10章核酸的合成-2.

核酸的生物合成RNA的生物合成第二节概念转录的不对称性：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，即转录的不对称性。反义链（antisensestrand）及模板链(templatestrand)（无意义链，负链）：在RNA的转录中，用作模板的DNA链。有意义链(sensestrand)及编码链(codingstrand)或正链：在RNA的转录中，不作为模板的DNA链。RNA聚合酶：大肠杆菌的RNA聚合酶全酶由5种亚基α2ββ’σ组成，σ因子与其它部分的结合不是十分紧密，它易于与β’βα2分离，没有σ、亚基的酶称为核心酶——只催化链的延长，对起始无作用。一、RNA聚合酶1.行使多个功能寻找起始位点选择NTP检测终止信号五种亚基的功能分别为：α亚基：与启动子结合功能。β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。β’亚基：与DNA模板结合功能。σ亚基：识别起始位点。全酶核心酶2.真核细胞的RNA聚合酶酶类分布产物α-鹅膏蕈碱对酶的作用分子量反应条件ⅡIⅢ核仁核质核质rRNA5.8SrRNA18SrRNA28SrRNAmRNAtRNA5SrRNA不抑制低浓度抑制高浓度抑制500000~700000~700000_低离子强度,要求Mg2+或Mn2+高离子强度高Mn2+浓度3.RNA聚合酶的特点：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。4.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二、RNA的转录过程1、起始位点的识别体外实验证明，不含σ亚基的核心酶会随机地在一个基因的两条链上启动，当有σ亚基时就会选择正确的起点。σ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）的作用。起点启动子区启动子区序列特征起点识别起点启动子的结构至少由三部分组成：AACTGTATATTATTGACATATAAT+1转录起始点5’3’3’5’35序列10序列-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合成的起始点同感保守序列启动子启动子起点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，σ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-35-10pppG或pppA5‘5‘3‘3‘模板链（1）原核生物RNA聚合酶RNA聚合酶第一个核苷三磷酸常是GTP或ATPRNA聚合酶因子GTP或ATP（2）PolⅡPolⅡ所需的蛋白因子结合蛋白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’核心酶GTP或ATP核心酶核心酶RNA延伸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ρ因子，ρ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ρ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：有回文结构依赖因子的终止ρ因子ρ因子参与的RNA合成终止发夹式结构和寡聚U的共同作用使RNA从三元复合物中解离出来。小结三、RNA的复制12两个阶段（1）其单链RNA可充当mRNA，利用寄主中的核糖体合成外壳蛋白和复制酶的β亚基。（2）复制酶的β亚基可与来自寄主细胞的亚基αδ自动装配成RNA复制酶，可进行RNA的复制.3RNA的复制5RNA-533RNA+释放释放353355RNA+RNA+RNA-RNA的复制四、RNA的转录后加工在细胞内，由RNA聚合酶合成的原初转录物（primarytranscript）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。加上特殊序列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）。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（heterogeneousnuclearRNA,hnRNA)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（m7G5ppp5NmpNp-）；（4）分子内部的核苷酸甲基化修饰。【例】剪切内含子卵清蛋白10-30nt切除加尾巴加尾巴AAUAAA平均半衰期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）内切酶切除前体上3和5端上多余的核苷酸；（2）外切酶逐个在3切去附加序列，进行修剪。（3）3’端添加CCAOH序列，由核苷酰转移酶催化。（4）核苷的一些特定的碱基和戊糖进行修饰。酵母酪氨酸tRNA前体的加工早转录本成熟tRNA加工tRNA加工过程P16P23P516S23S5S（一般不含甲基化）28S18S5.8S3、rRNA前体的加工：45S或38S37S26S17S5.8SrRNA原初转录物研究四膜虫rRNA前体的拼接时发现ribozyme原核：刚转录的rRNA为30S，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：45S（哺乳动物）、38S（果蝇）、37S（酵母）原核生物中rRNA前体的加工甲基化作用专一核酸内切酶30S前体17StRNA25S专一核酸外切酶16SrRNAtRNA23SrRNA5SrRNA专一核酸外切酶真核生物rRNA前体加工45s五、吖啶/10-N杂蒽/苯并吡啶问答题1、比较DNA复制与RNA转录的异同。2、比较DNA聚合酶与RNA聚合酶催化作用的异同。3、DNA复制的高度准确性是通过什么来实现的？4、肽链合成后的加工处理主要有哪些方式？5、何谓基因工程？简述其基本理论、基本过程及应用价值名词解释中心法则半保留复制转录反转录翻译有意义链反意义链内含子外显子冈崎片段突变1、下列有关TATA盒(Hognessbox)的叙述,哪个是正确的:A.它位于第一个结构基因处B.它和RNA聚合酶结合C.它编码阻遏蛋白D.它和反密码子结合B2.转录需要的原料是:A.dNTPB.dNDPC.dNMPD.NTPE.NMPD3、DNA模板链为5’-ATTCAG-3’,其转录产物是:A.5’-GACTTA-3’B.5’-CTGAAT-3’C.5’-UAAGUC-3’D.5’-CUGAAU-3’D4、DNA复制和转录过程有许多相同点,下列描述哪项是错误的?A.转录以DNA一条链为模板,而以DNA两条链为模板进行复制B.在这两个过程中合成均为5`-3`方向C.复制的产物通常情况下大于转录的产物D.两过程均需RNA引物D5、真核生物的mRNA加工过程中,5’端加上（），在3’端加上（），后者由（）催化。如果被转录基因是不连续的，那么，（）一定要被切除，并通过（）过程将（）连接在一起。帽子结构、多聚腺苷酸尾巴、poly(A)聚合酶、内含子、拼接、外显子6、–10位的（）区和–35位的（）区是RNA聚合酶与启动子的结合位点，能与σ因子相互识别而具有很高的亲和力。TATA、TTGACA7、原核生物RNA聚合酶核心酶由（）组成，全酶由（）组成。2αββ′ω、2αββ′ωσ8、下面那一项不属于原核生物mRNA的特征（）A：半衰期短B：存在多顺反子的形式C：5’端有帽子结构D：3’端没有或只有较短的多聚（A）结构9、比较RNA转录与DNA复制，下列哪些是正确的？A.都在细胞核内进行B.转录是连续的C.链的延长均为5’→3’D.与模板链的碱基配对均为G－C10、真核细胞中的mRNA帽子结构是（）A.7-甲基鸟嘌呤核苷三磷酸B.7-甲基尿嘧啶核苷三磷酸C.7-甲基腺嘌呤核苷三磷酸D.7-甲基胞嘧啶核苷三磷酸11、下面哪一项是对三元转录复合物的正确描述（）（A）σ因子、核心酶和双链DNA在启动子形成的复合物（B）全酶、模板DNA和新生RNA形成的复合物（C）三个全酶在转录起始点形成的复合物（D）σ因子、核心酶和促旋酶形成的复合物