《原核生物的转录》PPT课件.ppt

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1、原核生物的转录2011级研究生方剂学专业转录是是细胞生物合成的重要环节，细胞生物合成的重要环节，在在RNA聚合酶聚合酶催化下，以催化下，以ATP、GTP、CTP、UTP为基本原料以为基本原料以DNA为模板依碱基配对原则为模板依碱基配对原则(G/C,C/G,T/A,A/T）合）合成成RNA的过程。合成方向：的过程。合成方向：53。模板链称为反。模板链称为反义链。义链。非模板链因为和模板链序列反向互补，与非模板链因为和模板链序列反向互补，与子代子代RNA序列几乎完全相同（除了序列几乎完全相同（除了U代替了代替了T），），非模板链又叫编码链。非模板链又叫编码链。不同基因的模板链与非模板链并非固定在不

2、同基因的模板链与非模板链并非固定在DNA双双螺旋分子的某一条链上。螺旋分子的某一条链上。RNA的转录过程起始起始延长延长终止终止原核生物中迄今只发现了一种原核生物中迄今只发现了一种DNA聚合酶，负责所有聚合酶，负责所有RNA的合成（包的合成（包括括tRNA，mRNA，rRNA等）。等）。目前结构和机制比较清楚的是大肠目前结构和机制比较清楚的是大肠杆菌的杆菌的RNA聚合酶。聚合酶。大肠杆菌RNA聚合酶的组成 识别启动子，启动转录识别启动子，启动转录2 负责负责RNA链的延伸链的延伸，酶的催化活性中心酶的催化活性中心 参与转录速度的调控参与转录速度的调控 功能尚不清楚功能尚不清楚启动子启动子：含有

3、：含有RNA聚合酶特异性结合聚合酶特异性结合和和转录起始转录起始所需的所需的保守序列保守序列。原核生物的启动子序列存在着原核生物的启动子序列存在着较大差异，但存在着三个共有序列较大差异，但存在着三个共有序列:转录起始识别部位转录起始识别部位：位于：位于35区区,共有序列是共有序列是（TTGACA）的的610bp序列。序列。Pribnow盒盒:位于位于10区区，是几乎所有启动子都含是几乎所有启动子都含有的一个有的一个68bp的序列，一般为的序列，一般为TATAAT。RNA的合成起点的合成起点：+1区区，富含，富含AGGTCCACC序列。序列。转录起始转录起始启动子结构 转录起始RNA聚合酶全酶先

4、与模板以较低的亲和力结合，可以沿着DNA双链滑动，亚基亚基 识别到识别到 启动子序列后，启动子序列后，RNA聚合酶紧密结合在DNA模板上，形成转录起始复合物。（此时DNA双链仍处于双联状态，故该复合物被称为闭合转录复闭合转录复合物合物。）启动子中的普利布诺盒中普利布诺盒中富含AT碱基，因而碱基容易断裂，RNA聚合酶启动子部位的DNA双联间，发生约17bp的局部裂解，形成开放转录复合物开放转录复合物，暴露出DNA模板链。在转录起始部位形成新的RNA第一磷酸二键基，RNA链的第一个核苷酸均为嘌呤A或G。（因为因为RNA的合成起点的合成起点，富含，富含AGGTCCACC序列。序列。）1.1.在在RN

5、ARNA聚合酶作用下发生第一次聚合反聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形成转录起始复合物应，形成转录起始复合物2.2.5 5-pppG-OH +-pppG-OH +NTP NTP 5 5-pppGpN-OH 3-pppGpN-OH 3 +ppippi3.4.第一个核苷三磷酸与第二个核苷三磷酸缩合生成3-5磷酸二酯键后，则启动阶段结束，进入延伸阶段转录起始转录起始转录延转录延伸伸1.亚基亚基从全酶中从全酶中脱落，核心酶变构，脱落，核心酶变构，与模与模板结合相对松弛，有利于板结合相对松弛，有利于沿着沿着DNA模板模板快快速速前移前移，继续，继续RNA的合成，的合成，RNA链不断链不断延长延长；2.在

6、这一阶段，在这一阶段，DNA分子链不断被打开，分子链不断被打开，完成完成RNA分子转录后又恢复双链结构，使分子转录后又恢复双链结构，使得得DNA分子在电镜下呈现泡状结构，称为分子在电镜下呈现泡状结构，称为转录泡。转录泡。转录延伸转录泡转录泡转录终止转录终止RNARNA聚聚合合酶酶在在DNADNA模模板板上上停停顿顿下下来来不不再再前前进进，转转录录产产物物RNARNA链从转录复合物上脱落下来。链从转录复合物上脱落下来。在原核中，发现终止信号存在于在原核中，发现终止信号存在于RNARNA聚合酶已经转录过聚合酶已经转录过的序列之中。这种的序列之中。这种提供终止信号的结构提供终止信号的结构就称为就称

7、为终止子终止子。终止子可分为两类终止子可分为两类:1 1、不依赖于蛋白质辅因子就能实现终止作用。、不依赖于蛋白质辅因子就能实现终止作用。2 2、依赖蛋白辅因子才能实现终止作用。、依赖蛋白辅因子才能实现终止作用。这种蛋白质辅因子称为释放因子，通常又称这种蛋白质辅因子称为释放因子，通常又称因子因子。两类终止子有共同的序列特征两类终止子有共同的序列特征：在：在转录终止点转录终止点前有一段回文序列前有一段回文序列，回文序列的，回文序列的两个重复部分两个重复部分(每个每个7 720bp)20bp)由几个不重复的核苷节段隔开。由几个不重复的核苷节段隔开。两类终止子的不同点两类终止子的不同点：不依赖不依赖因

8、子的终止子因子的终止子的的回文序列中富含回文序列中富含GCGC碱基对，在回文序列的碱基对，在回文序列的下游方向又常下游方向又常有有6 68 8个个ATAT碱基对碱基对(在模板链上为在模板链上为A A、在、在mRNAmRNA上为上为U)U)；而；而依赖依赖因子因子终止子中回文序列的终止子中回文序列的GCGC对含量较少对含量较少。在回文。在回文序列下游方向的序列没有固定特征，其序列下游方向的序列没有固定特征，其ATAT对含量比前一对含量比前一种终止子低。种终止子低。转录终止转录终止 不不依赖依赖的转录终止的转录终止不依赖不依赖P因子的序列中富含因子的序列中富含GC碱基对，碱基对，由此形成的由此形成

9、的RNA转录子链能够通过形成转录子链能够通过形成氢键结构形成茎氢键结构形成茎-环发卡结构，在此部环发卡结构，在此部分的分的DNA和和RNA杂化链很不稳定，使杂化链很不稳定，使RNA从模板上脱落，从而终止转录。从模板上脱落，从而终止转录。依赖依赖的转录终止的转录终止不形成强的发夹结构，必须一种辅助因不形成强的发夹结构，必须一种辅助因子即子即蛋白来帮助转录终止。六聚体蛋蛋白来帮助转录终止。六聚体蛋白，依赖单链白，依赖单链RNA水解水解ATP释放的能量来释放的能量来识别识别RNA子链上的子链上的72bp 序列（特异结构）序列（特异结构）来终止转录来终止转录。依赖的转录终止Rho factor()-dependent termination