RNA的生物合成

細(xì)胞中的RNA，按其在蛋白質(zhì)合成中的作用主要有哪幾種類型，有什么作用？mRNA:信使RNA，蛋白質(zhì)合成中起決定氨基酸順序的模板作用tRNA:轉(zhuǎn)運RNA，蛋白質(zhì)合成中起攜帶活化氨基酸的作用rRNA：核糖體RNA，與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核糖體，是合成蛋白質(zhì)的細(xì)胞器。本章的要求1、掌握轉(zhuǎn)錄的概念和特點2、掌握原核生物轉(zhuǎn)錄的過程3、掌握轉(zhuǎn)錄和復(fù)制的區(qū)別

1.轉(zhuǎn)

錄

概述

以DNA為模板,指導(dǎo)合成RNA的過程，這種遺傳信息的轉(zhuǎn)移稱為轉(zhuǎn)錄。

1.1轉(zhuǎn)錄的條件(1)模板：以DNA一條鏈為模板,合成

RNA鏈。(2)酶：主要為RNA聚合酶。(3)高能的底物：ATP、GTP、CTP、

UTP(4)轉(zhuǎn)錄方向：5′′3′

，不需引物。在轉(zhuǎn)錄過程中，雙鏈DNA中只有一條鏈可作為模板，稱為模板鏈或反義鏈，也可表示為負(fù)（-）鏈。與之相互補的另一條鏈則稱為編碼鏈或有義鏈，表示為正（+）鏈。模板鏈與編碼鏈上的遺傳信息是否相同？1.2轉(zhuǎn)錄特點

轉(zhuǎn)錄是不對稱的有兩方面的含義：

一是DNA分子上一股可轉(zhuǎn)錄，另一股不轉(zhuǎn)錄；二是模板鏈并非永遠(yuǎn)在同一單鏈上。不對稱轉(zhuǎn)錄1.3原核生物的RNA聚合酶RNA聚合酶：全酶α2ββ

σ

核心酶：α2ββ

′

起始因子：

σ；

σ作用：有啟動子識別作用；（使RNA聚合酶結(jié)合到DNA的啟動子上，參與基因轉(zhuǎn)錄起始有關(guān)）原核生物的RAN聚合酶亞基分子量功能α36512不明（酶的裝配…..）β150618催化磷酸二酯鍵的形成β

′

155613結(jié)合DNA模板σ70263識別啟動子，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄起始(1)模板識別(2)轉(zhuǎn)錄的起始(3)RNA鏈的延長(4)轉(zhuǎn)錄的終止2.轉(zhuǎn)錄過程(1)模板識別

?識別轉(zhuǎn)錄啟動子啟動子（promoter）：RNA聚合酶識別，結(jié)合并確定轉(zhuǎn)錄起始位點的一段DNA序列。它一般位于轉(zhuǎn)錄起點的上游，約包括40個堿基對模板與酶的辨認(rèn)結(jié)合RNA聚合酶保護(hù)區(qū)1根據(jù)對100多個基因堿基序列的分析，大腸桿菌的啟動子至少兩處共同順序，-35順序，約12bp的RNA聚合酶全酶識別部位-10順序，又稱為Pribnowbox約含7bp的RNA聚合酶全酶緊密結(jié)合部位.-10序列處的堿基富含AT，有助于DNA雙螺旋的局部解鏈。(2)轉(zhuǎn)錄的起始

?局部解開雙鏈DNA

?轉(zhuǎn)錄起點:第1個核苷酸摻入的位置,

第2個核苷酸摻人形成第1個磷酸二酯鍵,才表明轉(zhuǎn)錄的起始才結(jié)束,σ

才離開RNA聚合酶,剩下核心酶.不需引物(3)RNA鏈的延長

?核心酶在模板鏈上滑行

轉(zhuǎn)錄鼓泡：新生RNA鏈與模板鏈DNA形成一雜交雙螺旋鏈，約有12bp，含有核心酶、DNA模板和新生RNA的區(qū)域稱為轉(zhuǎn)錄鼓泡(4)轉(zhuǎn)錄的終止提供轉(zhuǎn)錄終止信號的DNA序列稱為終止子依賴ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止子

非依賴ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止子不依賴ρ因子的終止子

特點：在轉(zhuǎn)錄終止子前有一段富含A-T的序列，它的前面總有一段富含G-C的回文序列。問：回文序列能形成何種結(jié)構(gòu)？原理：當(dāng)終止子順序被轉(zhuǎn)錄時，與回文順序?qū)?yīng)的RNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物可借助鏈內(nèi)堿基配對形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，使聚合酶減慢移動或暫停RNA的合成。

發(fā)夾結(jié)構(gòu)之后有一段多聚尿苷酸，

能提供使聚合酶脫離模板的信號。依賴ρ因子的終止子也含有回文順序，它編碼的RNA片段也形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，但需要ρ因子的幫助才能終止RNA的合成。

ρ蛋白具有DNA-RNA解螺旋酶和ATPase活性，可附著在新合成的RNA上，借助ATP水解提供的能量向RNA聚合酶移動，通過與聚合酶的相互作用終止轉(zhuǎn)錄，并使RNA-DNA解鏈，把產(chǎn)物和聚合酶釋放出來。3.復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的異同點復(fù)制轉(zhuǎn)錄模板兩股鏈均復(fù)制模板鏈復(fù)制原料dNTPNTP酶DNA-polRNA-pol特點半保留復(fù)制不對稱轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物子代雙鏈DNAmRNA,tRNA,rRNA配對A-T,C-GA-U,C-G,引物需要不需要合成鏈方向5’3’5’3’DNA信息表達(dá)的最終產(chǎn)物是蛋白質(zhì)？RNA聚合酶缺乏核酸外切酶活性，不具備核對功能，因此RNA轉(zhuǎn)錄的準(zhǔn)確性比DNA復(fù)制（誤差率約在10-9-10-10）要求低得多，其誤差率約在10-4-10-5范圍內(nèi)。問:RNA轉(zhuǎn)錄的準(zhǔn)確性與DNA復(fù)制相比哪個更高?(1)回