分子生物学生物信息的传递上 (2)讲稿.ppt

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1、分子生物学生物信息的传递上第一页，讲稿共八十一页哦 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Contents第二页，讲稿共八十一页哦一、基本概念生物体以DNA为模板合成RNA的过程。转转录录RNADNA 转录(transcription)：第三页，讲稿共八十一页哦参与转录的物质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RNA合成方向合成方向：5 3第四页，讲稿共八十一页哦转录的不对称性：在RNA的合成中，DNA的二条链中仅有一条链可作为转录

2、的模板，称为转录的不对称性。编码链与模板链与mRNA序列相同的那条DNA链称为编码链；将另一条根据碱基互补原则指导mRNA合成的DNA链称为模板链。第五页，讲稿共八十一页哦第六页，讲稿共八十一页哦模板链并非永远在同一条单链上转录方向转录方向5 5 3 3 3 3 5 5 模板链模板链编码链编码链编码链编码链模板链模板链转录方向转录方向DNA分子上转录出分子上转录出RNA的区段，称为结构基因。的区段，称为结构基因。结构基因：第七页，讲稿共八十一页哦转录单元（transcription unit）一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列。第八页，讲稿共八十一页哦 基本概念 转录起始：RNA聚合酶、

3、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Contents第九页，讲稿共八十一页哦二、参与转录起始的关键酶与元件（一）RNA聚合酶原核生物RNA聚合酶（大肠杆菌为例）全酶=核心酶+因子第十页，讲稿共八十一页哦第十一页，讲稿共八十一页哦大肠杆菌RNA聚合酶的组成分析亚基基因相对分子量亚基数组分功能rpoA365002核心酶核心酶组装，启动子识别rpoB1510001核心酶和共同形成RNA合成的活性中心rpoC1550001核心酶？110001核心酶？rpoD700001因子存在多种因子，用于识别不同的启动子第十二页，讲稿共八十一页哦 真

4、核生物RNA聚合酶酶位置转录产物相对活性对-鹅膏蕈碱的敏感性RNA聚合酶核仁rRNA50-70%不敏感RNA聚合酶核质hnRNA20-40%敏感RNA聚合酶核质tRNA约10%存在物种特异性真核细胞的三种RNA聚合酶特征比较第十三页，讲稿共八十一页哦RNA聚合酶与DNA聚合酶的区别RNA聚合酶DNA聚合酶大小(M)大，4.8105dol小，1.09105dol引物无有产物较短，游离较长，与模板以氢键相连作用方式一条链的某一段两条链同时进行外切酶活性无5 3，3 5校对合成能力无有修复能力无有第十四页，讲稿共八十一页哦（二）启动子(promoter)启动子定义：指能被RNA聚合酶识别、结合并启动

5、基因转录的一段DNA序列。第十五页，讲稿共八十一页哦 原核生物启动子结构（P76图3-8）Pribnow41-44bp第十六页，讲稿共八十一页哦 TTGACA区（-35区）：提供了RNA聚合酶全酶识别的信号 TATA区（-10区）：酶的紧密结合位点（富含AT碱基，利于双链打开）第十七页，讲稿共八十一页哦编码链AACTGTATATTA模板链TTGACATATAAT35DNA转录起始点Probnow盒子启动子35 10 +1转录区53RNA转录起点与新生RNA链第一个核甘酸相对应DNA链上的碱基。第十八页，讲稿共八十一页哦大肠杆菌RNA聚合酶全酶所识别的启动子区T85T83G81A61C69A52

6、T89A89T50A65A100第十九页，讲稿共八十一页哦典型启动子的结构 -35 -10 转录起点TTGACA 16-19bp TATAAT 5-9bp第二十页，讲稿共八十一页哦 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最为复杂，它和原核的启动子有很多不同第二十一页，讲稿共八十一页哦真核生物启动子的结构核心启动子（core promoter）上游启动子元件（upstream promoter element，UPE）第二十二页，讲稿共八十一页哦1、核心启动子 定义：指保证RNA聚合酶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区作用：选择正

