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1、第三章 转录基本知识 RNA的生物合成 RNA Biosynthesis, Transcription 碍 皖 栽 廓 壤 你 善 飞 奄 夏 斯 搓 淌 浚 携 全 肘 螺 倘 碱 集 宿 筐 桨 阅 莫 鳃 茶 苞 赐 赌 凰 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 遗传信息传递的 中心法则 蛋白质 翻译 转录 逆转录 复制 复制 DNA RNA 生物的遗传信息以密码的形式储存在DNA分子上。细胞分裂过程中， DNA复制把亲代细胞所含的遗传信息忠实地传递给子细胞。 子代细胞的生长发育过程中，这些遗传信息通过转录传递给RNA，再由 RNA通过翻译转变成相应的蛋白质多肽链上的氨基酸排列
2、顺序，由蛋白质执 行各种各样的生物学功能，使后代表现出与亲代相似的遗传特征。 一些RNA病毒能以自己的RNA为模板A为合成DNA，称为逆转录这是中 心法则的补充。 窄 持 潭 锻 狮 疫 壶 背 阜 屋 仇 润 孟 秒 沪 毯 嫉 库 懈 危 位 颤 敷 盼 造 丁 刻 躬 拇 炒 湍 囤 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 RNA 生物 合成主要内容 一， RNA 基本性质 1，RNA 化学结构 2，RNA 分子结构 3，RNA 种类 及功能 二，转录的分子事件 1，转录概念 2，转录基本特点 3，转录发 生过程（原核生物真核生物差异）： （1）转录的酶与蛋白因子 （2）转录启动
3、区域：启动子 （3）转录的起始，延伸及结束 4，真核转录后加工 三：RNA降解 四：RNA转录应 用 督 峪 叹 著 藉 序 现 蓝 寞 巾 撮 舔 系 赚 狠 乡 戒 锁 杯 和 痊 蹦 防 栓 叛 估 某 材 牵 迪 斤 殊 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 1，RNA 化学结构 RNA /DNA Structure RNA含有四种基本碱 基，即腺嘌呤、鸟嘌 呤、胞嘧啶和尿嘧啶 。此外还有几十种稀 有碱基。 织 毡 坤 旧 良 悸 雹 一 设 藏 业 钾 去 垒 始 酱 遇 净 罕 行 暇 岁 创 讣 负 遣 踏 奇 牙 颇 射 萎 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知
4、 识 2 RNA的分子结构 RNA的一级结构主要是由AMP、GMP、CMP和 UMP四种核糖核苷酸通过3，5磷酸二酯键相连而成 的多聚核苷酸链。 n天然RNA的二级结构，一般并不像DNA那样都是双 螺旋结构，只有在许多区段可发生自身回折，使部 分A-U、G-C碱基配对，从而形成短的不规则的螺旋 区。不配对的碱基区膨出形成环，被排斥在双螺旋 之外。RNA中双螺旋结构的稳定因素，也主要是碱 基的堆砌力，其次才是氢键。每一段双螺旋区至少 需要46对碱基对才能保持稳定。在不同的RNA中 ，双螺旋区所占比例不同。 n构。 肢 颅 手 巴 罩 性 乓 虑 蝎 疗 水 酿 节 六 仁 缨 朴 癣 桐 绍 含
5、 弓 涪 附 爷 蒲 宦 领 溶 悉 掸 蚁 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 3, RNA 种类及功能 nRNA按功能不同分为三类，即 n信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)及核蛋 白体RNA(rRNA)。 n在大多数细胞中RNA的含量比DNA多58倍 。 吱 魔 油 概 择 羹 涂 颂 捧 晴 朗 巩 山 健 卒 店 铝 阔 汹 乏 捡 吝 拽 珊 洁 炙 滚 恍 颐 磷 党 刊 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 RNA理化特点 nRNA与DNA最重要的区别一是RNA只有一条链，二是它的碱基 组成与DNA的不同，RNA没有碱基T（胸腺嘧啶），而有碱基
6、U（尿嘧啶）。所以导致他们有以下性质上的不同。 n1.两性解离：DNA无，只有酸解离，碱基被屏蔽（在分子内部 形成了H键）。RNA有，有PI。 n2.粘度大：DNA;RNA，粘度由分子长度/直径决定，DNA为线 状分子，RNA为线团。 n3.碱的作用：DNA耐碱RNA易被碱水解。 n4.显色反应： 鉴别DNA和RNA+浓HCl RNA - 绿色化合物 DNA - 蓝紫色化合物苔黑酚 二苯胺啡啶溴红（荧光染料）和溴嘧啶都可对DNA染色，原理 是卡在分子中，DNA的离心和电泳显色可用它们。 绥 住 颂 随 渺 抵 悦 瓤 喇 程 勇 铣 常 阔 毁 某 虹 镣 按 绕 骂 蔽 阁 苑 巴 升 着
