沈阳师范大学：《生物化学》课程教学资源（PPT课件）第十五章 RNA的生物合成（转录）RNA Biosynthesis（Transcription）

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

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

转录(transcription)生物体以DNA为模板合成RNA的过程。3厂编码链5XDNA5模板链3转录RNA此过程把DNA的碱基序列转抄成RNA

2 转录 (transcription) ◆生物体以DNA为模板合成RNA的过程 。 ◆此过程把DNA的碱基序列转抄成RNA

参与转录的物质原料：NTP[AUGC@~@~@-0-CH=0@~@~@-0-CH:0@~@~@-0-CH20@~@~@-0-CH2 0ATPUTPGTPCTP模板：DNA酶：RNA聚合酶1βRNA polymerase, RNA-po其他蛋白质因子3

3 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

第一节模板和酶Templates andEnzymes

4 第一节 模板和酶 Templates and Enzymes

一、转录模板·DNA分子上能转录出RNA的区段，称为结构基因模极、录及翻泽产物(structural gene)。DNAMRNA:peptide·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。gstrand)，也·相对的另一股单链是编码链（coding称为非转录链、反义链或Crick链。5

5 一、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(asymmetrictranscription)·转录对DNA链的选择性不对称转录称为不对称转录。structuralgene：可以转录出RNA的DNA区6·有两方面的含义：353'55一在DNA分子双链上某一结构基因有意义链-区段，一股链用作模板转录产物及方向指引转录，另一股链不转录；模板链并非永远在同一条单链上。6

6 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

RNA聚合酶大肠杆菌RNA聚合酶的组分亚基分子量功能（一）原核生物的RNA聚合酶36512a决定哪业基团放格录β150618催化功能B'155613站合DNA棋板70263辨认起始点目前研究比较透彻的是E.coli的RNA由四种亚益（PB）根虑的五豪体蛋白质分子量480kDa聚合酶。BββBa其它原核生物的RNA聚合酶在结构αaaa核心醇全牌、组成、功能上都与E.coli的RNA聚(core enzyme)(holoenzyme)催化转录延长活细胞格录起始需委合酶相似。原核生物RNA聚合酶全酶及其在转录起始区的结合AAA所有原核生物RNA聚合酶都受利福2TTGACAAACTGTDNA双己量打开0因子南来脱菜平或利福霉素抑制。0Xαα

7 二、RNA聚合酶 （一）原核生物的RNA聚合酶 目前研究比较透彻的是E.coli的RNA 聚合酶。 其它原核生物的RNA聚合酶在结构 、组成、功能上都与E.coli的RNA聚 合酶相似。 所有原核生物RNA聚合酶都受利福 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  150618 催化功能  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

（二）真核生物的RNA聚合酶·已发现三种RNA聚合酶分真核生物的RNA聚合酶I (A)I (B)Ⅱ(C)RNA聚合酶atRNA--00别称为RNA聚合酶I、Ⅱ核仁核质核质线粒体存在部位5S-rRNAⅢ，专一性地转录不同的mtRNA转录产物tRNA45SrRNAHnRNA3SARNA基因，生成不同的产物i。对鹅育章碱反应安装(不（触辣酸）·鹅膏蕈碱是真核生物RNA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：聚合酶的特异性抑制剂，·电泳分析显示：一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但敏感性不同。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α亚基组分。8

8 （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

结合三、模板上酶的辨瓣认，，原核生物一个转录区段可视为一个转录单位，称为操纵子(operon），包括若干个结构基因及其上游(upstream)的调控序列。RNA-Po启动子结构基因调控序列操纵子：3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)9

9 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结构基因转录起始TATA盒增强子CAAT盒GC盒10

10 真核生物启动子保守序列