第32章RNA的生物合成与加工ppt课件.ppt

第32章RNA的生物合成与加工一、DNA指导的RNA合成
☆RNA的生物合成包括转录和RNA的复制（一）DNA指导的RNA聚合酶
1、DNA指导的RNA聚合酶催化RNA合成的特点：
（1）不需引物.
（2）原料：NTP
（3）合成方向：5/→3/端
（4）模板：模板是DNA,在体内只能以DNA一条链为模板转录，叫不对称转录，转录的链叫模板链(有意义链或负链),另一链叫编码链(反意义链或正链)
（5）促进因子:Mg2+能促进聚合反应.
（6）无3/→5/外切酶活性，也无5/→3/外切酶的活性，过去认为RNA聚合酶无校对功能，现在认为有校正功能，只是校正功能有限.2、大肠杆菌RNA聚合酶全酶的组成：由5个（有的书上是6个）亚基组成，分别是α、α、β、β/、σ和ω组成，σ叫起始亚基，功能是辨认起始位点，又叫起始亚基；2α和ββ/组成核心酶，核心酶没有启动功能，它的功能是在已开始合成的链上移动，边移动边解开双链，边按5/→3/方向延长核苷酸链，ω亚基相对分子质量较小，功能不清楚。
酶的活性中心内有Zn2+.原核细胞中只有一种RNA聚合酶3、大肠杆菌RNA聚合酶结构与功能：酶的形状象一个多突起的椭球体
（1）α亚基位于酶的一端，功能是：酶的组装和识别启动子并与之结合并使转录起始。
（2）β和β/亚基，是最大的两个亚基，形状象螃蟹的前螯，功能是：与模板DNA结合，结合核苷酸底物，催化磷酸二酯键形成，是酶的催化中心。
（3）σ-亚基，窄而长，分为4个区，2区与启动子的-10序列结合并解开双螺旋，4区与启动子的-35序列结合，1区和3区起调节作用。
（4）大肠杆菌RNA聚合酶的活性中心有多个通道，β和β/亚基之间的裂缝为DNA入口的通道，进入活性中心的DNA遇到蛋白质壁产生转折，促使双链解开，模板链与非模板链分开分别进入两通道并在出口处重新形成双螺旋-35序列提供了RNA聚合酶的识别信号，-10区域有助于解开双螺旋。
启动子的序列多种多样，具有共有序列是常见的结构，但最弱的启动子没有-35序列（三）原核细胞的转录过程
模板识别与转录起始
链延长：
链终止：不依赖于ρ因子的终止；依赖与ρ因子的终止二、RNA的转录后加工
1、转录合成的RNA,叫原初转录产物，原初RNA经过一定程度的加工和修饰，才能变为成熟的mRNA.。mRNA作为蛋白质的合成模板,一个mRNA可以为一条多肽链编码,也可为多条多肽链编码，为一条多肽链编码的mRNA叫单顺反子,为二条或多条多肽链编码的为多顺反子。2、真核细胞的mRNA为单顺反子,因为真核细胞功能相关的基因不连在一起形成操纵子,不产生多顺反子.原核细胞的mRNA结构简单,由于功能相近的基因连在一起形成操纵子一块转录,产生多顺反子.
3、原核生物的mRNA除少数外，一般不进行加工，转录和翻译可同时进行。但rRNA和tRNA需经过加工才能形成活性RNA；真核生物的mRNA、rRNA和tRNA都需要加工（一）真核生物mRNA前体的一般加工：
1、真核细胞mRNA的原初转录产物是分子量极大的前体,在核内加工过程中形成大小不等的中间物,称为核内不均一RNA(hnRNA),有一小部分经进一步加工成为成熟的mRNA．
2、把hnRNA加工为成熟mRNA的过程包括：
（1）５/-端形成帽子(保护mRNA不被5/-核酸外切酶降解)
（2）3/-端形成多聚腺苷酸的尾巴,尾巴不能阻止3/-核酸外切酶的降解作用,尾巴越长,3/-核酸外切酶作用的时间越长,mRNA的寿命越长.
（3）剪去内含子转录的mRNA片段,把外显子转录的mRNA连接起来.
（4）链内部核苷被甲基化（1）5/-加帽
真核生物mRNA5/-端都有帽子，在hnRNA分子中就有帽子结构，在hnRNA分子的5/-端为三磷酸嘌呤核苷；转录起始后不久在RNA三磷酸酯酶的催化下从5/-端脱去一个磷酸，然后在mRNA鸟苷酰转移酶催化下，与GTP反应生成5/,5/-三磷酸相连的键，并释放出焦磷酸；最后在甲基转移酶催化下，以S-腺苷甲硫氨酸（SAM）提供甲基进行甲基化，产生帽子结构5/-帽子的功能：确切功能不十分清楚，推测它可能在翻译过程中被识别和对mRNA起稳定作用。（2）真核细胞mRNA3/-加尾
真核细胞mRNA的3/-端通常都有20~200个腺苷酸残基构成的多聚腺苷酸的尾巴结构，核内的hnRNA3/-端也有多聚腺苷酸形成的尾巴，hnRNA的尾巴比mRNA的尾巴略长，平均为150~200个腺苷酸残基。
病毒的mRNA3/-端也有多聚腺苷酸尾巴。
真核细胞和病毒的mRNA的3/端存在加尾信号AAUAAA
（3）剪去内含子，连接外显子
真核生物的基因是断裂基因，但也有少数编码蛋白质的基因及tRNA和rRNA基因是连续的。断裂基因的外显子和内含子一起转录，转录产物经过剪接除去内含子部分，将外