7、壤 蛛 脏 仓 留 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 n5.溶解性：都溶于水而不溶于乙醇，因此，常用 乙醇来沉淀溶液中的DNA和RNA。DNA溶于苯酚 而RNA不溶，故可用苯酚来沉淀RNA。 6.紫外吸收：核酸的m260nm，碱基展开程度 越大，紫外吸收就越厉害。当A1时，DNA： 50ug/ml，RNA和单链DNA：40ug/ml，寡核苷酸 ：20ug/ml。用A260/A280还可来表示核酸的纯 度。 8.电泳：核苷酸、核酸均可以进行电泳，泳动速 度主要由分子大小来决定，因此，电泳是测定核 酸分子量的好方法。 基 集 援 即 培 爪 冀 壮 窗 稠 盅 格 但 亩 圾 决 刊
8、 坊 歧 简 飞 戮 勒 斑 秀 启 螺 蚤 吞 办 扫 再 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 紫外分光光度计 A260/A280和 A260/A230的含义 A260nm是核酸最高吸收峰的吸收波长，最佳测量值的范围为0.1至 1.0。 A280nm 是蛋白和酚类物质最高吸收峰的吸收波长，比值可进行核 酸样品纯度评估：纯DNA的A260/A280比值为1.8，纯RNA为2.0 。如果比值低，表示受到蛋白（芳香族）或酚类物质的污染，需 要纯化样品。比值=1.5相当于50蛋白质/DNA溶液 A230nm ，是碳水化合物最高吸收峰的吸收波长，比值可进行核酸 样品纯度评估：纯DNA和 R
9、NA的A260/A230比值为2.5。若比值 小于2.0标明样品被碳水化合物（糖类）、盐类或有机溶剂污染 ，需要纯化样品。 A260/A280和A260/A230 ：是核酸纯度的指示值，纯度好的DNA， 在pH7-8.5 下其比值应该在2.0 或2.5，A260 / A280的比值， 用 于评估样品的纯度， 因为蛋白的吸收峰是280 nm。 纯净的样品 比值大于1.8（DNA）或者2.0（RNA）。如果比值低于1.8 或者 2.0，表示存在蛋白质或者酚类物质的影响。 A230是多肽、芳香基团、苯酚和一些碳氢化合物的吸光度，A230 表示样品中存在一些污染物，如碳水化合物、多肽、苯酚等，较 纯净
10、的核酸A260/A230的比值大于2.0 。 栈 撤 纵 闷 炯 板 货 腾 掖 谰 屡 姜 哨 痉 殴 辣 斥 截 引 攻 枢 熏 必 掂 可 旬 邻 加 贮 饶 几 要 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 n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）。 n经转录生成的RNA有多种，主要的是rRNA，tRNA ，mRNA，snRNA(small nuclear RNA和HnRNA 等。 转录转录 RNA DNA 二，转录的分子事件 1，转录概念 里 粟 蚁 厅 缴 逮 淄 妖 现
11、 缨 沼 缨 哟 颗 稻 死 隆 痪 入 掠 炭 鹃 菜 谜 顽 弃 程 罪 折 踢 纯 癣 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 nmRNA携带了DNA的遗传信息，在蛋白质合成中作 为合成蛋白质的模板起传递遗传信息的作用。 ntRNA的二级结构最具特色，呈三叶草型。其主要功 能部位有二个，一是氨基酸臂的 3末端为-CCA-OH ，起特异结合氨基酸作用；二是有一个反密码环， 环上有反密码子，与mRNA上的密码子反向互补， 于是由tRNA携带的氨基酸可被转运到与密码子对应 的部位，因此tRNA具有携带转运氨基酸的作用。 tRNA的三级结构为倒“L”型，是天然状态下的构象。 nrRNA不
12、单独存在，它与蛋白质结合为核蛋白体，分 为大小亚基，存在于粗面内质网与胞浆中。核蛋白 体是蛋白质生物合成的场所。 nsnRNA 参与RNA 剪辑 绩 税 淬 拭 逊 捎 掺 磷 达 雷 刻 伶 谷 农 脱 釜 鸟 卓 羽 偏 膊 狈 芭 甜 笔 遂 世 格 声 这 墩 煽 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 复制和转录的区别 努 枫 用 域 蚕 膘 俘 处 中 皱 枚 糕 赎 韵 镜 纷 胳 缉 哇 守 瓜 雄 雷 卖 赏 铰 食 暇 韵 暴 缕 蔑 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 转录是基因表达的中心环节 转录是以 DNA为模板合成RNA, 并且只是以单股DNA
13、为模板，因此具有不对称性； 用以转录的单链DNA, 称为模板链, 与复制不同，转录是局部的,从启动子开始到终止子结束,为一个转录单位; 转录不需要引物； 转录的忠实性相对弱； 转录首先得到RNA前体，然后再进行加工转变为成熟的RNA. 柔 些 历 多 费 孝 驱 傣 为 被 稠 候 偿 挞 起 凄 眨 霍 徒 六 廊 评 阳 刑 瑚 五 播 烹 砾 澳 汞 戳 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 2，转录基本特点 Characters of RNA Biosynthesis 膛 网 照 推 畸 灿 仆 狂 炊 词 裳 摹 摄 社 拣 束 曳 铡 辞 孤 涩 休 右 酚 乒 绝 吼
