生物化学教案首页

生物化学教案首页第次课授课时间年月日教案完成时间：年月日课程名称生物化学年级2004专业、层次临床医学本科教员专业技术职务教授授课方式（大、小班）大班学时2学时授课题目（章、节）第十一章RNA的生物合成（转录）第二节转录过程第三节真核生物的转录后修饰基本教材或主要参考书基本教材：周爱儒，生物化学第六版人民卫生出版社主要参考书：1、沈同.生物化学.第三版.北京：高等教育出版社2、BiochemistrysecondEdition，ReginaldH.Garrett3、童坦君.生物化学.第一版.北京：北京大学医学出版社.4、张廼蘅.医学分子生物学.北京:北京医科大学出版社5、贾弘褆生物化学北京：人民卫生出版社教学目的与要求：1.掌握：转录起始,真核生物三种RNA聚合酶的转录产物。2.熟悉：真核生物的启动子。3了解:转录的过程。大体内容与时间安排，教学方法：1．大体内容与时间安排：原核生物转录过程45分钟真核生物转录过程（30分钟）。mRNA转录后加工（15分）2．教学方法：课前预习课堂讲授，系统小结，并指出重点内容。课后复习讨论3．教学手段:多媒体及幻灯性教学重点：真核生物mRNA的前体、转录后加工及结构特点。教学难点：转录起始,mRNA转录后加工。教研室审批意见：同意执行_关泽红_______(教学组长签名)刘淑萍_______(教研室主任签名)2005年11月日（教案续页）基本内容辅助手段和时间分配第二节转录过程一原核生物的转录过程：（一）转录的起始RNA聚合酶的σ因子首先识别DNA分子的启动子，核心酶则结合在启动子的结合部位。在与RNA聚合酶结合的Pribnow盒附近，双链暂时打开约17个碱基对长度，有利于RNA聚合酶进入转录泡，催化RNA聚合作用。转录开始时的第一个核苷酸以GTP最为常见，GTP与第二个核苷酸形成磷酸二酯键以后，仍保持三磷酸核苷的状态，转录首先生成了一个四磷酸二核苷（pppGpN-OH）,它与RNA聚合酶全酶统称为转录的起始复合物。随后，σ因子从模板及RNA聚合酶上脱落下来，于是RNA聚合酶的核心酶沿着模板向下游移动，转录作用进入延长阶段。脱落下来的σ因子可以再次与核心酶结合而循环使用（二）转录的延长1在RNA聚合酶的催化下，核苷酸之间以3’,5’-磷酸二酯键相连接进行着RNA的合成反应，合成方向为5’→3’。2转录过程中由酶-DNA-RNA形成的转录复合物，被称为转录3在同一DNA模板上，有多个转录在同时进行。原核生物没有核膜，转录尚未完成，翻译已在进行。转录和翻译都在高效率进行。有多聚核糖体现象。（三）转录的终止原核生物转录终止信号有两种：1依赖Rho因子的转录终止：Rho因子是由相同亚基组成的六聚体蛋白质，亚基分子量46kDa。Rho因子对RNA的polyC的结合力最强。产物RNA3’端有丰富的C,或有规律地出现C碱基。转录终止信号存在于RNA而非DNA模板。Rho因子与ATP酶活性和解螺旋酶的活性。2不依赖Rho因子的转录终止：DNA模板上靠近终止处有些特殊碱基序列，转录出RNA后，RNA产物形成特殊的结构来终止转录。二真核生物的转录过程（一）转录起始真核生物的转录起始上游区段比原核生物多样化。转录起始时，RNA聚合酶不直接结合模板，其起始过程比原核生物复杂。多媒体、板书20分10分15分30分（教案续页）基本内容辅助手段和时间分配1转录起始前的上游区段：转录起始点前-25bp区段有典型的TATA序列，称为Hogness盒或TATAbox，通常认为这就是启动子的核心序列。在起始点上游还有一些DNA分子上共有的序列，统称为顺势作用元件。除少数基因没有TATA盒外，其他顺势作用元件在某一基因上不可能全部齐备，而是若干种相互搭配，以多样化的形式来起始转录。2转录因子能直接或间接辨认并结合转录上游区段DNA的蛋白质，现已发现有数百种，统称为反式作用因子。反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的，称为转录因子（TF).相应于RNA聚合酶I,Ⅱ和Ⅲ的TF，分别称为TFI,Ⅱ和Ⅲ.与上游的顺势作用元件结合的蛋白质称为上游因子。能结合应答元件，只在某些特殊生理情况下才被诱导产生的，称为可诱导因子。3转录起始前复合物（PIC）（见基因转录调控）二）转录延长真核生物核小体在转录过程可能发生解聚。（三）转录终止第三节真核生物的转录后加工转录过程中生成的是RNA的初级产物，是RNA的前体，它们没有生物活性。几乎所有真核细胞转录的前体都要经过一系列酶的作用，进行加工修饰，才能生成具有生物学功能的RNA。这个过程也称为RNA的成熟过程。一真核生物mRNA的转录后加工mRNA转录后加工，包括了对5’-端、3’-端(首、尾部)的修饰以及对中间的部分进行剪接。15’-端帽子的生成在转移酶催化下，由腺苷蛋氨酸（SAM）供给甲基，首先在鸟嘌呤的N-7上甲基化，然后在连于鸟苷酸的第一个（或第二个）核苷2’-OH上又进行甲基化，最后成为m7GPPPNmp,这就是帽子结构的生成。23’-端多聚A尾（polA）的生成3’-端的修饰是加上聚腺苷酸尾巴。polA尾巴主要作用是维持mRNA的稳定性。3剪接真核生物的基因都是断裂基因，即包括外显子（exon）和内含子（intron）。外显子是基因编码氨基酸的序列，而内含子是非编码序列。在转录时，外显子和内含子均转录到hnRNA中。在细胞核中，hnRNA进行剪接作用，首先在核酸内切酶作用下剪切掉内含子；然后在连接酶作用下，将外显子各部分连接起来，再变为成熟的mRNA，这就是剪接作用。成熟的mRNA输入胞质，mRNA作为蛋白质合成的直接模板。15分（教案末页）小结转录包括起始、延长、终止三个阶段。其中最主要的是转录起始。相关的重要概念有：顺式作用元件（cis-actingelement）：DNA分子上具有可影响（调控）转录的各种组分。反式作用因子（trans-actingfactors）：能直接、间接辩认和结合转录上游区段DNA的蛋白质。反式作用因子中，直接、间接结合RNA聚合酶的称为转录因子。外显子（exons）：既存在于最初的转录产物中，也存在于成熟的RNA分子中的核苷酸序列。术语外显子也指编码相应RNA外显子的DNA中的区域。内含子（introns）：在转录后的加工中，从最初的转录产物除去的内部的核苷酸序列。术语内含子也指编码相应RNA内含子的DNA中的区域。复习思考题、作业题1、比较真核生物和原核生物转录起始的第一步有什么不同？2、简述原核生物的两种终止转录的方式。3、转录起始复合物和“转录泡”有何区别？为什么会形成“转录泡”？4、以mRNA为例，试述真核生物转最后的加工。下次课预习要点核酶遗传密码的特点蛋白质合成体系的组成及功能。实施情况及分析