《分子遗传学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 DNA的功能

第三章DNA的功能 第一节转录 Transcription DNA一般存在于核内,蛋白质合成则 在细胞质内,那么DNA是怎样控制蛋白质 的合成呢?

第三章 DNA的功能 第一节 转录 Transcription • DNA一般存在于核内，蛋白质合成则 在细胞质内，那么DNA是怎样控制蛋白质 的合成呢？

RNA是中间体:实验证据 用放射性RNA前体(如尿嘧啶)作标记实验表明,最先合成的放 射性RNA是在细胞核中产生的;然后用非放射性RNA前体作跟 踪实验,结果:放射性RNA又流向了细胞质,这提示,在DNA 和蛋白质之间的遗传信息传递过程中,RNA是一中间物。 用非放射性 RNA前体示踪 用放射性RNA前体标记 示踪后RNA出现于细胞质中

一. RNA是中间体：实验证据 用放射性RNA前体（如尿嘧啶）作标记实验表明，最先合成的放 射性RNA是在细胞核中产生的；然后用非放射性RNA前体作跟 踪实验，结果：放射性RNA又流向了细胞质，这提示，在DNA 和蛋白质之间的遗传信息传递过程中，RNA是一中间物。 用非放射性 用放射性RNA前体标记 示踪后RNA出现于细胞质中 RNA前体示踪

遗传信息的流向—中心法则 口如用12噬菌体感染大肠杆菌,最明显的变化是RNA的快速合 成,而且发现RNA与T2噬菌体的DNA的核苷酸成份是非常相 近的。证明RNA是由DNA合成而来的,然后进入细胞质, 在细胞质的特定场所指导合成特定的蛋白质,因此遗传信息的 流向包括三个步骤。 A DNA 转录→RNA 转译 RNA 蛋白质 复制 核|质

遗传信息的流向 —— 中心法则 □如用T2噬菌体感染大肠杆菌，最明显的变化是RNA 的快速合 成，而且发现RNA与T2噬菌体的DNA的核苷酸成份是非常相 近的。证明 RNA 是由 DNA合成而来的，然后进入细胞质， 在细胞质的特定场所指导合成特定的蛋白质，因此遗传信息的 流向包括三个步骤。 DNA 复制 转录 核 RNA RNA 质 转译 蛋白质

转录 口以DNA为模板,按照碱基互补原 则合成一条单链RNA,从而将 DNA中的遗传信息转移到RNA中 去的过程称转录( transcription), RNA合成以5—3方向进行

转录 □以DNA为模板，按照碱基互补原 则合成一条单链 RNA ， 从而将 DNA中的遗传信息转移到RNA中 去的过程称转录（transcription）， RNA合成以5’—3’方向进行

转录 口不对称转录:转录仅发生在DNA的一条链上 。分子杂交证明,某一基因的RNA只能与其 DNA的一条链有杂交反应,即说明DNA上只有 条链可作为模板合成该基因的RNA 3’模板链(或互补链) 5’编码链 变性分开 复性 标记的RNA

转录 □不对称转录：转录仅发生在DNA的一条链上 。分子杂交证明，某一基因的RNA只能与其 DNA的一条链有杂交反应，即说明DNA上只有 一条链可作为模板合成该基因的RNA。 5’ 3’ 变性分开 5’ 3’ + 标记的RNA 复性 5’ 5’ 5’ 3’ 3’ 3’ 3’ 5’ 模板链（或互补链） 编码链

RNA在一定时间上是由DNA的一条链转录而来的 ,然而在整个染色体或生活周期的各个时期并不一定 由同一条链转录。在一个包含有许多基因的DNA分子 中,各个基因的有意义链并不总是同一条DNA单链。 在原核生物中,所有类型的RNA转录都由同一种聚 合酶完成;而在高等真核生物中,有三种不同的RNA 聚合酶转录不同的RNA(核仁内的RNA聚合酶催化 rRNA,核内有二种RNA聚合酶分别催化合成mRNA 和tRNA)