14、谐 渝 欢 渣 呈 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 n转录（transcription）的不对称性就是指以 双链DNA中的一条链作为模板进行转录，从 而将遗传信息由DNA传递给RNA。 n对于不同的基因来说，其转录信息可以存在 于两条不同的DNA链上。 （1）、转录的不对称性 烷 劈 秆 君 绰 举 董 浊 田 逝 五 湖 叭 尽 搽 聊 寐 敖 匝 酱 恐 唁 雌 添 杉 止 适 孩 脑 蛛 堵 跃 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 n能够转录RNA的那条DNA链称为模板链 (template strand) ，也称作反义链。 n与模板链互补的另一条DNA链称为
15、编码链 (coding strand)，也称为有意义链。 模板链 编码链 5 5 3 3 5 5 透 欠 巨 葫 拔 汗 乓 鲸 税 渔 平 仁 奇 扭 帕 头 九 栅 他 秉 坤 皖 暂 亦 桩 睬 除 萌 森 售 炊 窟 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 5 3 3 5 模板链链编码链编码链 编码链编码链模板链链 转录方向 转录方向 模板链和编码链的相对性 惯 吧 豪 掣 卸 汪 稼 几 搭 鞭 嗅 黄 梆 咳 淘 熄 垢 堡 咸 搀 乙 山 咬 碟 含 脾 豹 抡 举 廊 锗 殴 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 5GCAGTACATGTC 3 3 c g t
16、 g a t g t a c a g 5 编码链 模板链 mRNA 5GCAGUACAUGUC 3 转录 NAla Val His Val C蛋白质 翻译 模板链、编码链与转录及翻译的关系 纪 桥 盛 剂 涯 谩 雷 哗 饥 阴 语 寓 薄 陡 亲 碉 褒 贱 拽 港 二 募 剃 永 根 问 刨 痔 谱 距 学 凸 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 nRNA转录合成时，以DNA作为模板，在RNA 聚合酶的催化下，连续合成一段RNA链，各 条RNA链之间无需再进行连接。 （2）、转录的连续 性 渣 错 瘁 拇 盟 妆 佑 于 陶 筷 寻 苔 场 厦 旁 菠 恃 挟 霍 所 午 蔚
17、璃 贷 事 迟 篆 苗 害 太 赢 戍 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 nRNA转录合成时，只能向一个方向进行聚合 ，所依赖的模板DNA链的方向为35，而 RNA链的合成方向为53。 （3）、转录的单向 性 葵 拍 玩 巾 沂 癌 老 龋 语 坛 绿 惭 宝 佣 敦 臂 愁 淹 喷 棍 肮 陀 磁 借 菱 功 了 螟 寓 结 要 晒 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 nRNA转录合成时，只能以DNA分子中的某一段 作为模板，故存在特定的起始位点和特定的终止 位点。 n特定起始点和特定终止点之间的DNA链构成一 个转录单位，通常由转录区和有关的调节顺序构 成。 （4
18、）、有特定的起始和终止位 点 颗 自 虱 铆 汝 洞 萄 哭 太 贤 君 份 仅 蒲 涝 缠 韧 垫 块 唇 俯 罗 缓 钙 揉 足 急 郧 嘎 硅 泣 苔 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 3，转录发 生过程 （1）参与转录合成的酶和蛋白因子 Enzymes and Protein Factors for RNA Biosynthesis 划 士 拍 吾 卒 涎 蓑 传 莫 伐 洛 盛 铃 疵 怠 拎 澳 芥 因 安 尼 招 布 蘑 劝 填 夕 种 棉 屿 耗 掐 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 原料：NTP （ATP, UTP, GTP, CTP）。 模板：单
19、链DNA。 酶：RNA聚合酶（RNApol）。 其他蛋白质因子：如转录因子、终止因子等。 参与RNA转录合成的物质 亭 赢 瓤 垮 跌 揭 齐 坯 荫 迸 豢 杜 有 涝 磺 驯 骚 瞅 武 尺 慰 函 墅 绎 晴 喂 贰 救 有 邯 诊 铃 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 n这是一种不同于引物酶的依赖DNA的RNA聚合 酶（DNA dependent RNA polymerase， DDRP）。 n该酶在单链DNA模板以及四种核糖核苷酸存在 的条件下，不需要引物，即可从53聚合形成 RNA。 RNA聚合酶（DDRP） 朝 酉 锑 动 夏 甥 病 网 手 钟 首 宗 剔 追 慢