7、确的转录起始位点，保证精确起始TATA 常在-25bp左右，相当于原核的-10序列T T8585A A9797T T9393A A8585A A6363A A8383A A5050第二十三页，讲稿共八十一页哦第二十四页，讲稿共八十一页哦2、上游启动子元件包括CAAT盒（CCAAT）和GC盒（GGGCGG）等作用：控制转录起始频率。CAAT：-70-80bpGGGCGG：-80-110bp第二十五页，讲稿共八十一页哦SV40 早期启动子组蛋白H2B TATACAATGC第二十六页，讲稿共八十一页哦（三）转录起始复合物 原核生物转录起始复合物第二十七页，讲稿共八十一页哦 转录因子 转录复合体TBP

8、TAFsTFIIATFIIB TFIIF Pol IITFIIE RNA pol 的转录起始 真核生物转录起始复合物第二十八页，讲稿共八十一页哦 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Contents第二十九页，讲稿共八十一页哦三、转录的基本过程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。第三十页，讲稿共八十一页哦2、转录起始RNA链上第一个核甘酸键的产生第三十一页，讲稿共八十一页哦第三十二页，讲稿共八十一页哦3、RNA链的延伸 亚基脱落，RNApol聚合酶核心酶

9、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。第三十三页，讲稿共八十一页哦核心酶核心酶 DNA RNA第三十四页，讲稿共八十一页哦4、转录终止 终止子（terminator，t）强终止子内部终止子 弱终止子 需要因子（rho factor）又称为依赖性终止子 （Rho-dependent terminator）不依赖Rho()因子的转录终止依赖Rho()因子的转录终止第三十五页，讲稿共八十一页哦不依赖因子的终止 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；在终止位点前面有一段由4-8个A组成的序列，RNA的3端为寡聚U第三

10、十六页，讲稿共八十一页哦发夹式结构和寡聚U的共同作用使RNA从三元复合物中解离出来。第三十七页，讲稿共八十一页哦 终止效率与二重对称序列和寡聚U的长短有关，长度 效率 第三十八页，讲稿共八十一页哦依赖因子的终止因子：六聚体蛋白、水解各种核甘三磷酸促使新生RNA链从三元转录复合物中解离出来，从而终止转录。第三十九页，讲稿共八十一页哦第四十页，讲稿共八十一页哦转录的基本过程第四十一页，讲稿共八十一页哦 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Contents第四十二页，讲稿共八十一页哦四、转录后加工第四

11、十三页，讲稿共八十一页哦5端加帽3端加尾RNA的剪接RNA的编辑第四十四页，讲稿共八十一页哦 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）。1、在5端加帽第四十五页，讲稿共八十一页哦m7Gppp鸟甘酸转移酶第四十六页，讲稿共八十一页哦 帽子结构功能：能被核糖体小亚基识别，促使mRNA和核糖体的结合；m7Gppp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。第四十七页，讲稿共八十一页哦2、3端加尾多聚腺苷酸尾巴AAUAAA：准确切割加poly（A）第四十八页，讲稿共八十一页哦第四十九页，讲稿共八十

12、一页哦多聚腺苷酸尾巴功能：提高了mRNA在细胞质中的稳定性。第五十页，讲稿共八十一页哦3、RNA的剪接地中海贫血病人的珠蛋白基因，1/4第五十一页，讲稿共八十一页哦生物体内内含子的主要类型：GU-AG、AU-AC、类内含子、类内含子第五十二页，讲稿共八十一页哦 5.AAGUAAGU.CURAY.(10-40)(U/C)11NCAG G.3 IntronexonexonPolyprimidineCAG=UAG AAG GAG第五十三页，讲稿共八十一页哦参与RNA剪接的物质：snRNA（核内小分子RNA）snRNP（与snRNA结合的核蛋白）第五十四页，讲稿共八十一页哦第五十五页，讲稿共八十一页哦

13、UACUACA-AGUGU4U5U6E1E2U1U2UACUACA-AGUGU6E1E2U1、U4、U5第五十六页，讲稿共八十一页哦类内含子的自我剪接第五十七页，讲稿共八十一页哦类内含子的自我剪接第五十八页，讲稿共八十一页哦4、RNA的编辑编编辑辑（editing）是指转录后的RNA在编码区发生碱基的突变、加入或丢失等现象。第五十九页，讲稿共八十一页哦C变为U碱基的突变第六十页，讲稿共八十一页哦尿苷酸的缺失和添加1986.R.Benne在研究锥虫线粒体mRNA转录加工时发现mRNA的多个编码位置上加入或丢失尿苷酸，1990年在高等动物和病毒中也发现了编辑现象。第六十一页，讲稿共八十一页哦 锥虫

