DNA,聚合酶,的催化下，以四种脱氧核糖核苷5-三磷酸为底物，在,RNA,引物的3端以磷酸二酯键连接上脱氧核糖核苷酸并释放出焦磷酸。,DNA,链的延伸同时进行领头链和随后链的合成。两条链方向相反。,领头链,随后链,冈崎片段,半不连续复制,冈崎模型,领头链,在,DNA,复制时，合成方向与复制叉移动的方向一致并连续合成的链。,随从链,在,DNA,复制时，合成方向与复制叉移动的方向相反，形成许多不连续的片段，最后再连成一条完整的,DNA,链。,半不连续复制,在,DNA,复制时，领头链是连续合成的,而随后链的合成是不连续的，这种复制方式称为半不连续复制。,冈崎片段,在,DNA,复制过程中，领头链能连续合成，而随后链只能是断续的合成5,3,的多个短片段，这些不连续的小片段以其发现者的名字命名为冈崎片段。,冈崎片段：,真核生物中100-200个核苷酸（核小体的,DNA,单位）。原核生物中1000-2000个核苷酸（相当于一个顺反子）。,（4）切除,RNA,引物，填补缺口，连接相邻的,DNA,片段,（复制终止）,当新形成的冈崎片段延长至一定长度，其3-,OH,端遇到上一个冈崎片段时即停止合成。,复制叉移动到终止区即停止复制,（大肠杆菌有一个终止区）,。,这时会发生一系列变化：,在,DNA,聚合酶催化下切除,RNA,引物,；,留下的空隙由,DNA,聚合酶催化合成一段,DNA,填补上,；,在,DNA,连接酶,作用下，连接相邻的,DNA,链；,修复掺入,DNA,链的错配碱基,；以,修复方式填补,终止区50-100,bp,的空缺。,这样以两条亲代,DNA,链为模板，各自形成一条新的,DNA,互补链。结果是形成了两个,DNA,双股螺旋分子。,四、真核生物中,DNA,的复制特点,1、真核生物染色体有多个复制起点，多复制眼，呈双向复制，多复制子。,2、冈崎片段长约200,bp,.,3、,真核生物,DNA,复制速度比原核慢。,4、真核生物染色体在全部复制完之前起点不再重新开始复制；而在快速生长的原核中，起点可以连续发动复制。真核生物快速生长时，往往采用更多的复制起点。,5、真核生物有多种,DNA,聚合酶。,6、真核生物线性染色体两端有,端粒,结构，防止染色体间的末端连接。由,端粒酶,负责新合成链5,RNA,引物切除后的填补，亦保持,端粒,的一定长度,。,定义:,以,RNA,为模板，按照,RNA,中的核苷酸顺序合成,DNA,称为逆转录，由,逆转录酶,催化进行。,五、逆转录,+,RNA+,DNA-,RNA+,DNA-,DNA+,病毒,RNA,的逆转录过程,（以前病毒形式引起整合到宿主细胞,DNA,中而使细胞恶性转化）,单链病毒,RNA,RNA-DNA,杂交分子 双链,DNA,（,前病毒）,逆转录酶,逆转录酶,逆转录酶也和,DNA,聚合酶一样，沿5,3,方向合成,DNA，,并要求短链,RNA,作引物。,六、,DNA,的损伤修复,DNA,的损伤：,DNA,在复制时产生错配、病毒基因整合；某些物化因子如紫外光、电离辐射和化学诱变等，破坏,DNA,的双螺旋结构。,从而影响,DNA,的复制，并使,DNA,的转录和翻译也跟着变化，因而表现出异常的特征（生物突变）。,若,DNA,的损伤或错配得不到修复，会导致,DNA,突变。其主要形式：,一个或几个碱基被置换,插入一个或几个碱基,一个或多个碱基对缺失,DNA,的损伤修复,四种修复途径:,光复活,、,切除修复、复组修复和诱导修复（亦称暗修复）。,光复活：,400,nm,左右的光激活光复活酶，专一分解紫外光照射引起的同一条链上,TT（CC CT）,二聚体。（包括从单细胞生物到鸟类，而高等哺乳动物无）,切除修复：,将,DNA,分子中的受损伤部分切除，以完整的那条链为模板再重新合成。