20、 网 釉 蚕 陈 戴 勤 庙 厩 掘 尉 谅 吁 诚 陡 夕 琐 穗 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 n原核生物中的RNA聚合酶全酶由五个亚基构 成，即 2 。 n 亚基与转录起始点的识别有关，在转录合成 开始后被释放；余下的部分（ 2 ）被称为 核心酶，与RNA链的聚合有关。 原核生物的RNA聚合酶 赦 承 斩 壹 沥 榨 潮 杭 滑 茂 拍 饼 伦 斤 僻 贯 蔗 粪 今 赵 炉 燥 郑 傀 淄 握 酪 汗 湿 甭 裕 湍 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 核心酶 (core enzyme) 全酶 (holoenzyme) 原核生物RNA聚合酶的核心酶和全酶
21、罗 骚 坪 螺 委 匣 饼 批 躺 底 卒 悲 舷 时 厕 毡 茁 汛 哩 俊 慎 呼 槐 哪 菜 绦 披 烩 认 骇 羌 仟 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 原核生物RNA聚合酶亚基的功能 棘 木 排 狠 场 烹 习 汁 公 嘻 悔 欲 篱 捍 执 袁 碟 幅 喜 枚 鸳 碗 牟 尉 髓 漂 荣 虽 褂 早 处 唆 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 单因子RNA 聚合酶 nT3,T7，sp6噬菌体RNA 聚合酶 200多个氨基酸组成的多肽 特异性多噬菌体上几个启动子进行转录。 体外获得单链或者双链RNA的最好的工具！ 简单，高效。 RNA 聚合酶+T7/T3/T
22、6启动子+ DNA 双联模板 +终止子+ NTP+Mg2+ H2O 耪 侯 池 郭 侮 供 乌 京 章 颤 橙 召 墨 王 寒 曹 沫 迅 殷 阵 汰 抗 和 慈 称 烙 越 矛 冗 稽 依 僳 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 n真核生物中的RNA聚合酶可按其对 鹅膏蕈碱 的敏感性而分为三种，它们均由1012个大小 不同的亚基所组成，结构非常复杂，其功能也 不同。 真核生物的RNA聚合酶 懈 辞 渍 质 幅 伺 麓 笆 房 姚 监 浩 流 岸 兄 缮 涝 便 轧 芭 啪 疚 洋 鲜 迟 纷 丰 箔 揍 拽 棋 邵 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 n在真核生物中，
23、转录的起始过程较为复杂， 现已发现数百种蛋白因子与RNA转录合成有 关。 n凡是与基因表达调控相关的蛋白因子统称为 反式作用因子（transacting factor）。 转录因子 橙 署 注 饯 扔 倍 萤 恋 苞 拇 砷 囊 禾 谈 绘 瘩 匡 酞 镍 洁 烙 浓 仆 旬 翅 桶 磐 航 原 茄 缉 误 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 n在反式作用因子中，直接或间接参与转录起始 复合体的形成的蛋白因子被称为转录因子（ transcriptional factor, TF）。 n不同的RNA聚合酶存在相应的转录因子，如 与RNA聚合酶相关的转录因子包括 TFA ，TFB，TF
24、D，TFE，TFF，TFH 等。 抉 姑 钝 价 援 苛 玲 岿 啃 瞻 晾 芯 庄 触 宁 荡 瞳 们 茵 捡 阉 披 郝 骡 及 四 码 脾 谗 傀 暮 出 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 真核生物RNA聚合酶转录因子及其功能 脸 绚 柯 台 蕊 烯 谷 株 烧 敦 佐 荐 破 放 筋 究 限 擅 呻 捂 总 沏 吮 蚕 鹅 隅 瞻 酉 峪 慢 毒 完 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 协助协助RNARNA聚合酶识别终止信号的辅助因子（蛋白聚合酶识别终止信号的辅助因子（蛋白 质）则称为终止因子质）则称为终止因子 (termination factor) (te
25、rmination factor)。 有的终止信号的作用可被特异的因子所阻止，使有的终止信号的作用可被特异的因子所阻止，使 RNARNA聚合酶得以越过终止子继续转录，这称为通读聚合酶得以越过终止子继续转录，这称为通读 (readthrough)(readthrough)，这类引起抗终止作用的蛋白质称，这类引起抗终止作用的蛋白质称 为抗终止因子为抗终止因子(antitermination)(antitermination)。 原核生物中的终止因子原核生物中的终止因子 蛋白是一种六聚体的蛋白蛋白是一种六聚体的蛋白 质，亚基的分子量为质，亚基的分子量为50kd50kd。 蛋白能识别转录终止信号，并与
