第11RNA的生物合成轉(zhuǎn)錄第一頁(yè)，共38頁(yè)。轉(zhuǎn)錄(transcription)：以DNA單鏈為模板，NTP為原料，在DNA依賴(lài)的RNA聚合酶催化下合成RNA鏈的過(guò)程。轉(zhuǎn)錄的條件：模板原料酶產(chǎn)物配對(duì)方向引物DNA(不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄）NTPRNA聚合酶mRNA,tRNA,rRNA，小RNAA-U,T-A,G-C5’3’不需要第一頁(yè)第二頁(yè)，共38頁(yè)。DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的比較相同點(diǎn)模板兩股鏈均復(fù)制模板鏈轉(zhuǎn)錄合成方式半保留復(fù)制不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄原料

dNTPNTP聚合酶

DNA聚合酶RNA聚合酶堿基配對(duì)

A-T，G-CA-U，T-A，G-C產(chǎn)物半保留的雙鏈DNA單鏈RNA不同點(diǎn)以DNA為模板遵循堿基配對(duì)原則都需依賴(lài)DNA的聚合酶聚合過(guò)程都是生成磷酸二酯鍵新鏈合成方向?yàn)?’→3’

復(fù)制轉(zhuǎn)錄第二頁(yè)第三頁(yè)，共38頁(yè)。n1ATPn2GTPn3CTPn4UTPDNA（模板）RNA聚合酶RNAn1AMPn2GMPn3CMPn4UMP+（n1+n2+n3+n4）PPi第三頁(yè)第四頁(yè)，共38頁(yè)?！魩讉€(gè)基本概念結(jié)構(gòu)基因(structuregene)模板鏈(templatestrand)

Watson(W)鏈、負(fù)(-)鏈(minusstrand)、反意義鏈(antisensestrand)編碼鏈(codingstrand)

Crick(C)鏈、正(+)鏈(plusstrand)、有意義鏈(sensestrand)不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄(asymmetrictranscription)第四頁(yè)第五頁(yè)，共38頁(yè)。結(jié)構(gòu)基因(structuregene)：

DNA分子中能轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段。第五頁(yè)第六頁(yè)，共38頁(yè)。模板鏈（反意義鏈）——以該鏈中的DNA堿基順序指導(dǎo)RNA的合成即被轉(zhuǎn)錄的那條DNA鏈。

編碼鏈（有意義鏈）——不被轉(zhuǎn)錄的那條DNA鏈，但其堿基順序除T代替U外，其余與mRNA相同。

第六頁(yè)第七頁(yè)，共38頁(yè)。3′5′RNA-DNA雜交螺旋聚合酶的移動(dòng)方向新生RNA復(fù)鏈解鏈有義鏈模板鏈（反義鏈）延長(zhǎng)部位第七頁(yè)第八頁(yè)，共38頁(yè)。不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄

.DNA雙鏈上，僅一股鏈轉(zhuǎn)錄，另一股不轉(zhuǎn)錄。

.有意義鏈與反意義鏈并非固定不變。

.轉(zhuǎn)錄方向都是5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’模板鏈圖13-1第八頁(yè)第九頁(yè)，共38頁(yè)。5′···GCAGTACATGTC···3′3′···CGTCATGTACAG···5′5′···GCAGUACAUGUC···3′N(xiāo)······Ala·Val·His·Val······C編碼鏈模板鏈mRNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯第九頁(yè)第十頁(yè)，共38頁(yè)。二、參與轉(zhuǎn)錄的主要物質(zhì)1.模板2.底物：ATP、GTP、CTP、UTP3.輔助因子：Mg2+、Mn2+4.RNA聚合酶5.終止因子：識(shí)別終止信號(hào)。第十頁(yè)第十一頁(yè)，共38頁(yè)。

（一）RNA聚合酶——依賴(lài)DNA的RNA聚合酶

（DNA-dependentRNApolymerase,DDRP）

以DNA為模板，催化2個(gè)游離的NTP形成3’，5’-磷酸二酯鍵第十一頁(yè)第十二頁(yè)，共38頁(yè)。1、大腸桿菌RNA聚合酶的組成（1）全酶(holoenzyme)

由4種(5個(gè))亞基α2ββ’σ組成（2）核心酶(coreenzyme)

α2ββ’，參與轉(zhuǎn)錄的全過(guò)程（3）σ亞基（起始亞基）亦稱(chēng)σ因子（σfactor)—轉(zhuǎn)錄輔助因子

識(shí)別啟動(dòng)子

ω亞基功能未知第十二頁(yè)第十三頁(yè)，共38頁(yè)。核心酶(coreenzyme)全酶(holoenzyme)

第十三頁(yè)第十四頁(yè)，共38頁(yè)。全酶核心酶亞基α2ββ’σ決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄結(jié)合底物，形成磷酸二酯鍵（催化）結(jié)合模板（開(kāi)鏈）（核心酶參與轉(zhuǎn)錄全過(guò)程）識(shí)別起始點(diǎn)啟動(dòng)子（延長(zhǎng)時(shí)脫落）功能RNA聚合酶全酶=核心酶+σ亞基（α2ββ’σ）（α2ββ’）第十四頁(yè)第十五頁(yè)，共38頁(yè)。RNA聚合酶的特點(diǎn)：（1）反應(yīng)底物是NTP，DNA為模板，Mg2+促進(jìn)聚合反應(yīng)，不需要引物，合成方向5

