RNA的合成转录和加工学习教案

会计学1RNA的合成的合成(hchng)转录和加工转录和加工第一页，共43页。第1页/共42页第二页，共43页。第2页/共42页第三页，共43页。第3页/共42页第四页，共43页。1. 依赖依赖(yli)DNA的的RNA聚合酶：聚合酶：作用特点：作用特点：（1）以）以4种核糖核苷三磷酸作为底物，反应需要种核糖核苷三磷酸作为底物，反应需要(xyo)Mg2的参与的参与（2）需要）需要(xyo)适当的适当的DNA作为模板作为模板（3）合成的）合成的RNA链方向也为链方向也为53（4）反应无需引物，直接以）反应无需引物，直接以DNA为模板合成新的为模板合成新的RNA链链（5）RNA聚合酶无校对功能聚合酶无校对功能第4页/共42页第五页，共43页。依赖依赖(yli)DNA的的RNA聚合酶催化的转录是不对称的：聚合酶催化的转录是不对称的：在体内在体内(t ni)转录过程中，转录过程中，DNA双链中只有一条链或者某双链中只有一条链或者某个区段作为模板进行转录。参与转录的个区段作为模板进行转录。参与转录的DNA链被称为模板链被称为模板链（反义链），而另一条链则被称为编码链（正义链）。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，除了以含有与编码链几乎完全相同的碱基序列，除了以U代替代替T以外。以外。第5页/共42页第六页，共43页。 RNA聚合酶：含有聚合酶：含有2 亚基，其中亚基，其中2 构成核心酶构成核心酶，负责，负责(fz)转录过程中转录过程中RNA链的延伸。链的延伸。起始亚基，为转录起始亚基，为转录(zhun l)起始所必起始所必需需功能功能(gngnng)未知未知第6页/共42页第七页，共43页。 RNA聚合酶的三维构像图聚合酶的三维构像图第7页/共42页第八页，共43页。2. 转录单位：转录单位：RNA链的合成是从模板特定的部位链的合成是从模板特定的部位(bwi)起始的，起始的，经过链的延伸终止于特定的模板部位经过链的延伸终止于特定的模板部位(bwi)。一般将从转录起始。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。点到转录终止点的整个区域称为转录单位。参与转录参与转录(zhun l)的各因素：的各因素：第8页/共42页第九页，共43页。参与转录参与转录(zhun l)的各因素：的各因素：3. 启动子结构：启动子是指启动子结构：启动子是指RNA聚合酶识别、结合并由此聚合酶识别、结合并由此启动转录启动转录(zhun l)的一段的一段DNA序列，位于转录序列，位于转录(zhun l)起点的起点的5端上游区，启动子本身一般是不被转录端上游区，启动子本身一般是不被转录(zhun l)的。的。E. Coli 中的两个中的两个(lin )启动子序列：启动子序列：-10序列（序列（Pribnow框）：框）：TATAAT-35序列（识别序列）：序列（识别序列）：TTGACA第9页/共42页第十页，共43页。E. Coli 中不同中不同(b tn)基因的启动子序基因的启动子序列列-10序列序列(xli)（Pribnow框框）-35序列序列(xli)（识别（识别序列序列(xli)）-35序列（识别序列）序列（识别序列）第10页/共42页第十一页，共43页。转录转录(zhun l)的起始的起始第11页/共42页第十二页，共43页。1. 模板的识模板的识别和转录别和转录(zhun l)泡泡的形成：的形成： 亚基亚基第12页/共42页第十三页，共43页。转录转录(zhun l)泡结构泡结构RNA聚合酶聚合酶模板模板(mbn)链链非模板非模板(mbn)链链第13页/共42页第十四页，共43页。第14页/共42页第十五页，共43页。转录转录(zhun l)的进行的进行第15页/共42页第十六页，共43页。终止子：具有终止功能的特定的终止子：具有终止功能的特定的DNA序列序列(xli)，为，为RNA聚合聚合酶提供终止转录信号的酶提供终止转录信号的DNA序列序列(xli)。（1）不依赖于）不依赖于因子的终止子：含有一个因子的终止子：含有一个(y )或多个富含或多个富含GC的回文对称序列；含有一个的回文对称序列；含有一个(y )多聚的多聚的A或或T序列在回文序列后序列在回文序列后。AGCCCGCCTAATGGCGGGCTTCGGGCGGATTACCGCCCGAAGCCCGCCUAAUGGCGGGCU第16页/共42页第十七页，共43页。转录转录(zhun l)的终止的终止第17页/共42页第十八页，共43页。不依赖于不依赖于因子因子(ynz)的转录终的转录终止止第18页/共42页第十九页，共43页。（2）依赖于）依赖于因子的终止子：这类终止子必须在因子的终止子：这类终止子必须在因子存在因子存在下转录下转录(zhun l)才发生终止。这类终止子的回文结构中不才发生终止。这类终止子的回文结构中不含含GC富集区，回文结构后也无寡聚富集区，回文结构后也无寡聚U。