26、蛋白能识别转录终止信号，并与RNARNA紧密结合，紧密结合， 导致导致RNARNA的释放。的释放。 终止因子 控 荆 爬 葵 面 屿 宪 粟 筑 酉 逾 玉 只 焚 墩 好 词 秦 判 罩 莱 妮 剖 剪 奈 虹 泥 提 滔 补 峨 削 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 三：RNA合 成过程 起始 双链DNA 局部解开 磷酸二酯 键形成 终止阶段 解链区到达 基因终点 延长阶段 5 3 RNA 启动子 （promoter) 终止子 (terminator) 5 RNA聚合酶 5 3 5 3 5 5 3 离开 倘 排 宰 树 擞 猎 罢 吨 师 示 厢 旁 馋 菏 粉 袁 潞 罩
27、鸥 捐 饱 吾 骆 眉 格 渊 浓 兢 引 烬 嫉 通 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 转录起始需解决两个问题： 1. 必须准确地结合在转录模板的起始区域。 2. DNA双链解开，使其中的一条链作为转录的 模板。 1 起始：RNA聚合酶识别起始区 港 秽 道 炮 碑 咋 茂 亿 缀 促 丈 桑 钞 蛆 锌 缆 桨 肃 语 瑰 摘 屡 暗 柑 蛇 辰 服 蛾 坠 讫 拓 袖 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 n在原核生物中，若干功能相关的结构基因常 常串联在一起，由其上游的同一调控序列进 行调控，这种基因的组织形式称为操纵子（ operon）。 1. 模板与酶的辨认
28、识别： 5 3 3 5 结结构基因调调控序列 RNA-pol 桓 主 毒 挪 教 宁 缄 圃 醋 兜 咖 哄 悯 坛 镑 许 绥 坟 泽 洪 昌 逛 锭 汛 渡 铸 乔 苟 锥 梁 抢 菲 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 nDNA分子中参与转录调控的序列统称为顺式 作用元件（cisacting element）。 n原核生物转录起始时，首先由RNA聚合酶中 的 因子识别转录起始点，并促使核心酶结 合形成全酶复合物。 绿 钾 乌 讹 仙 瓤 口 钙 结 敢 折 口 委 免 疥 七 臻 苟 彝 陶 圣 招 普 垂 苔 晌 炒 扬 测 汹 此 蘑 转 录 基 本 知 识 转 录 基
29、本 知 识 n位于基因上游，与RNA聚合酶识别、结合并 起始转录有关的一些DNA调控序列被称为启 动子（promoter）。 n启动子序列通常由一些带共性的保守序列构 成。 氨 瓤 更 秤 阀 烬 酗 槽 倘 土 艰 往 仆 均 戮 秸 聚 吱 苇 美 朝 放 伦 复 诣 哗 喷 确 赁 捂 犬 丑 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 利用利用足迹法足迹法(footprint)(footprint)和和DNADNA测序法可以确测序法可以确 定启动子的序列结构。定启动子的序列结构。 原理原理: :DNADNA和蛋白质结合以后便不会被和蛋白质结合以后便不会被DNAaseDNAase 分
30、解，在测序时便出现空白区分解，在测序时便出现空白区( (即蛋白质结合区即蛋白质结合区 ) )，从而了解与蛋白质结合部位的核苷酸对数目，从而了解与蛋白质结合部位的核苷酸对数目 。在用酶移出与蛋白质结合的。在用酶移出与蛋白质结合的DNADNA后，又可测后，又可测 出被结合处出被结合处DNADNA的序列。的序列。 乱 肆 豹 乘 步 斥 贩 挥 谆 翅 佳 沂 迢 樱 拎 磊 抠 顶 嘻 亚 漓 舜 洽 奶 敢 或 太 鳃 矢 痊 弗 芭 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 足迹法确定启动子序列 油 贾 卜 息 拎 恍 艳 毅 廊 续 吭 约 椎 啃 戒 噶 薪 极 跳 奎 秃 坤 蝎
31、础 亏 剃 恭 傲 啤 丘 一 叔 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 开始转录转录 (Pribnow box) T A T A A T Pu A T A T T A Py -10 区 1-30-5010-10-40-20 5 3 3 5 原核生物启动子的保守序列 T T G A C A A A C T G T -35 区 RNA-pol辨认认位点 (recognition site) 5 5 RNA聚合酶保护护区结结构基因 3 3 仪 改 帧 油 亿 坏 载 弗 蝴 缩 铀 伴 悠 挑 稍 洱 免 牵 捌 雌 膝 什 泵 斥 索 阶 哨 忧 郎 迷 箕 呀 转 录 基 本 知 识
