rna轉(zhuǎn)錄ppt課件(已修改)
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【正文】 生物化學(xué) 多媒體課件試用版 第十一章 ( RNA Biosynthesis, Transcription ) RNA的生物合成 ——轉(zhuǎn)錄 Biochemistry Department Department of Basic Medical Sciences Hangzhou Normal University Guyisheng 2022/5/25 2 轉(zhuǎn)錄 (transcription) 是 生物體以 DNA為模板合成 RNA的過程 。 轉(zhuǎn)錄 RNA DNA 2022/5/25 3 RNA的合成方式 ? 在生物界， RNA合成有兩種方式：一是 DNA指導(dǎo)的 RNA合成，此為生物體內(nèi)的主要合成方式。另一種是 RNA指導(dǎo)的RNA合成，此種方式常見于病毒。 ? 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的初級轉(zhuǎn)錄本是 RNA前體（ RNA precursor）， 需經(jīng)加工過程（ processing）方具有生物學(xué)活性。 復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別 復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 模 板 兩股單鏈 模板鏈 原 料 dNTP NTP 酶 DNA聚合酶 RNA聚合酶 產(chǎn) 物 子代雙鏈 DNA mRNA、 tRNA、 rRNA 配 對 AT、 GC AU、 TA、 GC 引物 有 無 方式 半保留復(fù)制 不對稱轉(zhuǎn)錄 加工 不需復(fù)制后加工 轉(zhuǎn)錄后需要加工 2022/5/25 5 ? 參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)： ?原料 : NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) ?模板 : DNA ?酶 : RNA聚合酶 (RNA polymerase, RNApol) ?其他蛋白質(zhì)因子 2022/5/25 6 ? DNA雙鏈在轉(zhuǎn)錄過程中只有一條鏈中的其中某一活化基因片段起作用，該鏈稱 模板鏈（ template strand）， 又稱有意義鏈或Watson鏈； ? 與其互補的鏈稱為 編碼鏈 （ coding strand）， 又稱反義鏈或 Crick鏈。 一、轉(zhuǎn)錄模板 轉(zhuǎn)錄生成的 RNA鏈與編碼鏈的堿基序列相似，以 U取代 T 第一節(jié) 原核生物的轉(zhuǎn)錄模板和酶 Templates amp。 Enzymes in Prokaryotic Transcription 2022/5/25 7 模板鏈與編碼鏈 5′GCAGTACATGTC 3′ 3′ c g t g a t g t a c a g 5′ 5′GCAGUACAUGUC 3′ NAla Val His Val C 編碼鏈 模板鏈 mRNA 蛋白質(zhì) 轉(zhuǎn)錄 翻譯 2022/5/25 8 ? DNA分子上轉(zhuǎn)錄出 RNA的區(qū)段 ， 稱為 結(jié)構(gòu)基因(structural gene)。 不對稱轉(zhuǎn)錄： ? 某一確定活化基因的轉(zhuǎn)錄，只能以 DNA雙鏈的 一條鏈作為模板 ，這種現(xiàn)象稱為不對稱轉(zhuǎn)錄（ asymmetric transcription）。 兩重含義： 一是指雙鏈 DNA只有 一股單鏈 用作模板。 二是指同一單鏈上可以 交錯出現(xiàn)模板鏈和編碼鏈。 2022/5/25 9 5? 3? 3? 5? 模板鏈 編碼鏈 編碼鏈 模板鏈 結(jié)構(gòu)基因 轉(zhuǎn)錄方向 轉(zhuǎn)錄方向 ? 不對稱轉(zhuǎn)錄 2022/5/25 10 二、 RNA聚合酶 (DNA dependent RNA polymerase, DDRP, RNApol) （一） RNA聚合酶能直接啟動 RNA鏈的合成 ? DNA依賴的 RNA聚合酶催化合成 RNA； ? RNA合成的化學(xué)機制與 DNA依賴的 DNA聚合酶催化 DNA合成相似。 ( NMP )n + NTP → ( NMP ) n+1 + PPi RNA 延長的 RNA 2022/5/25 11 ? DNA聚合酶在啟動 DNA鏈延長時需要引物存在 ， 而 RNA聚合酶 不需要引物 就能直接啟動 RNA鏈的延長 。 ? RNA聚合酶和 DNA的特殊序列 ——啟動子(promoter)結(jié)合后 ， 就能啟動 RNA合成 。 2022/5/25 12 （二） RNA聚合酶由多個亞基組成 ? 36512 決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄? 150618 催化功能?? 155613 結(jié)合 DN A 模板? 70263 辨認(rèn)起始點亞 基 分 子 量 功 能?大腸桿菌（ ） RNA 聚合酶： 4種亞基 ?、 ?、?’、 ?組成的 五聚體蛋白質(zhì) ，分子量 480 kD。 2022/5/25 13 核心酶 （ core enzyme） ： ?2??’ 能催化 NTP按模板的指引合成 RNA， 在轉(zhuǎn)錄延長 全過程 中均起作用 全酶 （ holoenzyme）： ?2??’ ?， 即 ?亞基 + 核心酶 ?亞基的功能是辨認(rèn) 轉(zhuǎn)錄起始點，轉(zhuǎn)錄起始階段需要全酶 2022/5/25 14 全酶 (holoenzyme) ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? 轉(zhuǎn)錄起始階段 轉(zhuǎn)錄延長階段 核心酶 (core enzyme) 結(jié)合 2022/5/25 15 三、 RNA聚合酶與模板的辨認(rèn)結(jié)合 ? 轉(zhuǎn)錄是不連續(xù) 、 分區(qū)段進行的 。 ? 每一轉(zhuǎn)錄區(qū)段可視為一個轉(zhuǎn)錄單位 ， 稱為 操縱子 (operon)。 操縱子包括若干個結(jié)構(gòu)基因及其上游 (upstream)的調(diào)控序列 。 5?3? 3?5? 結(jié)構(gòu)基因 調(diào)控序列 RNApol RNA聚合酶結(jié)合模板 DNA的部位，稱為 啟動子 (promoter)。 2022/5/25 16 啟動子（ promotor）： ? 調(diào)控序列中的啟動子是 RNA聚合酶識別 、 結(jié)合并開始轉(zhuǎn)錄的一段 DNA序列 。 也是控制轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵部位 。 ? 原核生物以 RNA聚合酶全酶結(jié)合到 DNA的啟動子上而起動轉(zhuǎn)錄；其中由 σ亞基辨認(rèn)啟動子 ， 其他亞基相互配合 。 ? 啟動子序列按功能的不同可分為 三個部位 ，即 起始部位 、 結(jié)合部位 、 識別部位 。 2022/5/25 17 起始部位： 指 DNA分子上 開始轉(zhuǎn)錄 的作用位點，該位點有與轉(zhuǎn)錄生成 RNA鏈的第一個核苷酸互補的堿基，該堿基的序號為 +1。 識別部位： RNA 聚合酶 ?亞基 的識別部位。 中心部位在 –
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