14、coxII 基因的编辑第六十二页，讲稿共八十一页哦第六十三页，讲稿共八十一页哦 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Contents第六十四页，讲稿共八十一页哦五、原核生物与真核生物mRNA的特征比较1、原核生物mRNA的特征 半衰期短 多以多顺反子的形式存在 多顺反子mRNA：编码多个蛋白质的mRNA。单顺反子mRNA：只编码一个蛋白质的mRNA。第六十五页，讲稿共八十一页哦 结构基因结构基因Z：-半乳糖苷酶半乳糖苷酶Y：透过酶透过酶A：乙酰基转移酶：乙酰基转移酶ZYAOPDNA第六十六页，讲

15、稿共八十一页哦 5 端无“帽子”结构，3 端没有或只有较短的poly（A）结构。SD序列：mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列。第六十七页，讲稿共八十一页哦2、真核生物mRNA的特征 5 端存在“帽子”结构多数mRNA 3 端具有poly（A）尾巴（组蛋白除外）以单顺反子的形式存在“基因”的分子生物学定义：产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核甘酸序列。第六十八页，讲稿共八十一页哦原核生物和真核生物mRNA结构的比较第六十九页，讲稿共八十一页哦 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Conte

16、nts第七十页，讲稿共八十一页哦六、RNA合成与DNA合成异同点相同点：1、都以DNA链作为模板2、合成的方向均为53 3、聚合反应均是通过核苷酸之间形成的3,5-磷酸 二酯键，使核苷酸链延长。第七十一页，讲稿共八十一页哦不同点：复制转录模板两条链均复制模板链转录（不对称转录）原料dNTPNTP酶DNA聚合酶RNA聚合酶产物子代双链DNA（半保留复制）mRNA，tRNA，rRNA配对A-T；G-CA-U；T-A；G-C引物RNA引物无第七十二页，讲稿共八十一页哦中国科学院2001年硕士研究生入学考试：名词解释：Transcription;Reverse transcription 第七十三页，

17、讲稿共八十一页哦1、下列有关TATA盒(Hognessbox)的叙述,哪个是正确的:A.它位于第一个结构基因处B.它和RNA聚合酶结合C.它编码阻遏蛋白D.它和反密码子结合 B 第七十四页，讲稿共八十一页哦 2.转录需要的原料是:A.dNTPB.dNDP C.dNMP D.NTP E.NMPD第七十五页，讲稿共八十一页哦3、DNA模板链为 5-ATTCAG-3 ,其转录产物是:A.5 -GACTTA-3 B.5 -CTGAAT-3 C.5 -UAAGUC-3 D.5 -CUGAAU-3 D第七十六页，讲稿共八十一页哦4、DNA复制和转录过程有许多相同点,下列描述哪项是错误的?A.转录以DNA一

18、条链为模板,而以DNA两条链为模板进行复制 B.在这两个过程中合成均为5-3方向 C.复制的产物通常情况下大于转录的产物 D.两过程均需RNA引物 D第七十七页，讲稿共八十一页哦 5、真核生物的mRNA加工过程中,5端加上（），在3端加上（），后者由（）催化。如果被转录基因是不连续的，那么，（）一定要被切除，并通过（）过程将（）连接在一起。帽子结构、多聚腺苷酸尾巴、poly(A)聚合酶、内含子、剪接、外显子第七十八页，讲稿共八十一页哦6、10位的（）区和35位的（）区是RNA聚合酶与启动子的结合位点，能与因子相互识别而具有很高的亲和力。TATA、TTGACA第七十九页，讲稿共八十一页哦7、决定基因转录基础频率的 DNA 元件是（），它是（）的结合位点 启动子、RNA聚合酶 8、原核生物 RNA 聚合酶核心酶由（）组成，全酶由（）组成。22、22第八十页，讲稿共八十一页哦9、下面那一项不属于原核生物mRNA的特征（）A：半衰期短 B：存在多顺反子的形式 C：5端有帽子结构 D：3端没有或只有较短的多聚（A）结构 第八十一页，讲稿共八十一页哦