【正文】 A T ， G C 配對 mRNA ， tRNA ， rRNA 子代雙鏈 DNA （ 半保留復制） 產(chǎn)物 RNA 聚合酶（ RNA pol ） DNA 聚合酶 酶 NTP dNTP 原料 模板鏈轉錄（不對稱轉錄） 兩股鏈均復制 模板 轉錄 復制 ， ，， ，（）酶（一） 原核生物 RNA 聚合酶 ● RNA聚合酶（大腸桿菌為例） 全酶 =核心酶 + σ 因子 第二節(jié) DNA指導下的 RNA聚合酶 核心酶 (core enzyme) 全酶 (holoenzyme) ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? 第 三 節(jié) 與轉錄起始和終止有關的 DNA結構 一、原核生物的啟動子和終止子 啟動子定義： 指能被 RNA聚合酶識別、結合并啟動基因轉錄的一段 DNA序列。 5?3? 3?5? 結構基因 調控序列 RNApol 原核生物一個轉錄區(qū)段可視為一個轉錄單位 ， 稱為 操縱子 (operon)， 包括若干個 結構基因 及其上游 (upstream)的 調控序列 。 （一）啟動子結構 轉錄單元 Pribnow 框： － 10區(qū)，保守序列為 TATAAT。 Pribnow 框 是 RNA聚合酶的牢固結合位點， ? 細菌中常見兩種啟動子突變： 啟動子上升突變，提高轉錄活性； 啟動子下降突變，降低轉錄水平。 ? σ的存在保證原核生物 RNA聚合酶只能與啟 動子區(qū)而不是其它區(qū)域形成穩(wěn)定的二元復合物。 Sextama 框： － 35區(qū)，保守序列為 TTGACA。 Sextama 框 是 RNA聚合酶中 σ 的識別位點， 也是 RNA聚合酶的初始結合位點。 ? Pribnow 框與 Sextama 框之間的堿基序列并不重要，但 兩個序列之間的距離十分重要； ? 天然啟動子這段距離多為 15～ 20bp，距離的大小可能是決定啟動子強度的因素之一。 ? 實驗表明：兩個序列之間的距離為 17bp時，轉錄效率最高。 CAP位點 ：（乳糖 操縱子的啟動子序列） ? CAP即分解代謝物基因激活蛋白 (catabolite gene activation Protein) 也稱環(huán)腺苷酸受體蛋白（ CRP）。 ? CAP分子內有兩個結構域： 羧基末端結構域是 DNA結合區(qū)； 氨基末端結構域是 cAMP結合位點。 ? CAP與 cAMP的結合能提高 CAP對雙鏈 DNA的親和力； ? CAP與啟動子（ CAP位點）的結合是激活乳糖操縱子轉錄的必要條件。 （二）終止子結構 提供轉錄終止信號的序列稱為終止子（ terminator） 。終止信號存在于 RNA聚合酶已經(jīng)轉錄過的序列之中。 ? 原核生物終止子分為兩類： 一類是不依賴于 ρ 因子的轉錄終止； 一類是 依賴 ρ因子的轉錄終止； ? 兩類終止子有共同的序列特征： 在轉錄終止點之前有一段間斷的回文結構。 ? 兩類終止子堿基組成的不同點： 不依賴 ρ 因子 回文結構富含 GC 下游富含 AT 依賴 ρ 因子 GC含量較少 下游無特征 ? Ⅰ 類啟動子分兩部分： － 40 ～ ＋ 5 稱為近啟動子，決定轉錄起始的位點； － 165～－ 40 稱為遠啟動子，影響轉錄的頻率。 （一） RNA聚合酶 Ⅰ 的啟動子 即 rRNA 基因的啟動子，稱 Ⅰ 類啟動子。 二、真核生物的啟動子和終止子 真核有 三種 不同的啟動子和有關的元件 啟動子 Ⅱ 最為復雜 ， 它和原核的啟動子有很多不同 （二） RNA聚合酶 Ⅱ 的啟動子 帽子位點（ cap site）： 即轉錄起始位點，其堿基大多為 A 。 TATA 框： 又稱 Hogness 框，位于－ 25 附近，由含有 TATA 的 6～ 7個核苷酸組成，保守序列為 TATA（ A/T） A（ A/T） 。 但 TATA框的兩側富含 GC堿基對。 即 mRNA基因的啟動子，稱 Ⅱ 類啟動子 ? 核心啟動子元件 作用：選擇正確的轉錄起始位點，保證精確起始。