第十二的生物合成转录课件.ppt

《第十二的生物合成转录课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十二的生物合成转录课件.ppt（23页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第十二的生物合成转第十二的生物合成转录录第1页，此课件共23页哦复制和转录的区别复制和转录的区别 A-U，T-A，G-CA-T，G-C配对配对mRNA，tRNA，rRNA子代双链子代双链DNA（半保留复制）半保留复制）产物产物RNA聚合酶聚合酶-polDNA聚合酶聚合酶酶酶NTPdNTP原料原料两股链均复制两股链均复制模板模板转录转录复制复制A-U，T-A，G-CA-T，G-CmRNA，tRNA，rRNA子代双链子代双链DNA（半保留复制）半保留复制）产物产物RNA(RNA-pol)DNA聚合酶聚合酶酶酶NTPdNTP原料原料模板链转录模板链转录(不对称转录不对称转录)两股链均复制两股链均复制

2、模板模板转录转录复制复制第2页，此课件共23页哦第一节 转录基本规律与体系一、一、不对称转录不对称转录 1.1.DNADNA分分分分 子子子子 上上上上 转转转转 录录录录 出出出出RNARNA的的的的 区区区区 段段段段，称称称称 为为为为结结结结 构构构构 基基基基 因因因因(structural(structural gene)gene)。结结结结构构构构基基基基因因因因中中中中能能能能转转转转录录录录生生生生成成成成RNARNA的的的的一一一一股股股股单单单单链链链链，称称称称为为为为模模模模板板板板链链链链(template(template strand)strand)，也也也也称

3、称称称作作作作有有有有意意意意义义义义链链链链或或或或WatsonWatson链链链链。另另另另一一一一股股股股单单单单链链链链是是是是编编编编码码码码链链链链(coding(coding strand)strand)，也也也也称称称称为为为为反反反反义义义义链链链链或或或或CrickCrick链链链链。(一一)转录转录的模板的模板(Basic Rules and System of Transcription)2.在包含多个基因的在包含多个基因的DNA分子中，各基因的模板链并不总在同分子中，各基因的模板链并不总在同一条链上，在某个基因节段以其中某一条链为模板进行转录，而一条链上，在某个基因节

4、段以其中某一条链为模板进行转录，而在另一个基因节段上则以其对应单链为模板，这种选择性称不对在另一个基因节段上则以其对应单链为模板，这种选择性称不对称转录。称转录。第3页，此课件共23页哦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转录方向转录方向5GCAGTACATGTC 33 c g t g a t g t a c a g 55GCAGUACAUGUC 3NAla Val His Val C编码链编码链模板链模板链mRNA蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译 (二二)转录的特点转录的特点1.1.转录的不对称性转录的不对称性转录的不对称性转录的不对称

5、性2.2.转录方向的单向性转录方向的单向性转录方向的单向性转录方向的单向性 3.3.转录不需要引物形成连续性转录不需要引物形成连续性4.4.转录过程有特定起始和终止点转录过程有特定起始和终止点转录过程有特定起始和终止点转录过程有特定起始和终止点第4页，此课件共23页哦二、二、RNA转录的体系转录的体系(一一)模板模板结构基因双链中的一股链结构基因双链中的一股链。(二二)原料原料4种核糖核苷酸：种核糖核苷酸：ATP、UTP、GTP、CTP。(三三)RNA聚合酶聚合酶1.原核生物的原核生物的RNA聚合酶聚合酶核心酶核心酶全酶全酶 第5页，此课件共23页哦RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合聚合酶全酶

6、在转录起始区的结合 TATAATATATTA+1-55TTGACAAACTGA+20DNA 36512 决定哪些基因被转录决定哪些基因被转录 150618 催化功能催化功能 155613 结合结合DNA模板模板 70263 辨认起始点辨认起始点亚亚 基基分分 子子 量量功功能能原核生物的原核生物的RNA聚合酶聚合酶第6页，此课件共23页哦2.真核生物的真核生物的RNA聚合酶聚合酶 种类种类对鹅膏蕈碱对鹅膏蕈碱的反应的反应45S-rRNAhnRNA5S-rRNAtRNAsnRNA耐受耐受极敏感极敏感中度敏感中度敏感转录产物转录产物 RNA转录时除需以上物质外，还需要一些蛋白因子转录时除需以上物质

7、外，还需要一些蛋白因子参与。如原核生物使转录过程终止参与。如原核生物使转录过程终止因子。真核生物聚因子。真核生物聚合酶合酶启动转录时的转录因子。启动转录时的转录因子。(四四)蛋白因子蛋白因子第7页，此课件共23页哦第二节 RNA转录过程(一一)转录起始转录起始1.1.转录起始需解决两个问题转录起始需解决两个问题转录起始需解决两个问题转录起始需解决两个问题 (1)RNA(1)RNA聚合酶必须准确地结合在转录模板的起始聚合酶必须准确地结合在转录模板的起始聚合酶必须准确地结合在转录模板的起始聚合酶必须准确地结合在转录模板的起始区域。区域。区域。区域。(2)DNA(2)DNA双链解开，使其中的一条链作