特异内切酶、,DNA,聚合酶,、,DNA,外切酶、,DNA,连接酶均参与。（发生在,DNA,复制前）,重组修复,（发生在复制后）：复制时，跳过损伤部位，新链产生缺口由母链弥补，原损伤部位并没有切除但在后代逐渐稀释。,诱导修复：,造成,DNA,损伤或抑制复制的处理均能引起一系列复杂的诱导效应，称为,应急反应（,SOS response）。,此过程诱导产生切除修复和重组修复中的关键蛋白和酶，同时产生无校对功能的,DNA,聚合酶。所以会有2种结果：修复或,变异（进化）,。,DNA,的合成方式：,DNA,的复制：以,DNA,为模板,合成,DNA。,逆转录：以,RNA,为模板合成,DNA。,修复合成,（,DNA,聚合酶,I、,连接酶等）,RNA,的生物合成,一、概念,转录：,以,DNA,的一条链为模板在,RNA,聚合酶催化下，按照碱基配对原则，合成一条与,DNA,链的一定区段互补的,RNA,链的过程称为转录。,以四种核糖核苷三磷酸酸（,NTP）,为底物，形成3,、,5,-磷酸二酯键相连接。,转录的不对称性,：,在,RNA,的合成中，,DNA,的二条链中仅有一条链可作为转录的模板，称为转录的不对称性。,反义链（无意义链，负链）：在,RNA,的转录中，用作模板的,DNA,链称为反义链。,有义链（编码链，正链）在,RNA,的转录中，不作为模板的,DNA,链称为有义链。,二、,RNA,聚合酶,：,大肠杆菌的,RNA,聚合酶,全酶由5种亚,基,2,组成,，,因子与其它部分的结合不是十分紧密，它易于与,2,分离，,没有,、,亚基的酶称为核心酶,只催化链的延长，对起始无作用。,五种亚基的功能分别为：,亚基：,与启动子结合功能。,亚基,：含催化部位，起催化作用，催化形 成磷酸二酯键。,亚基：在全酶中存在，功能不清楚。,亚基,：与,DNA,模板结合功能。,亚基：,识别起始位点。,真核细胞的,RNA,聚合酶,酶类,分布,产物,-,鹅膏蕈碱,对酶的作用,分子量,反应条件,I,核仁,核质,核质,rRNA,5.8SrRNA,18SrRNA,28SrRNA,mRNA,tRNA,5SrRNA,不抑制,低浓度抑制,高浓度抑制,500 000,700 000,700 000,_,低离子强度,要求,Mg,2+,或,Mn,2+,高离子强度,高,Mn,2+,浓度,RNA,聚合酶的特点：,1、反应底物：,NTP，DNA,为模板、,Mg2+,促进聚合反应。,RNA,聚合酶不需要引物，合成方向5,3,。,2、真核生物与原核生物的,RNA,聚合酶结构不同（具体,说明）。,3、,利福平,抑制原核生物,RNA,聚合酶活性；,-,鹅膏蕈碱,抑制真核生物,RNA,聚合酶活性。,三、,RNA,的转录过程,：,（以大肠杆菌为例）,起始位点的识别,转录起始,链的延伸,转录终止,（1）起始位点的识别,RNA,的合成不需要引物,。体外实验证明，不含,亚基的核心酶会随机地在一个基因的两条链上启动，当有,亚基时就会选择正确的起点。,亚基起着识别,DNA,分子上的起始信号（,启动子,指,RNA,聚合酶识别、结合和开始转录的一段,DNA,序列,P459,）的作用。,启动子的结构至少由三部分组成：,-35序列提供了,RNA,聚合酶全酶识别的信号；-10序列是酶的紧密结合位点,（富含,AT,碱基，利于双链打开）,；第三部分是,RNA,合成的起始点。,AACTGT,ATATTA,TTGACA,TATAAT,+1,转录起始点,5,3,3,5,35,序列,Sextama,框,10,序列,Pribnow,框,（2）转录起始,RNA,聚合酶,全酶扫描解链区，找到起始点，然后结合第一个核苷三磷酸。加入的第一个核苷三磷酸常是,GTP,或,ATP，,很少是,CTP，,不用,UTP。