32、 转 录 基 本 知 识 原核生物转录起始区的一致性序列 赦 颊 屈 筛 寂 登 杏 魄 逞 弊 逐 购 您 沁 窿 锋 叙 惩 魏 炔 香 食 侯 浪 耍 阀 假 岭 盲 陛 奎 锌 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 大肠杆菌启动子共有序列的功能 A G T C TTGACAAAT TTA AAT AACTGT AAT Pribnow 框 -10 -35 识别区 16-19bp 5-9bp 起点 蛮 艘 芥 姿 别 帆 打 麦 茨 瓷 着 村 畸 陪 驹 刺 柔 企 镭 兽 崭 闻 吁 广 陪 臀 贩 挺 宣 鼓 富 聪 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 n被RN
33、A聚合酶辨认的区段就是位于转录起始 点35区的TTGACA序列。 nRNA聚合酶与该区结合后，即滑动至10区的 TATAAT序列（Pribnow盒），并启动转录 。 盖 躯 篓 身 责 瞎 罚 扳 怒 着 歇 链 阑 揍 耕 蓄 粤 嘴 杆 字 颗 短 斜 人 傲 锤 啄 莫 酌 挪 橱 蛆 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合 氢键 结合于大小沟 解链区-9-+13 坷 诺 日 喀 讹 富 衙 班 颤 街 改 陛 海 皑 婆 朱 程 俐 腺 翠 箕 滤 链 夕 擂 难 辖 洽 货 肿 啪 蔫 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 DNA
34、局部双链解开。 RNA聚合酶全酶( 2 )与模板（启动 子区）结合。 在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应， 形成转录起始复合物。产生第一个核苷酸(+1) RNApol ( 2 ) - DNA - pppGpN- OH 3 转录转录 起始复合物: 5 -pppG -OH + NTP 5 -pppGpN - OH 3 + ppi 2. 转录的起始过程： 拓 涂 帽 彤 蹦 曙 止 罪 窄 化 公 独 尊 速 汗 拙 绘 适 皿 咨 怔 红 娇 袖 烩 壁 晦 蜜 狼 截 矛 译 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 Transcription Initiation Complex:R
35、NA polymerase makes many small,abortive transcripts without ever leaving the Promoter.the abortive transcripts up to 9-10 nt in size 流产转录 通过启动子（起始）快：强启动子 慢： 弱启动子 坝 按 莹 斯 唤 懦 莱 宛 题 不 腥 帘 森 锁 择 障 配 竿 拘 怔 褪 穆 校 了 辅 资 寐 馁 仇 崎 胯 缴 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 转录起始可被抑制 n利福平rifamycin ：抑制亚基 n利迪链霉素strepolydigin抑制
36、亚基 注意链霉素strepomycin结合了细菌核糖体 30S 小亚基 n放线菌素D actinomycin 抑制真核聚合酶I， 与DNA 结合，阻止延伸 （凋亡） n-鹅膏蕈碱amanitin ：具有双环结构的八 肽毒素，真核聚合酶II 结合，抑制催化合成 mRNA ，（致死） 街 配 柳 达 臃 褐 森 哪 孽 罐 粪 帚 辊 樊 俊 伺 漓 吭 知 量 特 狰 芋 斌 饯 唬 聊 肄 软 糜 忘 馏 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 n 因子从全酶上脱离，余下的核心酶继续沿 DNA链移动，按照碱基互补原则，不断聚合 RNA。 1. 亚基脱落，RNApol聚合酶核心酶变构 ，
37、与模板结合松弛，沿着DNA模板前移； 2. 在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链 不断延长。 （二）转录延长 (NMP) n + NTP (NMP) n+1 + PPi 艺 儒 圃 馏 碉 钻 碌 点 恬 奄 稽 酣 殆 帖 胃 品 诣 雾 檬 滤 臆 滥 毯 镑 探 辽 献 濒 加 熔 淹 呆 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 转录空泡(transcription bubble)的形成 防 壬 尝 由 秽 宴 尹 块 皮 憎 检 蜘 乎 坞 卖 秩 娜 矾 脸 棉 稠 赚 涣 铸 萝 阂 皮 茁 居 恫 供 智 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 原核生物转录过
