03生物信息传递(上)-2008-3-23.ppt

第三章 生物信息的传递（上） ——从DNA到RNA 遗传信息传递的 中心法则  ● 基本概念 ● 转录起始： RNA聚合酶、启动子 ● 转录的基本过程 ● 转录后加工 ● 原核生物与真核生物mRNA的特征比较 ● RNA合成与DNA合成异同点 一、基本概念 生物体以DNA为模板合成RNA的过程 。 参与转录的物质 原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) 模板:DNA 酶: RNA聚合酶 其他蛋白质因子 转录的不对称性： 在RNA的合成中，DNA的二条链中仅有一条链可作为转录的模板，称为转录的不对称性。 转录单元（transcription unit） 二、参与转录起始的关键酶与元件 （一） RNA聚合酶 大肠杆菌RNA聚合酶的组成分析 RNA聚合酶：催化性质 四种核苷三磷酸（ATP、GTP、CTP、UTP）为底物； 模板以双链状态下活性最大； 聚合酶无校对功能； 转录时双链局部解开，新生RNA链与模板链形成杂螺旋，转录结束后，DNA双螺旋恢复，RNA释放。 ● 真核生物RNA聚合酶 RNA聚合酶与DNA聚合酶的区别 （二） 启动子(promoter) ● 原核生物启动子结构 利用足迹法（footprint）和DNA测序法可以确定启动子的序列结构. 足迹法即是将DNA起始转录的限制性片段分离后，用RNA聚合酶与之结合，再用DNA酶部分水解。与酶结合的部位被保护而不被水解，其余部分被水解成彼此只相差一个核苷酸的大小不等的片段，经凝胶电泳可测得酶结合部位的的序列结构。 TATA区：酶的紧密结合位点（富含AT碱基，利于双链打开）。（-10区,Probnow区） TTGACA区：提供了RNA聚合酶全酶识别的信号。（-35区） 典型启动子的结构 -35 -10 转录起点 TTGACA 16-19bp TATAAT 5-9bp ● 真核生物启动子 真核有三种不同的启动子和有关的元件 启动子Ⅱ最为复杂，它和原核的启动子有很多不同 真核生物启动子的结构 1、核心启动子 ●定义：指保证RNA聚合酶Ⅱ转录正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括转录起始位点及转录起始位点上游TATA区。 2、上游启动子元件 ●包括CAAT盒（CCAAT）和GC盒（GGGCGG）等 （三） 转录起始复合物 ● 原核生物转录起始复合物 转录因子 转录复合体 TBP TAFs TFIIA TFIIB TFIIF Pol II TFIIE RNA pol Ⅱ的转录起始 三、转录的基本过程（以大肠杆菌为例） 1、起始位点的识别： 　　　RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程。 3、RNA链的延伸 ● ?亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移； ●在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长。 4、转录终止 （１）强终止子－－不依赖?因子的终止 ①终止位点上游一般存在一个富含GC碱基的二重对称区，RNA形成发夹结构； 终止效率与二重对称序列和寡聚U的长短有关，长度 效率 （２）弱终止子－－依赖?因子的终止 5、转录产物： 经转录生成的RNA有多种，主要的是rRNA，tRNA，mRNA，snRNA 和 hnRNA。 6、转录的抑制剂 （1）RNA生物合成的抑制剂（之一）：模板抑制剂 （2）RNA生物合成的抑制剂（之二）： （3）RNA 聚合酶抑制剂（之三）：RNA聚合酶抑制剂 ①利福霉素：抑制细菌RNA聚合酶活性。利福平可以高效抑制结核杆菌，杀死麻疯杆菌，在体外有抗病毒作用。 ②利链霉素：与细菌RNA聚合酶?亚基结合，抑制转录过程中RNA链的延长反应。 ③?-鹅膏蕈碱：抑制真核生物RNA聚合酶活性。 四、转录后加工 5’端加帽 3’端加尾 RNA的剪接 RNA的编辑 RNA的再编码 RNA的化学修饰 5’端的一个核苷酸总是7-甲基鸟核苷三磷酸（m7Gppp）。mRNA5’端的这种结构称为帽子（cap）。 （2）帽子结构功能： ①能被核糖体小亚基识别，促使mRNA和核糖体的结合； ②m7Gppp结构能有效地封闭mRNA 5’末端，以保护mRNA免受5’核酸外切酶的降解，增强mRNA的稳定。 2、3’-端加尾 多聚腺苷酸尾巴功能： 提高了mRNA在细胞质中的稳定性。 3、RN