沈阳师范大学：《生物化学》课程教学课件（讲稿）第15章 RNA的生物合成（转录）

第十五章(转录)RNA的生物合成RNA Biosynthesis(Transcription)

1 第 十 五 章 RNA的生物合成（转录） RNA Biosynthesis （Transcription）

一、车转录的定义在RNA聚合酶的催化下，以一段DNA链为模板合成RNA，从而将DNA所携带的遗传信息传递给RNA的过程称为转录（transcription）经转录生成的RNA有多种，主要的是rRNA，tRNA，mRNA，snRNA和HnRNA等。转录RNADNA

一、转录的定义

二、参与转录的物质原料：NTP[AUCG@~@~@-0-CH20@~@~@-0-CH:0@~@~@-0-CH:0@~@~@-0-CH:0ATPUTPGTPCTP模板：DNA酶：RNA聚合酶1RNA polymerase, RNA-poβ其他蛋白质因子

3 二、参与转录的物质 原料: NTP 模板: DNA 酶: RNA聚合酶 RNA polymerase, RNA-pol 其他蛋白质因子 b A P~P~POCH2O ATP P~P~POCH2O U UTP G P~P~POCH2OGTP C P~P~POCH2O CTP

1、转录模板·DNA分子上能转录出RNA的区段，称为结构基因棋板、转录及福承产物(structural gene)。DNAmRNApeptide·DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成RNA的一股单链，称为模板链（templatestrand），也称作信息链、转录链、有意义链或Watson链。相对的另一股单链是编码链（codingstrand），也称为非转录链、反义链或Crick链

4 1、转录模板 •DNA分子上能转录出RNA的区段，称为结构基因 (structural gene)。 •DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成RNA的 一股单链，称为模板链(template strand)，也称 作信息链、转录链、有意义链或Watson链。 •相对的另一股单链是编码链(coding strand)，也 称为非转录链、反义链或Crick链。 模板、转录及翻译产物 5′······GCA GTA CAT GTC······3′编码链 DNA 3′······CGT CAT GTA CAG······5′模板链 转录 mRNA 5′······GCA GUA CAU GUC······3′ 翻译 peptide N······Ala·Val·His·Val······C

不对称转录(asymmetric transcription·转录对DNA链的选择性称不对称转录为不对称转录。structuralgene：可以转录出RNA的DNA区段·有两方面的含义：53.5*3'552-在DNA分子双链上某一区结构基因有意义链段，一股链用作模板指引转录产物及方向转录，另一股链不转录；一模板链并非永远在同一条单链上。5

5 不对称转录 (asymmetric transcription) • 转录对DNA链的选择性称 为不对称转录。 • 有两方面的含义： –在DNA分子双链上某一区 段，一股链用作模板指引 转录，另一股链不转录 ； –模板链并非永远在同一条 单链上。 不对称转录 结构基因 有意义链 转录产物及方向 structural gene：可以转录出RNA的DNA区段

2、RNA聚合酶大肠杆菌RNA聚合酶的组分亚基分子量功能a36512决定哪业基因被格录A150618催化功能Br155613站合DNA棋板原核生物的RNA聚合酶70263辨认起始点d由四神种亚签（Bp）甜成的五豪体强白员分子量480kDa/研究较透彻的E.coli的RNA聚合酶β'B'βBOaαaaa核心胖全略、其它聚合酶在结构、组成、功能(coreenzyme)(holoenzyme)作化转录延长活细胞格录起始富要上都与E.coli的RNA聚合酶相似。原核生物RNA聚合酶全酶及其在转录起始区的结合AAATTTGACAAACTGTDHA双魅已股打开都受利福平或利福霉素抑制。0固于尚来聚aBXαa

6 2、RNA聚合酶 （一）原核生物的RNA聚合酶 ✓ 研究较透彻的E.coli的RNA聚合酶 ✓ 其它聚合酶在结构、组成、功能 上都与E.coli的RNA聚合酶相似。 ✓ 都受利福平或利福霉素抑制。 核心酶 (core enzyme) 催化转录延长 全酶 (holoenzyme) 活细胞转录起始需要 大肠杆菌RNA聚合酶的组分  36512 决定哪些基因被转录 b 150618 催化功能 b 155613 结合DNA模板  70263 辨认起始点 亚 基 分 子 量 功 能 由四种亚基（ααββ′σ）组成的五聚体蛋白质 分子量480kDa

2、RNA聚合酶(二)真核生物的RNA聚合酶真核生物的RNA聚合酶·已发现三种RNA聚合酶分I (A)I(B)Ⅱ(C)nt.RNA-polRNA聚合酶核仁核质核质线粒体存在部位别称为RNA聚合酶 I、Ⅱ,5S-TRNAmtRNA转录产物tRNA45SrRNAHnRNASDRNAⅢ，专一性地转录不同的对糖育章藏反应都莱、中泰蒙基因，生成不同的产物i。真核生物RNA聚合酶分子组成·鹅膏蕈碱是真核生物RNA真核生物的转录酶由8-12个亚基组成：·电泳分析显示：一有些亚基是两种酶或者三种酶共有的。聚合酶的特异性抑制剂共有的亚基分子量低于40kDa。-每种醇有两个分子量>100kDa的大亚基作催化亚基，功能上与原核生物RNA-pol的β、β但敏感性不同。亚基对应，结构上也有同源性。分子量接近50kDa的亚基则与原核生物α亚基相似。·也可能存在类似原核的α亚基组分

7 （二）真核生物的RNA聚合酶 • 已发现三种RNA聚合酶分 别称为RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ，专一性地转录不同的 基因，生成不同的产物i。 • 鹅膏蕈碱是真核生物RNA 聚合酶的特异性抑制剂， 但敏感性不同。 真核生物RNA聚合酶分子组成 • 真核生物的转录酶由8-12个亚基组成； • 电泳分析显示： – 有些亚基是两种酶或者三种酶共有的。 • 共有的亚基分子量低于40kDa。 – 每种酶有两个分子量＞100kDa的大亚基作催化 亚基，功能上与原核生物RNA-pol的β、β′ 亚基对应，结构上也有同源性。 – 分子量接近50kDa的亚基则与原核生物α亚基 相似。 • 也可能存在类似原核的σ亚基组分。 2、RNA聚合酶

结合三、模板上酶的辨认、，原核生物一个转录区段可视为一个转录单位，称为操纵子包括若干个结构基因及其上游（upstream）的调(operon),控序列。RNA-Pol启动子调控序列结构基因操纵子：转录单位或转录区段，RNA聚合酶结合模板DNA的部位，称为启动子(promoter)0

8 三、模板上酶的辨认、结合 • 原核生物一个转录区段可视为一个转录单位，称为操纵子 (operon)，包括若干个结构基因及其上游(upstream)的调 控序列。 调控序列 结构基因 操纵子：转录单位或转录区段 启动子 RNA-Pol • RNA聚合酶结合模板DNA的部位，称为启 动子(promoter)

真核生物启动子保守序列顺式作用元件GCGC---CAAT---TATA结基转录起始TATA盒增强子CAAT盒GC盒9

9 真核生物启动子保守序列 顺式作用元件 -GCGC-CAAT-TATA 结构基因 转录起始 TATA盒 CAAT盒 GC盒 增强子

二、原核生物的转录10

10 二、原核生物的转录