,所形成的,启动子、全酶和核苷三磷酸复合物称为三元起始复合物,，第一个核苷三磷酸一旦掺入到转录起始点，,亚基就会被释放脱离核心酶。,因子仅与起始,有关，,RNA,的合,成一旦开始,，,便被释放,E,-35,-10,pppG,或,pppA,5,5,3,3,模板链,（3）,RNA,链的延伸,DNA,分子和酶分子发生构象的变化，核心酶与,DNA,结合比较松弛，可沿,DNA,模板移动，并按模板顺序选择下一个核苷酸，将核苷三磷酸加到生长的,RNA,链的3-,OH,端，催化形成磷酸二酯键。转录延伸方向从5,3,（,4）转录终止,在,DNA,分子上（基因末端）提供转录停止信号的,DNA,序列称为终止子（,terminators),它能使,RNA,聚合酶停止合成,RNA,并释放出,RNA。,需要,因子（,终止因子,，协助,RNA,聚合酶识别终止信号）帮助，,因子能与,RNA,聚合酶结合但不是酶的组分，它的作用是阻止,RNA,聚合酶向前移动，于是转录终止，并释放出已转录完成的,RNA,链。,不依赖于,因子。强终止子序列有两个明显的特征：（ 1 ）在终止点之前具有一段富含,G-C,的回文区域。（2）富含,G-C,的区域之后是一连串的,dA,碱基序列，它们转录的,RNA,链的末端为一连串,U（,连续6个）,。,弱终止子：,缺少回文结构,强终止子,：,有回文结构,四、,RNA,的转录后加工,在细胞内，由,RNA,聚合酶合成的原初转录物（,primary transcript）,往往需要一系列的变化，包括链的裂解、5,和3,末端的切除和特殊结构的形成、核苷的修饰、以及拼接和编辑等过程，才转变为成熟的,RNA,分子。此过程总称为,RNA,的成熟,或称为,RNA,的转录后加工。,1、,mRNA,前体的,加工,：,原核生物,的,mRNA,转录后,一般,不需要加工，转录的同时即进行翻译（半寿期短）。亦有少数多顺反子的,mRNA,需要核酸酶切成小单位，然后再翻译。,真核生物,mRNA（,半寿期较长）原初转录物很大，在加工过程中形成许多分子大小不等的中间物，它们被称为,核内不均一,RNA（heterogeneous nuclear,RNA,hnRNA,),，,需要进一步进行加工修饰转化为,mRNA。,加工包括：,（1）,hnRNA,被剪接,，把内含子,（,DNA,上非编码序列）,转录序列剪掉，把,外显子,（,DNA,上的编码序列）,转录序列,拼接,上(真核生物一般为不连续基因)。,（2）3,端添加,polyA,“,尾巴,”,；,（3）5,端连接,“,帽子,”,结构（,m,7,G,5,ppp,5,NmpNp-）；,（4）,分子内部的核苷酸甲基化修饰。,2、,tRNA,前体的加工：,原核与真核生物的,tRNA,转录后都需要加工。包括：,（1）由核酸内切酶,切除前体上3,和5,端上多余的核苷酸；,（2）,由核酸外切酶逐个在,3,切去附加序列，进行修剪。,（3）3,端添加,CCA,OH,序列，由核苷酰转移酶催化。,（接受活化,AA）,（4）,核苷的,一些特定的碱基和戊糖进行,修饰。,原核与真核生物的,rRNA,转录后也都需要进行加工。,原核：刚转录的,rRNA,为30,S，,先在特定的碱基上进行甲基化（核糖2,-羟基）修饰，后逐步裂解（核酸酶的切割）。,真核：45,S,（,哺乳动物）,、38,S,（,果蝇）,、37,S,（,酵母）,P16,P23,P5,16,S,23,S,5,S,（,一般不含甲基化）,28,S,18,S,5.8,S,3、,rRNA,前体,的加工：,45,S,或38,S,37,S,26,S,17S,5.8S,真核,rRNA,的甲基化程度比原核高,（,核糖2,-羟基）,rRNA,原初,转录物,研究四膜虫,rRNA,前体的拼接时发现,ribozyme,