因子：一种相对分子量约为因子：一种相对分子量约为45kD的蛋白质因子，起协助终的蛋白质因子，起协助终止的作用。止的作用。第19页/共42页第二十页，共43页。依赖于依赖于因子因子(ynz)的转的转录终止录终止第20页/共42页第二十一页，共43页。第21页/共42页第二十二页，共43页。真核生物真核生物(shngw)三种三种RNA聚合聚合酶的比较酶的比较第22页/共42页第二十三页，共43页。第23页/共42页第二十四页，共43页。第24页/共42页第二十五页，共43页。原核生物中原核生物中rRNA前体的加工前体的加工(ji gng)：E. Coli 中中rRNA 有有7个转录单位，个转录单位，每个转录单位由每个转录单位由16s rRNA、23s rRNA、5s rRNA以及一个或几个以及一个或几个tRNA基因基因组成。组成。第25页/共42页第二十六页，共43页。第26页/共42页第二十七页，共43页。1. 真核生物真核生物(shngw)中中rRNA前体的加工：哺乳动物的前体的加工：哺乳动物的rRNA 前体约为前体约为45S，在细，在细胞核中加工最后形成胞核中加工最后形成18S、28S和和5.8S rRNA.第27页/共42页第二十八页，共43页。2. 真核生物中真核生物中tRNA前体的加工：通过核酸内切酶和外切前体的加工：通过核酸内切酶和外切(wi qi)酶去除酶去除5及及3端的附加序列；在端的附加序列；在3端加上端加上CCA序列；核苷的修饰序列；核苷的修饰第28页/共42页第二十九页，共43页。3. 真核生物中真核生物中mRNA前体的加工：在细胞核内，前体的加工：在细胞核内，mRNA的初始转录物被加工为的初始转录物被加工为分子分子(fnz)大小不等的中间产物，称为核不均一大小不等的中间产物，称为核不均一RNA （hnRNA)。 hnRNA在在转变为成熟的转变为成熟的mRNA的过程中，需经以下的进一步加工：的过程中，需经以下的进一步加工：（1） 5端加端加“帽帽”：真核生物真核生物(shngw)mRNA 5端端“帽帽”结构结构5,5-三磷酸三磷酸(ln sun)键键7-甲基鸟苷甲基鸟苷第29页/共42页第三十页，共43页。真核生物真核生物(shngw)mRNA 5端端“帽帽”结构结构第30页/共42页第三十一页，共43页。真核生物真核生物(shngw)mRNA 5端加端加“帽帽”过程过程鸟苷酰转移酶鸟苷酰转移酶磷酸磷酸(ln sun)水解酶水解酶鸟嘌呤鸟嘌呤-7-甲基转移酶甲基转移酶2-O-甲基转移酶甲基转移酶第31页/共42页第三十二页，共43页。（2） 3端加端加polyA 尾：尾：AAUAAA：最主要：最主要(zhyo)的的polyA信号信号Poly A聚合酶聚合酶内切酶内切酶第32页/共42页第三十三页，共43页。（3） 内含子的剪切：大多数真核基因是断裂基因，其转录内含子的剪切：大多数真核基因是断裂基因，其转录(zhun l)产物中同时产物中同时含有内含子（插入序列）和外显子（编码序列）。在含有内含子（插入序列）和外显子（编码序列）。在mRNA的后加工过程中，将通的后加工过程中，将通过拼接（过拼接（splicing）去除内含子，使外显子成为连续序列。）去除内含子，使外显子成为连续序列。第33页/共42页第三十四页，共43页。真核生物真核生物(shngw)的的mRNA剪切剪切外显子外显子内含子内含子第34页/共42页第三十五页，共43页。初级初级(chj)转录物转录物中间体中间体剪接剪接(jinji)的的RNA内含子内含子外显子外显子真核生物真核生物(shngw)的的mRNA剪切模式（剪切模式（1）第35页/共42页第三十六页，共43页。2,5-磷酸二酯键磷酸二酯键真核生物真核生物(shngw)的的mRNA剪切模式（剪切模式（2）第36页/共42页第三十七页，共43页。相同的转录产物相同的转录产物(chnw)，不同的剪接方式，最终可生成不同的蛋白，不同的剪接方式，最终可生成不同的蛋白质质降钙素降钙素甲状腺甲状腺脑脑降钙素基因降钙素基因(jyn)相关肽相关肽 第37页/共42页第三十八页，共43页。真核生物真核生物(shngw)mRNA剪切举例剪切举例卵清蛋白卵清蛋白(dnbi)第38页/共42页第三十九页，共43页。第39页/共42页第四十页，共43页。第40页/共42页第四十一页，共43页。第41页/共42页第四十二页，共43页。NoImage内容(nirng)总结会计学。起始亚基，为转录起始所必需。1. 模板的识别和转录泡的形成：。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。（1）不依赖于因子的终止子：含有一个或多个富含GC的回文(hu wn)对称序列。含有一个多聚的A或T序列在回文(hu wn)序列后。（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。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。逆转录的概念第四十三页，共43页。