• RNA在一定时间上是由DNA的一条链转录而来的 ，然而在整个染色体或生活周期的各个时期并不一定 由同一条链转录。在一个包含有许多基因的DNA分子 中，各个基因的有意义链并不总是同一条DNA单链。 • 在原核生物中，所有类型的RNA转录都由同一种聚 合酶完成；而在高等真核生物中，有三种不同的RNA 聚合酶转录不同的RNA（核仁内的RNA聚合酶催化 rRNA，核内有二种RNA聚合酶分别催化合成mRNA 和tRNA）

、转录的起始( Initiation) 1.启动子( promoter):是DNA转录起始信号的一段序列,它 能指导全酶与模板正确地结合,并活化酶使之具有起始特异性转录 形式 大肠杆菌启动子序列分三个部位:R位点:RNA聚合酶识别位点; B位点:结合部位;I位点:转录起始部位 10区 35区 pribnow box TGTTGACA.15-17bp-… TATAAT..5-8bp.起始点)+1

三、转录的起始（Initiation） 1．启动子（promoter）：是DNA转录起始信号的一段序列，它 能指导全酶与模板正确地结合，并活化酶使之具有起始特异性转录 形式。 大肠杆菌启动子序列分三个部位：R位点：RNA聚合酶识别位点； B位点：结合部位；I位点：转录起始部位。 －10区 －35区 pribnow box TGTTGACA…15－17bp－…TATAAT…5－8bp…起始点）+1——

2.RNA聚合酶 Ecoli rna聚合酶500kd,由α、β、β'、O、σ五 种不同的亚基组成,全酶:a12βB00 核心酶:a2Bβo; G因子本身无催化功能,当它与核心酶结合时可 使RNA聚合酶识别启动子序列,并能特异性地在 这些部位上形成稳定的复合体

2．RNA聚合酶 E.coli RNA聚合酶500kd，由α、β、β’、ω、σ五 种不同的亚基组成，全酶：α2ββ’ωσ。 核心酶：α2ββ’ω； σ因子本身无催化功能，当它与核心酶结合时可 使RNA聚合酶识别启动子序列，并能特异性地在 这些部位上形成稳定的复合体

3.如何起始( Initiation),首先 Sigma因子和核心酶结 合成全酶,全酶与DNA上识别部位结合后移至转录起始部位,并 使DNA双链打开,在全酶的催化下,使底物 IrNTPS结合于DNA分 子的起始位上,并形成第一个磷酸二酯链。σ亚基的释放表示起 始的终结。 、转录延伸( Elongation) RNA合成以5→32方向延伸,在此过程中,DNA、酶、RNA始 终维持稳定的三元复合物。在延伸中OH总是新的末端

3．如何起始（Initiation），首先Sigma因子和核心酶结 合成全酶，全酶与DNA上识别部位结合后移至转录起始部位，并 使DNA双链打开，在全酶的催化下，使底物rNTPs结合于DNA分 子的起始位上，并形成第一个磷酸二酯链。 σ亚基的释放表示起 始的终结。 四、转录延伸（Elongation） RNA合成以5’→3’方向延伸，在此过程中，DNA、酶、RNA始 终维持稳定的三元复合物。在延伸中OH总是新的末端

(a) Transcription components RNA polymerase core enzyme The early stages of Sigma Ornee transcription in subunit Promoter prokaryotes, showing (a) the components (b)Template binding and initiation of transcription of the process; (b) template binding at the-10 site involving the sigma Insertion of ribonucleotides subunit ofrna polymerase and subsequent initation (c) Chain elongation of RNA synthesis, SXx and (c) chain elongation. after the Sigma dissociates sigma subunit has dissociated from the transcription Growing RNA transcript complex and the

The early stages of transcription in prokaryotes, showing (a) the components of the process; (b) template binding at the – 10 site involving the sigma subunit of RNA polymerase and subsequent initation of RNA synthesis; and (c) chain elongation, after the sigma subunit has dissociated from the transcription complex and the enzyme moves along