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14 第十四章 RNA的生物合成-转录.ppt

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本课件围绕转录单位与转录泡、RNA聚合酶与转录过程、原核与真核RNA转录后加工展开,按章节顺序组织图示与要点说明,配套完整文字版,便于对照课件图片理解概念、代谢途径与关键结论。

第14章RNA的生物合成-转录流程示意,RNA Biosynthesis--Transcri…
1 转录的概念与特点,DNA为模板,在RNA聚合酶(RNA polymer…
转录是基因表达的中心环节流程示意,DNA为模板合成RNA, 并且只是以单股DNA 为模板
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第1页:第14章RNA的生物合成-转录

第14章RNA的生物合成-转录

RNA Biosynthesis--Transcription

第2页:1 转录的概念与特点

转录(transcription):以

DNA为模板,在RNA聚合酶(RNA polymerase)的作用下合成mRNA,将遗传信息从DNA分子上转移到mRNA分子上,这一过程称为转录(transcription)

第3页:转录是基因表达的中心环节

转录是基因表达的中心环节

DNA为模板合成RNA, 并且只是以单股DNA 为模板,因此具有不对称性

第4页:被转录成单个RNA分子的一段

被转录成单个RNA分子的一段

DNA 称为一个转录单位(transcript)

第5页:2 RNA聚合酶

分子量48万

种亚基:全酶=核心酶(α2ββ’)+σ因子α亚基决定转录的基因β亚基在5’——3’方向上延长多核苷酸链,其方式与DNA聚合酶相同,原料为NTP,没有纠错的功能。

β’亚基结合DNA模板σ因子识别启动子并与之结合2、RNA聚合酶(RNA polymerase )2.1、原核的RNA聚合酶

第6页:聚合酶I:转录45SrRNA

聚合酶I:转录45SrRNA

聚合酶II:转录mRNA的前体,称为核不均RNA(hnRNA)聚合酶III:转录tRNA 和5S rRNA 等2.2、真核的RNA聚合酶

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第10页:3 转录的过程

4.1 转录开始由σ因子辨认

并且结合到启动子上,局部解链(10-20bp),拓朴酶等也参与。

4.2、RNA链的延伸由核心酶催化,以其中的一股DNA 单链作为模板链,以NTP为原料,按照碱基互补配对的原则,通常是由5’ppp嘌呤核苷(G 或A )开头向着3’延长多核苷酸链,合成开始后,σ因子从模板上脱离下来(可以重复利用)。

核心酶覆盖双链DNA和RNA复合物,向前推进,一边解开螺旋,一边释放出新合成的RNA链,后面已经转录的区域中分开的DNA链又重新形成双螺旋。4、转录过程及其特点

第11页:transcription bubble

transcription bubble

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第12页:转录过程中的模板识别

转录过程中的模板识别

起始和延伸

第13页:A.依赖ρ因子的终止新生RNA

A.依赖ρ因子的终止新生RNA

上有ρ因子的识别位点。它与聚合酶-DNA-RNA复合物结合,向3’端移动,并解开DNA-RNA杂交体,需ATP。B.依赖于特定序列的终止转录终止区有特殊结构。

终止区的上游有GC二重对称区,转录的RNA容易形成多个“发卡”结构,转录产物的3’端有polyU序列。这种特殊的二级结构阻止了转录向下游继续推进。4.3、转录的终止

第14页:AB转录的全过程

AB转录的全过程

本页为图示页,说明RNA转录过程与产物加工方式。

第15页:4 转录后的加工与修饰

转录得到的只是初级产物

通常要经过加工,才能转变为成熟的RNA。tRNA 和rRNA的转录后加工比较简单,而mRNA 的转录后加工比较复杂。

原核基因是多顺反子(poly-cistron),通常是几个相关的结构基因(编码的)同时转录得到多个mRNA。而真核基因是单顺反子(mono-cistron),又是断裂基因。

其结构基因中由编码的外显子(exon)和不编码的内含子(intron)间隔排开。转录得到的是“毛坯”,要在其5’端加上鸟嘌呤“帽子”,3’端加上polyA的“尾巴”,切除内含子,拼接外显子,才能成为一个成熟的mRNA。

5、RNA后的加工(post-transcriptional processing)

第16页:原核前体RNA

原核前体RNA

的加工

第17页:tRNA转录后的加工与修饰

tRNA转录后的加工与修饰

注意稀有碱基

第18页:真核rRNA前体转录后的加工

真核rRNA前体转录后的加工

本页为图示页,说明RNA转录过程与产物加工方式。

第19页:真核mRNA前体转录后加工

真核mRNA前体转录后加工

mRNA的转录为例)外显子内含子mRNA的剪切

第20页:首、尾部的修饰1)

首、尾部的修饰1)5

端形成帽子结构(m7GpppGp-)2)3‘端加上多聚腺苷酸尾巴(polyA tail)真核生物mRNA的转录后加工帽子结构

第21页:原生动物四膜虫

原生动物四膜虫

6.4kb的前体经切除1个414nt的内含子后形成的,在此过程中, RNA进行了自我剪接(self-splicing),但是要有鸟嘌呤存在的条件下通过转酯反应实现. RNA催化作用的发现提示了生命的最初形式可能是兼遗传信息载体和催化功能于一身的RNA.6、核酶的发现

第22页:本章结束

本章结束

本页为图示页,说明RNA转录过程与产物加工方式。

第23页:RNA转录练习题

RNA转录练习题

图示多核苷酸链在溶液中可能形成怎样的结构:5’AUUCCGACUGGCGAAGUCGGCGC 3’ 2. DNA的复制包括哪些主要阶段?为什么复制具有半保留性?为什么说子链的合成是半不连续的?3. 转录的终止出现在DNA分子中特定的碱基顺序上。

原核DNA转录的终止顺序有明显的结构特点,请予描述。

除此以外,还有什么其它的终止转录的方式?4. 关于多肽链的生物合成,请你,A. 说明氨基酰-tRNA合成酶的特点;B. 图示原核70S 起始复合物;C. 解释延伸因子Tu的作用;D. 指出何时肽酰基转移酶起作用。

5. 无论是在DNA复制、还是RNA的转录或者是蛋白质翻译的过程,我们都能看到碱基互补配对的原则贯穿在遗传信息从DNA传递到蛋白质的各个环节。请作简要地介绍并评价其生物学意义。

6. 为了克隆某个真核细胞的蛋白质的基因,研究人员更愿意先从组织中分离它的mRNA,这样得到这个基因就不难了。为什么?

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