8、为转录双链解开，使其中的一条链作为转录的模板。的模板。一、原核生物的转录过程一、原核生物的转录过程(The Process of Transcription)第8页，此课件共23页哦(2)DNA双链解开。双链解开。(1)RNA聚合酶全酶聚合酶全酶(2)与模板与模板保守序列保守序列结合。结合。(3)(3)在在在在RNA-polRNA-pol作用下形成转录起始复合物。作用下形成转录起始复合物。RNApol(2)-DNA-pppGpN-OH 3(4)转录起始复合物转录起始复合物:2.转录起始过程转录起始过程TGTTGACATATAAT5/5/3/3/-35区区-10区区转录方向转录方向基因转录区基因

9、转录区启动子启动子+1编码链编码链模板链模板链原核生物启动子的保守序列原核生物启动子的保守序列 第9页，此课件共23页哦(二二)转录延长转录延长1.1.亚基脱落，亚基脱落，亚基脱落，亚基脱落，RNApolRNApol核心酶核心酶核心酶核心酶变构，与模板结合变构，与模板结合变构，与模板结合变构，与模板结合松弛，沿着松弛，沿着松弛，沿着松弛，沿着DNADNA模板推进，模板推进，NTP不不断聚合断聚合断聚合断聚合RNARNA链链链链不断延长。不断延长。不断延长。不断延长。(NMP)n +NTP (NMP)n+1 +PPi转录空泡转录空泡(transcription bubble)：RNA-pol(核

10、心酶核心酶)DNA RNA第10页，此课件共23页哦2.原核生物转录过程中的羽毛状现象原核生物转录过程中的羽毛状现象5 3 DNA核糖体核糖体RNARNA聚合酶聚合酶转录延长转录延长第11页，此课件共23页哦1.1.依赖依赖依赖依赖 (Rho)因子的转录终止因子的转录终止 因子以六聚体形式因子以六聚体形式因子以六聚体形式因子以六聚体形式存在，协助存在，协助存在，协助存在，协助RNA-polRNA-pol识别终止信号，与转录产物结合，识别终止信号，与转录产物结合，识别终止信号，与转录产物结合，识别终止信号，与转录产物结合，RNARNA和和和和RNA-polRNA-pol一起从模板上脱落。一起从模

11、板上脱落。(三三)转录终止转录终止A T Prho5/3/5/3/rho第12页，此课件共23页哦2.非依赖非依赖因子的转录终止因子的转录终止 DNA模板上靠近终止处，有模板上靠近终止处，有些特殊的碱基序列，可转录出具有茎环结构的些特殊的碱基序列，可转录出具有茎环结构的RNA，来终，来终止转录。止转录。5/3/5/3/3/5/转录产物转录产物RNA聚合酶聚合酶DNA3/5/3/5/DNA5/U-U-U-U-U-U-U-U-3/RNA聚合酶聚合酶第13页，此课件共23页哦二、真核生物的转录起始二、真核生物的转录起始(一一)转录起始转录起始1.转录因子转录因子 (1)(1)能直接、间接辨认和结合转

12、录上游区段能直接、间接辨认和结合转录上游区段能直接、间接辨认和结合转录上游区段能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNADNA的蛋白的蛋白的蛋白的蛋白质，现已发现数百种，统称为质，现已发现数百种，统称为质，现已发现数百种，统称为质，现已发现数百种，统称为反式作用因子反式作用因子反式作用因子反式作用因子(trans-acting(trans-acting factors)factors)。(2)(2)反式作用因子中，直接或间接结合反式作用因子中，直接或间接结合反式作用因子中，直接或间接结合反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的，聚合酶的，聚合酶的，聚合酶的，则称为则称为则称为则称为转录因子转

13、录因子转录因子转录因子(transcriptional factors,TF)(transcriptional factors,TF)。真核生物的转录起始上游区有不同真核生物的转录起始上游区有不同DNA序列的序列的顺式顺式作用元件作用元件，转录起始时，转录起始时，RNA-pol不直接结合模板不直接结合模板，由由转录因子转录因子识别起始部位。识别起始部位。第14页，此课件共23页哦参与参与RNA-pol转录的转录的TF 蛋白激酶活性，使蛋白激酶活性，使 CTD酸化酸化TFHATPase57()34TFE解螺旋酶解螺旋酶30，74TFF促进促进RNA-pol结合及作结合及作为其他因子结合的桥梁为其

14、他因子结合的桥梁33TFB稳定稳定TFD-DNA复合物复合物12，19，35TFA辅助辅助TBP-DNA结合结合TAF*结合结合TATA盒盒TBP*38TFD功功能能亚基组成，分子量亚基组成，分子量(kD)转录因子转录因子蛋白激酶活性，使蛋白激酶活性，使 CTD*磷磷TFHATPase5734TFE解螺旋酶解螺旋酶30，74TFF促进促进RNA-pol结合及作结合及作为其他因子结合的桥梁为其他因子结合的桥梁33TFB稳定稳定TFD-DNA复合物复合物12，19，35TFA辅助辅助TBP-DNA结合结合TAF*结合结合TATA盒盒TBP*38TFD功功能能亚基组成，分子量亚基组成，分子量(kD)