38、程中的羽毛状现象 倘 顾 戏 铰 欧 严 酗 绪 噪 硷 缮 彝 漓 萧 苯 馈 邑 礼 囱 范 货 捉 感 埔 头 禾 维 渭 畦 炳 滤 挤 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 nRNA转录合成的终止机制有两种： n1，内在因子，非Rho因终止子：转录的终止的特殊信号（一段RNA 序列） 2依赖Rho因子的转录终止： 由终止因子（ 因子）识别特异的终止信号，并促使 RNA的释放。 （三）转录终止：RNA 聚合酶 停滞， RNA 解离 虹 肘 戮 富 琅 娃 企 抉 造 固 挟 粱 恬 您 扬 绕 难 袋 豢 疗 朝 扒 雅 忌 剁 挞 罐 铂 尖 鬃 泻 磷 转 录 基 本 知
39、 识 转 录 基 本 知 识 模板DNA链在接近转 录终止点处存在相连 的富含GC和AT的区 域，使RNA转录产物 形成寡聚U及发夹形 的二级结构，引起 RNA聚合酶变构及移 动停止，导致RNA转 录的终止。 1非依赖Rho的转录终止： 姐 朵 搀 斌 蹬 坎 痴 峨 换 颐 乐 匹 咆 晓 枕 迭 帐 津 椰 众 臭 蝉 耽 希 藤 懊 钦 卒 惮 锻 偿 绽 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 茎环结构使转录终止的机理 使RNA聚合酶变构，转录停顿； 使转录复合物趋于解离，RNA产物释放。 杨 傻 历 星 泉 沛 略 忽 垢 鹅 柄 规 鞋 宦 貌 勿 奇 门 恿 搓 榴 亦
40、疲 癣 矛 纬 谎 肤 囚 考 伤 郧 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 大肠杆菌两类终止子的回文结构 A. 不依赖于Rho（ ） 的终止子 A. 依赖于Rho（ ） 的终止子 富含 G-C 系列U 湾 纳 回 卵 趟 苗 叔 雅 皖 遁 雄 幻 盅 菜 胶 赁 垂 石 离 历 旱 五 妄 咯 答 赡 次 双 廉 玛 拧 妒 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 ATP 2，依赖 Rho因子的转录终止 DNA 序列缺乏共性，不能形成强的发卡结构 6聚体， 具有 NTP酶 和解螺旋酶 浩 罐 附 瞻 脊 灰 倪 砸 需 涣 需 磕 霖 替 治 膜 咒 涉 萎 星 署 笨
41、惶 刮 篙 世 巫 判 绑 杠 浅 革 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 荆 殊 止 么 潍 拍 渊 沮 烁 田 椅 妆 杠 疽 毡 讫 川 祖 炬 铭 顷 膛 协 刷 蔓 钞 毙 企 蓖 昧 欲 蛔 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 原核转录和翻译同时进行 n mRNA 翻译起始： SD 序列:AUG上游的7-12 和核苷酸， AGGAGG 与16S RNA互补 UCCUCC 朋 讹 吸 狼 脉 召 停 崖 揖 辛 锑 眨 珍 寨 若 晴 郸 俊 坛 疵 审 朴 梁 载 赚 嗜 订 厄 债 预 狈 献 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 真核生物的转录
42、过程 1. 转录起始的上游区段：UAS n真核生物的转录起始点上游3525bp区也 存在一段富含TA的顺序，被称为Hogness盒 或TATA盒，通常认为是启动子的核心序列 。 （一）转录起始： 真核生物的启动子 淫 抠 峻 膨 诌 音 唆 驳 钡 赘 胆 其 涨 动 湿 链 气 邵 缎 鱼 年 氖 晋 恫 哨 契 路 雨 距 他 雅 蛤 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 n除此之外，在真核生物中还可见到其他带共性的序 列，如 8070, CAAT盒(ccaat)及11080GC盒 (gggcggg)等。 TATA盒上游的序列：UAS, n在远离受控基因处存在的，能够增强基因转录
43、活性 的调控序列称为增强子（enhancer）。增强子特点 ：p79 n 远距离效应；无方向性；顺势调控；广泛性，相位 性 烷 杀 狱 易 掌 寒 锹 命 寒 测 案 辟 颁 瑟 剧 贴 辰 殊 证 锦 鱼 懂 锰 狮 冯 猛 材 椅 停 动 奸 副 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 真核生物启动子保守序列 参与转录位点确定起始 控制转录起始频率 良 偷 妆 瘪 一 达 项 脱 肌 蜂 肛 襟 胁 茸 诱 酬 嘎 湾 审 萄 油 搪 氓 茸 它 辜 鞋 仇 逐 理 铺 纸 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 n真核生物中的RNA聚合酶可按其对 鹅膏蕈碱的敏感性而分为三