其序列的完整與準確對維持啟動子的功能是必需的。 CAAT 框： 位于 － 75 附近，保守序列為 GGNCAATCT。頭兩個 G 非常重要，一但突變，轉錄效率大大下降。 GC 框： 位于－ 110附近，以 5 ′CCGCC 3′序列為特征。 ?上游啟動子元件 作用： 控制著轉錄起始的頻率。 增強子（ enhancer）： ? 能結合反式作用因子，決定基因的時間和空間特異性表達，增強啟動子轉錄活性的 DNA序列。 ? 增強子作用特點 ： ⑴ 增強效應十分明顯：使轉錄頻率增加百倍或千倍。 ⑵ 增強效應 與其所處的位置和取向無關： 增強子以 5180?！? 180?；? 3180。→5 180。排列對啟動子都有作用。 ⑶ 大多為重復序列：長約 50bp，適合與反式因子結合，內部常有一個核心序列，為增強效應所必需。 ⑷ 增強效應具有嚴密的組織和細胞特異性。 ⑸ 沒有基因專一性。 ⑹ 許多增強子受外部信號的調控。 五、 RNA生物合成抑制劑 概念： 能阻斷、抑制或者干擾核酸的代謝 過程，最終抑制轉錄的一類化合物，稱 RNA生物合成抑制劑。 ? 分三類： 嘌呤和嘧啶類似物，抑制核酸前體的合成； 通過與 DNA結合而改變模板的功能； 與 RNA聚合酶結合而影響其活力。 （一）利福霉素及利福平 作用 ：抗結核藥物，特異地抑制細菌 RNA聚合酶 的活性，因而抑制細菌 RNA的合成。 機制 ： 利福霉素可與 RNA聚合酶的 β亞基結合， 并阻止起始位點的填充， 抑制二核苷酸 RNA的形成； 利福平則阻止 RNA聚合酶的移動 ，抑制 頭三個核苷酸的形成。 因此， 利福霉素和利福平都是 RNA鏈合成 起始過程的抑制劑。 （二）利迪鏈菌素 作用： 與細菌的 RNA聚合酶 β亞基結合，抑制 轉錄過程中 RNA鏈的延長反應。 （三） α鵝膏蕈堿 作用 ：抑制真核生物的 RNA聚合酶，且 RNApolⅡ 極為敏感。對細菌 RNA聚合酶作用極弱。 一、 mRNA的前體加工 5?端形成 帽子結構 (m7GpppNp — ) 3?端加上 多聚腺苷酸尾巴 (poly A tail) 中部剪接 除去內含子 鏈內部核苷酸的 甲基化 hnRNA轉變成 mRNA的加工過程包括： ⑴ 修飾的化學反應： ⑵ 5180。端的修飾在核內完成，且在轉錄到 20個核苷酸時在轉鳥嘌呤核苷酸酶催化下加到 5ˊ端的。先于中段剪切。 ⑶ 5180。帽子分 Cap0、 Cap Cap2。 （一） 5180。端加上帽子結構 (mGpppNp— ） 真核生物 mRNA的 5’末端的第一個核苷酸總是 7甲基鳥核苷三磷酸（ m7Gppp）。mRNA5’端的這種結構稱為帽子（ cap）。 ? mRNA帽子的生理功能： ⑴ 帽子結構參與翻譯起始，帽 0結構是核糖體小亞基識別 mRNA所必需的；核糖體上有帽結合蛋白。 ⑵ m7Gppp結構能有效地封閉 mRNA 5’末端，以保護 mRNA免受 5’核酸外切酶的降解，增強 mRNA的穩(wěn)定。 （二） 3180。端加上多聚腺苷酸尾巴 (polyA)。 ⑴ polyA的出現(xiàn)不依賴 DNA模板。 ⑵ 加尾信號： 3180。末端出現(xiàn) AAUAAA及下游的 GU豐富區(qū)。在兩序列之間由特異的核酸內 切酶切除多余的核苷酸，然后加上 poly A。 尾部修飾和轉錄終止同時進行。 ⑶ 3180。端修飾也在核內完成，并先于 mRNA中段 的剪接。 ⑷ polyA的有無及長短是維持 mRNA作為翻譯模 板的活性，以及增加 mRNA本身穩(wěn)定性的因素。 翻譯： 指將 mRNA鏈 上的核甘酸從一個特定的起始位點開始，按每 三個核甘酸 代表一個氨基酸的原則，依次合成一條多肽鏈的過程。 蛋白質合成的場所是 蛋白質合成的模板是 模板與氨基酸之間的接合體是 蛋白質合成的原料是 核糖體 mRNA tRNA 20種氨基酸 一、遺傳密碼 —— 三聯(lián)子 （一）三聯(lián)子密碼定義 mRNA鏈上每三個核甘酸翻譯成蛋白質多肽鏈上的一個氨基酸，這 三個核甘酸 就稱為密碼子或三聯(lián)