现代分子生物学转录和加工i课件.ppt

生物遗传信息的表达（上）转录：DNA——RNA信息的传递，表达的核心（下）翻译：RNA——Protein基因控制表型的途径，表达的目的 第六章 生物信息的传递（上） ——从DNA到RNA ● 基本概念 ● RNA聚合酶 ● RNA转录的基本过程 ● 原核生物与真核生物mRNA的特征比较 ● 内含子的剪切、编辑、再编码及化学修饰 一、基本概念 指生物体以DNA为模板合成一条与DNA只有T和U的区别，序列完全一致的RNA单链的过程 。 参与转录的分子 原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) 模板:DNA 酶: RNA聚合酶 其他蛋白质因子 RNA的种类： mRNA, tRNA，rRNA 基本是线性单链RNA分子，极少有环状RNA分子，但是含有部分双链区。 ● 基本概念 ● RNA聚合酶 ● RNA转录的基本过程 ● 原核生物与真核生物mRNA的特征比较 ● 内含子的剪切、编辑、再编码及化学修饰 RNA聚合酶的反应条件 需双链DNA模板; 转录时，按5’ 3’方向合成RNA链； 以4种NTP（A，U，G，C）为底物； 不需引物，能够起始新链的合成，而且保留5‘端3磷酸。 大肠杆菌RNA聚合酶的组成分析 2.3 真核生物的RNA聚合酶 ● 真核生物RNA聚合酶 ● 基本概念 ● RNA聚合酶 ● RNA转录的基本过程 ● 原核生物与真核生物mRNA的特征比较 ● 内含子的剪切、编辑、再编码及化学修饰 3、转录的基本过程 模板识别 转录起始、启动子及转录复合体 转录延伸 转录终止 模板链与非模板链 3.1.2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。 3.2.2启动子 是一段位于结构基因5’端上游区的DNA序列，能够活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确地相结合，并具有转录起始的特异性。 是RNA聚合酶起始RNA合成时特异结合的DNA序列. ● 启动子的发现——印迹法 原核生物典型启动子的结构 （二）真核生物启动子 真核有三种不同的启动子和有关的元件 启动子Ⅱ最为复杂，它和原核的启动子有很多不同 真核生物启动子的结构 1）核心启动子 ●定义：指保证RNA聚合酶Ⅱ转录正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括转录起始位点及转录起始位点上游TATA区。 2）上游启动子元件 ●包括CAAT盒（CCAAT）和GC盒（GGGCGG）等 SV40 早期启动子 组蛋白H2B 增强子的作用特点： 远距离效应（可以大于10kb）； 无方向性 ； 顺式调节； 无物种和基因特异性; 具有组织或细胞特异性 有相位性 有的增强子可以对外部信号产生反应。 （三） 转录起始复合物 原核生物转录起始复合物由全酶和启动子组成 TATA box启动子上预起始复合物装配 （五）真核生物的转录起始 3、转录的基本过程 模板识别 转录起始、启动子及转录复合体 转录延伸 转录终止 原核生物转录的延伸 RNA转录延伸期转录泡模型 真核生物的延伸暂无相关信息。 3.4 转录终止 RNA聚合酶延伸到终止位点时，转录结束，包括转录泡瓦解，RNA聚合酶和DNA、RNA分开等。 不依赖?因子的终止子 终止位点上游一般存在一个富含GC碱基的二重对称区，RNA形成发夹结构； 终止效率与二重对称序列和寡聚U的长短有关，长度 效率 依赖?因子的终止 依赖Rho因子的转录终止 抗终止 宗旨：阻止或影响终止子的形成或作用，使RNA聚合酶能够顺利通过该区域继续转录。 1. 破坏终止位点RNA的茎-环结构； eg. 色氨酸操纵子； 2. 依赖蛋白质因子的转录抗终止。 终止子被转录吗？ 转录单元（transcription unit）：是一段从启动子(promotor)开始至终止子（terminator）结束的DNA序列。 原核生物中一个转录单元往往含有几个基因，真核生物往往是一个基因。 ● 基本概念 ● RNA聚合酶 ● RNA转录的基本过程 ● 原核生物与真核生物mRNA的特征比较 ● 内含子的剪切、编辑、再编码及化学修饰 原核生物与真核生物mRNA的特征比较 3. 无帽子和尾巴结构 仅在5‘端存在SD（Shine－Dalgarno sequence）保守序列，该序列与核糖体的16S rRNA 3’端反向互补，与核糖体与mRNA结合有关，所以被认为是翻译调控序列。 成熟mRNA的5’端的一个核苷酸总是7-甲基鸟核苷三磷酸（m7Gppp），该碱基与RNA链上其他碱基的方向相反，象一顶帽子倒扣在mRNA链上，故称为帽子（cap）