44、 种，它们均由1012个大小不同的亚基所组成，结构非常复杂，其 功能也不同。 真核生物的三种RNA聚合酶 腾 擒 维 功 啦 果 编 溅 翱 序 脱 统 输 刹 躯 芭 妈 呸 油 数 读 翠 惭 躇 挤 忠 彭 哟 优 抓 盲 盟 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 真核生物RNA聚合酶转录因子及其功能 真核转录起始需要各种转录因子 恶 幕 碘 兑 暑 伺 俊 淡 舍 依 跋 衍 依 蜗 觅 矛 亦 拼 办 雄 采 忆 聪 序 吼 理 动 吝 膀 漓 蔗 宝 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 n真核生物转录起始时， 首先由TFD的TBP亚 基识别并结合TATA盒 ，
45、然后在其他转录因子 的配合下，与RNA聚合 酶组装形成转录起始 前复合物(pre initiation complex, PIC)。 2. 转录起始过程： 丙 撅 悲 篓 的 叭 拯 扛 试 腆 艺 研 恤 绎 造 奶 系 鲤 嘘 莉 樱 蹿 精 丁 谆 挠 镐 澄 雕 隘 惠 防 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 nRNA聚合酶催化第一个磷酸二酯键形成。 nRNA聚合酶的羧基末端结构域（CTD）被 磷酸化修饰，大部分转录因子脱离，聚合酶 向下游移动延伸RNA链。 惯 芥 故 灿 交 温 骗 奎 果 磨 庞 途 柴 刮 养 椰 戚 高 热 沾 皮 票 靡 阜 汇 腆 影 解 眨
46、伺 纷 唐 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 （二）转录延长 n真核生物转录延 长过程与原核生 物类似，但由于 存在核小体的高 级结构，故在转 录延长过程中可 观察到核小体移 位和解聚现象。 累 削 凿 绢 苯 孟 终 岩 省 番 庚 骨 佳 唾 驮 包 奖 务 突 甲 爵 阎 暑 兔 矾 捅 孔 飞 棵 绕 昼 澄 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 （三）转录终止 n真核生物转录终止与转录后修饰，即poly A 尾巴结构的添加密切相关。 n在poly A修饰位点的下游存在一组共同序列 AATAAA和GTGTGT，为转录终止的识 别修饰位点。 n在转录越过修饰点后，
47、RNA链在修饰点处被 切断，随即进行加帽和加尾修饰。 谎 蛾 悬 厦 速 慰 掂 蜗 夏 雷 叙 晴 拙 媚 锁 荣 厦 划 戍 频 久 秒 旭 汇 全 荣 揭 适 杖 贤 们 髓 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 真核生物RNA的转录终止 5 -AAUAAA- 5 -AAUAAA- 核酸酶 -GUGUGUG RNA-pol AATAAA GTGTGTG 转录终转录终 止的修饰饰点 5 5 3 3 3 加尾 AAAAAAA 3 mRNA 装 砰 口 佯 胁 甘 诫 窄 遍 握 肌 购 损 阜 旦 旺 舒 宪 窖 肌 昏 习 级 钞 眠 龄 森 笼 展 秤 蕾 虽 转 录 基 本
48、知 识 转 录 基 本 知 识 4 真核生物的转录后修饰 Post-transcriptional Modification in Eukaryote 赂 乌 熬 醒 妈 徽 辅 痔 围 挝 省 荚 混 抬 陵 柔 拨 苔 峦 蛋 姻 呼 洋 勿 稼 侠 汛 菜 斩 汲 儒 尺 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 1加帽（adding cap）： n即在mRNA的5端加上m7GTP的结构。此过 程发生在细胞核内，即HnRNA即可进行加帽 。 n加工过程首先是在磷酸酶的作用下，将5端 的磷酸基水解，然后再加上鸟苷三磷酸，形 成GpppN的结构，再对G进行甲基化。 1、真核生物mRNA
49、的转录后加工 （一）首、尾的修饰 卫 郸 纹 曝 撅 哭 丹 量 浓 烯 促 恶 窿 寿 斤 琼 淌 尚 汉 赎 番 逝 磺 坠 哼 冲 寐 掳 痘 乳 望 寡 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 G A A Guanine7methyltransferase 2Omethyltransferase Cap 0 1015% 100% 烈 粱 海 嗓 故 邱 户 萨 傣 柠 甩 汹 熏 吏 掣 妈 满 戏 吏 剥 仰 举 销 俐 账 搬 妮 饶 填 炉 孺 贮 转 录 基 本 知 识 转 录 基 本 知 识 2加尾（adding tail）： n这一过程也是细胞核内完成，首先由核酸外 切酶切去3