3。（2）利福平抑制原核生物RNA聚合酶活性；α-鵝膏蕈堿抑制真核生物RNA聚合酶活性。第十五頁(yè)第十六頁(yè)，共38頁(yè)。二、RNA的轉(zhuǎn)錄過(guò)程：（以大腸桿菌為例）

轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)（起始位點(diǎn)的識(shí)別、轉(zhuǎn)錄起始）

RNA鏈的延伸轉(zhuǎn)錄終止第十六頁(yè)第十七頁(yè)，共38頁(yè)。起始位點(diǎn)的識(shí)別

DNA上的轉(zhuǎn)錄起始序列，稱(chēng)為啟動(dòng)子，有序列保守性。啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)：識(shí)別部位、結(jié)合部位、轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)識(shí)別位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn)第十七頁(yè)第十八頁(yè)，共38頁(yè)。1、轉(zhuǎn)錄起始因子僅與起始有關(guān)，RNA的合成一旦開(kāi)始，便被釋放

E-35-10pppG或pppA5‘5‘3‘3‘模板鏈第十八頁(yè)第十九頁(yè)，共38頁(yè)。RNA聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合第十九頁(yè)第二十頁(yè)，共38頁(yè)。RNA聚合酶保護(hù)區(qū)結(jié)構(gòu)基因終止點(diǎn)10-10TTGACATATAAT轉(zhuǎn)錄開(kāi)始+1翻譯開(kāi)始Purine-35（Pribnowbox）辨認(rèn)結(jié)合區(qū)轉(zhuǎn)錄起始區(qū)第二十頁(yè)第二十一頁(yè)，共38頁(yè)。原核生物的轉(zhuǎn)錄起始σ亞基辨認(rèn)-35區(qū)RNApol全酶移向-10區(qū)合成第一個(gè)磷酸二酯鍵5’-pppGpN-OH-3’轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物RNApol(αββ′σ)—DNA—pppGpN-OHσ亞基脫落（結(jié)合松弛）（結(jié)合緊密）轉(zhuǎn)錄起始不需引物！第二十一頁(yè)第二十二頁(yè)，共38頁(yè)。2.RNA鏈的延伸DNA分子和酶分子發(fā)生構(gòu)象的變化，核心酶與DNA結(jié)合比較松弛，可沿DNA模板移動(dòng)，并按模板順序選擇下一個(gè)核苷酸，將核苷三磷酸加到生長(zhǎng)的RNA鏈的3’-OH端，催化形成磷酸二酯鍵。轉(zhuǎn)錄延伸方向從5’

3’第二十二頁(yè)第二十三頁(yè)，共38頁(yè)。RNA合成過(guò)程起始雙鏈DNA局部解開(kāi)磷酸二酯鍵形成終止階段解鏈區(qū)到達(dá)基因終點(diǎn)延長(zhǎng)階段5

3

RNA

啟動(dòng)子（promoter)

終止子(terminator)5

RNA聚合酶

5

3

5

3

5

5

3

離開(kāi)第二十三頁(yè)第二十四頁(yè)，共38頁(yè)。依賴(lài)ρ因子識(shí)別終止信號(hào)不依賴(lài)于ρ因子。弱終止子：強(qiáng)終止子：3.轉(zhuǎn)錄終止

在DNA分子上（基因末端）提供轉(zhuǎn)錄停止信號(hào)的DNA序列稱(chēng)為終止子（terminators),它能使RNA聚合酶停止合成RNA并釋放出RNA。第二十四頁(yè)第二十五頁(yè)，共38頁(yè)。第一類(lèi)：依賴(lài)ρ-因子的終止ρ-因子的作用與新生RNA結(jié)合ATP供能

ρ因子沿新生的RNA單鏈推進(jìn)新生的RNA單鏈從DNA模板上分離下來(lái)第二十五頁(yè)第二十六頁(yè)，共38頁(yè)。第二十六頁(yè)第二十七頁(yè)，共38頁(yè)。

DNA模板上有終止信號(hào)

轉(zhuǎn)錄出來(lái)的RNAPol遇此結(jié)構(gòu)停止工作DNA和RNA（dA：rU）穩(wěn)定性下降富含GC/AT的回文結(jié)構(gòu)自身互補(bǔ)形成發(fā)夾狀結(jié)構(gòu)（hairpin）3’尾端有≥4個(gè)UDNA恢復(fù)雙鏈，釋放轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物第二類(lèi)：不依賴(lài)ρ-因子的終止第二十七頁(yè)第二十八頁(yè)，共38頁(yè)。發(fā)夾結(jié)構(gòu)環(huán)莖多個(gè)U

DNA模板

3’5’第二十八頁(yè)第二十九頁(yè)，共38頁(yè)。第二十九頁(yè)第三十頁(yè)，共38頁(yè)。UUGCAGCCUGAGAAAUCAGGCUGAUGG…5’3’…5’3’自發(fā)形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)（轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物3’末端）例如：第三十頁(yè)第三十一頁(yè)，共38頁(yè)。AUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUU5’3’UUUU……5’3’自發(fā)形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)第三十一頁(yè)第三十二頁(yè)，共38頁(yè)。UUUU………..5’3’莖環(huán)結(jié)構(gòu)改變RNApol的結(jié)構(gòu)，使其失活莖環(huán)結(jié)構(gòu)的形成使轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解體，PolyU加速這一過(guò)程第三十二頁(yè)第三十三頁(yè)，共38頁(yè)。三、RNA的轉(zhuǎn)錄后加工1、mRNA前體的加工2、tRNA前體的加工3.rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工第三十三頁(yè)第三十四頁(yè)，共38頁(yè)。1、mRNA前體的加工：

（1）hnR