15、()*CTD(carboxyl terminal domain):RNA-pol大亚基羧基末端结构域。大亚基羧基末端结构域。*TAF(TBP associated factors):TBP辅助因子。在不同的基因转录中有不同辅助因子。在不同的基因转录中有不同的的TAF辅助。辅助。*TBP(TATA binding protein):TATA结合蛋白。结合蛋白。第15页，此课件共23页哦转录起始点转录起始点TATA盒盒CAAT盒盒GC盒盒 增强子增强子顺式作用元件顺式作用元件(cis-acting element)2.转录起始前的上游区段转录起始前的上游区段 AATAAA切离加尾切离加尾 转录终止

16、点转录终止点 修饰点修饰点 外显子外显子 翻译起始点翻译起始点内内含含子子 第16页，此课件共23页哦3.转录起始前复合物转录起始前复合物(pre-initiation complex,PIC)POL-TFFABTFFHETBPTAFTFD-A-B-DNA复合物复合物TATAABTBPTAFTATAHECTD-PPOL-第17页，此课件共23页哦(二二)转录延长转录延长真核生物转录延长过程与原核生物大致相似，真核生物转录延长过程与原核生物大致相似，但因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象。但因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象。(三三)转录终止转录终止和转录后修饰密切相关。和转录后修饰密切相

17、关。三、三、转录后的加工修饰转录后的加工修饰主要的修饰方式有主要的修饰方式有剪接剪接、剪切、修饰、添加剪切、修饰、添加。剪切剪切(cleavage)剪接剪接(splicing)第18页，此课件共23页哦(一一)真核生物真核生物mRNA的转录后加工的转录后加工1.5 端形成端形成 帽子结构帽子结构(m7GpppNm)。2.3 端加上端加上多聚腺苷酸尾巴多聚腺苷酸尾巴(poly A tail)。7 7甲基鸟苷三磷酸甲基鸟苷三磷酸帽子结构帽子结构多聚多聚A尾结构尾结构OOCH2OOH+NHNNOH2NNCH3OOHH2CO-OPOOPO-OP鸟嘌呤鸟嘌呤OO-OPOOAAA-OH 3/第19页，此课

18、件共23页哦3.mRNA的剪接的剪接真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，称为互相间隔开但又连续镶嵌而成，称为断裂基因断裂基因。(1)断裂基因断裂基因(splite gene)编码区编码区 A、B、D、F 非编码区非编码区 C、EA B C D E F(2)(2)外显子外显子(exon)(exon)在断裂基因及其初级转录产物上出现，在断裂基因及其初级转录产物上出现，在断裂基因及其初级转录产物上出现，在断裂基因及其初级转录产物上出现，并表达为成熟并表达为成熟并表达为成熟并表达为成熟RNARNA的核酸序列。的核酸序列。的核酸

19、序列。的核酸序列。(3)(3)内含子内含子内含子内含子(intron)(intron)隔断基因的线性表达而在剪接过程中隔断基因的线性表达而在剪接过程中隔断基因的线性表达而在剪接过程中隔断基因的线性表达而在剪接过程中被除去的核酸序列。被除去的核酸序列。被除去的核酸序列。被除去的核酸序列。第20页，此课件共23页哦鸡卵清蛋白基因鸡卵清蛋白基因hnRNA首、尾修饰首、尾修饰hnRNA剪接剪接成熟的成熟的mRNA鸡卵清蛋白基因及其转录、转录后修饰鸡卵清蛋白基因及其转录、转录后修饰7.7kbL 1 2 3 4 5 6 7ABCDEFG47 185 51 129 118 143 156 1043转录转录G

20、pppGAAAAAGpppGAAAAAGpppGAAAAA第21页，此课件共23页哦 内切酶内切酶tRNA核苷酸核苷酸转移酶、连转移酶、连接酶接酶ATPADPtRNA前体前体(二二)tRNA的转录后加工的转录后加工1.转录后剪切转录后剪切tRNA第22页，此课件共23页哦2.碱基修饰碱基修饰(2)还原反应还原反应 如：如：U DHU(3)核苷内的转位反应核苷内的转位反应 如：如：U (4)脱氨反应脱氨反应 如：如：A I 如：如：A Am(1)甲基化甲基化TT环环环环(1)(3)(2)(4)氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸臂臂臂臂额外环额外环额外环额外环OHACCAGAGGGCCCCCCGCAAGCCGCUCUCGUAUCTCCGGGGGGGCAAGDDGGDDDAACAGUUAIAAGUUCCDmAACADUHDUH环环环环反密码反密码反密码反密码环环环环反密码子反密码子反密码子反密码子mm(1)第23页，此课件共23页哦