生物化学--RNA的生物合成学习PPT教案.pptx

第十二章
RNA生物合成
（RNABiosynthesis）

本章要求：
RNA聚合酶及转录的一般特点
真核生物的转录过程
转录的转录过程：起始：（启动子），延长，终止
真核生物转录后的加工：剪切，填加及修饰
原核生物的转录过程
RNA的复制
第一节RNA聚合酶及RNA转录的一般特点图12-1RNA链中3’,5’-磷酸二酯键的形成
RNA的合成的方向为5’→3’；聚合反应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，同时释放出焦磷酸。表12-1真核生物RNA聚合酶的种类和性质二、RNA转录与DNA复制异同点RNA转录与DNA复制不同点：
1.RNA转录是不对称的，即仅用DNA双链中某一单链作为模板进行转录，被作为模板的那条DNA单链称模板链（templatestrand）。与模板链互补的DNA单链为编码链(codingstrand)，即合成的RNA碱基序列与编码链相同，仅是U替代了T。在特定的染色体中，有时基因的编码序列可能位于另一条链中，这种现象称不对称转录。转录后DNA模板成分无改变。图12-2RNA的不对称转录RNA转录与DNA复制不同点：
2.与DNA聚合酶不同，RNA聚合酶不需要引
物，可利用NTP作底物直接合成RNA。
3.RNA聚合酶没有核酸酶的活性，即没有3’到5’
外切酶的活性，也没有5’到3’外切酶的活性，
因此，在RNA合成过程不起较对作用。
4.对于一个基因组来讲，转录只发生在一部分基
因，而且每一个基因的转录都受到相对独立的
控制。
5.RNA合成后需要加工才能成为有功能的
RNA。真核生物转录过程除了RNA聚合酶参加外，还需要一些蛋白质因子参与，这些因子能结合到DNA的特殊序列并且与RNA聚合酶结合，促进转录。一类通用转录因子（generaltranscriptionfactors，TF）分别能够与不同的RNA聚合酶结合，形成转录复合体。通用转录因子分类mRNA的合成是在核内由RNA聚合酶Ⅱ催化的。酵母RNA聚合酶Ⅱ由12个亚基组成。其中最大亚基的羧基末端结构域（carboxyl-terminaldomain,CTD），富含丝氨酸残基。CTD的磷酸化和去磷酸化对酶的活性有重要影响。去磷酸化的CTD在转录的起始中作用，在转录延长过程中CTD的丝氨酸残基被磷酸化。mRNA的合成还需要有一系列转录因子Ⅱ（TFⅡ）参加。2．转录因子II及转录前起始复合物的形成
mRNA的合成是在核内由RNA聚合酶II催化的，有一系列转录因子II（TFII）参加。图12-4mRNA转录前起始复合物
RNA聚合酶Ⅱ与其转录因子组成转录前起始复合物。按其组成的结合顺序排列为：TFⅡDABF-PolEH（Pol代表RNA聚合酶Ⅱ）。覆盖DNA模板大约70bp.第一个磷酸二酯键的形成：
此附近DNA双链被RNA聚合酶解开约17个碱基对，形成一个转录泡（由闭合复合物转变成开放复合物）。根据DNA模板链上核苷酸的序列，以NTP为原料，按碱基互补原则在RNA聚合酶催化下，形成第一个3’,5’-磷酸二酯键。头一个核苷酸多为嘌呤核苷酸A或G。（二）RNA链的延长

RNA聚合酶沿着DNA模板从5’→3’方向移动并不断的解开DNA双链，同时与DNA模板链序列相互补的核苷酸逐一地进入反应体系，RNA聚合酶II的CTD被转录延长因子（TEFb）进一步磷酸化，增强了聚合酶的活性。如此，合成的RNA逐渐延长（elongation）（图12-5）。
RNA链延长时，新合成的部分暂时与模板DNA形成一段RNA-DNA杂合双螺旋；随着RNA链的延伸，RNA从RNA-DNA双螺旋解开。DNA双螺旋的解旋及重新恢复双螺旋是在DNA拓扑异构酶的作用下进行的。TFIIE和TFIIH对于RNA链的延长不是必需的，它们从延长的复合物上解离下来，TBP和TFIIB保留在启动子上。图12-5RNA链的延长RNA链的延长过程

A．RNA聚合酶II在转录因子的辅助下，将双链DNA解开一段，形成转录泡。在聚合酶的作用下以NTP为底物，与模板链的碱基互补开始合成RNA。
B.复制泡扩大，RNA聚合酶II继续合成RNA，以U替代
T，A-U、C-G配对。
C.随着RNA链的延长，RNA聚合酶沿着模板链不断滑动，在DNA拓朴异构酶的作用下，下游不断解链，上游不断恢复双链，转录泡不断向下游移动，保持约17bp大小，直到遇到终止信号合成则停止。DNA双螺旋重新形成。（三）转录的终止

RNA聚合酶Ⅱ参与整个转录过程，直到出现多聚腺苷酸化信号为止。这个信号顺序是保守序列AAUAAA和其下游富含GU的序列。这些序列称为转录终止的剪切信号序列（cleavagesignalsequence）。具体的剪切点位于AAUAAA下游10～30核苷酸处，距GU序列20～4