生物化学教案省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、RNA Biosynthesis(Transcription)RNA 生物合成生物合成(转录转录)第十章第十章第1页转录(转录(transcription)生物体以生物体以DNA为模板合成为模板合成RNA过程过程。转录转录RNADNA第2页转录与复制相同点:转录与复制相同点:1.模板均为模板均为DNA;2.延长机理都是形成磷酸二酯键;延长机理都是形成磷酸二酯键;3.方向均为方向均为53。第3页转录和复制区分转录和复制区分复制复制转录转录模板模板DNA双双链链DNA一条链原料原料dNTP(N=A、G、C、T)NTP(N=A、G、C、U)引物引物需要需要不不需要需要酶酶DNA聚合酶聚合酶RNA聚合
2、酶聚合酶产物产物DNARNA配对配对A-T、G-CA-U、T-A、G-C第4页参加转录物质参加转录物质原料原料:NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)模板模板:DNA酶酶:RNA聚合酶(聚合酶(RNA polymerase,RNA-pol)其它蛋白质因子其它蛋白质因子第5页 第一节第一节转录模板和酶转录模板和酶TemplatesofTranscriptionandEnzymes第6页一、转录模板一、转录模板 第7页 双链双链DNA分子中能作为模板转录出分子中能作为模板转录出RNA那条链,称为那条链,称为模板链模板链。又叫有意义。又叫有意义链(链(sense strand)或)或Watson链
3、。链。另一条互补链称为另一条互补链称为编码链编码链,又叫反,又叫反义链(义链(antisense strand)或)或 Crick链。链。第8页 转录产物转录产物RNA碱基序列,除了碱基序列,除了 T 变变U 外,其余与编码链相同。外,其余与编码链相同。第9页不对称转录不对称转录(asymmetrictranscription)在在DNA分子双链上某一区段,一股链可分子双链上某一区段,一股链可转录,另一股链不转录;转录,另一股链不转录;模板链并非永远在同一单链上。模板链并非永远在同一单链上。第10页 二、二、RNA聚合酶(聚合酶(DDRP)1.原核生物原核生物RNA聚合酶聚合酶E.coliRN
4、A聚合酶是由四种亚基组聚合酶是由四种亚基组成六聚体(成六聚体(2 )第11页RNA聚合酶全酶及关键酶电泳图谱聚合酶全酶及关键酶电泳图谱 第12页E.coli RNA聚合酶组分聚合酶组分亚基亚基分子量分子量功功 能能 3651236512决定哪些基因被转录决定哪些基因被转录 150618150618催化功效 155613155613结合结合DNADNA模板模板 7026370263识别起始点第13页 其它原核生物其它原核生物RNA聚合酶,在结构、聚合酶,在结构、组成、功效上均与组成、功效上均与E.coli相同。相同。原核生物原核生物 RNA聚合酶都受一类抗聚合酶都受一类抗结核药结核药利福平利福平
5、或或利福霉素利福霉素特异性抑制。这特异性抑制。这类药品能与类药品能与RNA聚合酶聚合酶 亚基特异结合,亚基特异结合,从而影响酶活性。从而影响酶活性。第14页RNA聚合酶全酶在转录起始区结合聚合酶全酶在转录起始区结合 第15页2.2.真核生物真核生物RNARNA聚合酶聚合酶种类种类IIIIII转录产物转录产物45S-rRNAhnRNA5S-rRNAtRNA,snRNA对鹅膏蕈碱反应不敏感不敏感极敏感极敏感中度敏感中度敏感第16页RNA聚合酶聚合酶、都由多个都由多个亚基组成。有些亚基是三种酶所共有。亚基组成。有些亚基是三种酶所共有。mRNA是各种是各种RNA中寿命最短、中寿命最短、最不稳定,需经常
6、重新合成。所以最不稳定,需经常重新合成。所以RNA聚合酶聚合酶是三种酶中最活跃。是三种酶中最活跃。第17页三、酶与模板识别结合三、酶与模板识别结合原核生物一个转录区段可视为一个转原核生物一个转录区段可视为一个转录单位,称为录单位,称为操纵子操纵子(operon),包含若干个,包含若干个结构基因结构基因及其上游及其上游(upstream)调控序列调控序列。RNA聚合酶结合模板聚合酶结合模板DNA部位称为部位称为开开启子启子(promoter)。是调控转录关键部位。是调控转录关键部位。第18页RNA聚合酶聚合酶保护法保护法第19页开始转录开始转录TTGACAAACTGT-35区区TATAATPuA
7、TATTAPy-10区区1-30-5010-10-40-205 3 3 5 原核生物开启子保守序列原核生物开启子保守序列5 5 RNA聚合酶保护区聚合酶保护区结构基因结构基因3 3 第20页第21页原核生物开启子原核生物开启子35区:区:一致性序列为一致性序列为TTGACA是是RNA-pol识别位点识别位点10区:区:一致性序列为一致性序列为TATAAT又叫又叫Pribnow盒盒是是RNA-pol结合位点结合位点第22页真核生物开启子真核生物开启子第23页 第二节第二节转录过程转录过程TheProcessofTranscription第24页 分为三个阶段:分为三个阶段:起始起始(initia
8、tion)延长延长(elongation)终止终止(termination)第25页一、原核生物转录过程一、原核生物转录过程(一)转录起始(一)转录起始 1.RNA聚合酶结合在转录模板起始区域。聚合酶结合在转录模板起始区域。2.DNA双链解开,以一条链为模板,合双链解开,以一条链为模板,合成第一个磷酸二酯键。成第一个磷酸二酯键。第26页2.DNA双链解开。双链解开。1.RNA聚合酶全酶聚合酶全酶(2)与模板结合。与模板结合。3.在在RNA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。5-pppG-OH +NTP 5-pppGpN-OH
9、3 +PPi转录起始过程转录起始过程第27页 RNApol(2)-DNA-pppGpN-OH 3 转录起始复合物转录起始复合物第28页(二)转录延长(二)转录延长1.亚基脱落,亚基脱落,RNApol聚合酶关键酶变聚合酶关键酶变构,与模板结合松弛,沿着构,与模板结合松弛,沿着DNA模板前模板前移;移;2.在在关键酶关键酶作用下,作用下,NTP不停聚合,不停聚合,RNA链不停延长。链不停延长。(NMP)n +NTP (NMP)n+1 +PPi第29页第30页转录泡转录泡(transcription bubble):在转录延长过程中,由局部打开在转录延长过程中,由局部打开DNA双链双链、RNA聚合酶
10、关键酶聚合酶关键酶及新生成及新生成RNA三者结合在一起复合体,为空泡状结三者结合在一起复合体,为空泡状结构,又称转录复合物。构,又称转录复合物。第31页 第32页电镜下原核生物转录过程中羽毛状现象电镜下原核生物转录过程中羽毛状现象 转录未完成,翻译已开始进行。转录未完成,翻译已开始进行。第33页转录起始及延长过程转录起始及延长过程 第34页(三三)转录终止转录终止RNA聚合酶在聚合酶在DNA模板上停顿下模板上停顿下来,转录产物来,转录产物RNA链从转录复合物上脱链从转录复合物上脱落下来。落下来。分类:分类:依赖依赖Rho()因子转录终止因子转录终止非依赖非依赖Rho因子转录终止因子转录终止第3
11、5页1.依赖依赖因子转录终止因子转录终止 因子是同六聚体蛋白;因子是同六聚体蛋白;因子能结合因子能结合RNA,与,与polyC结协力最强;结协力最强;因子还有因子还有ATP酶和解螺旋酶活性。酶和解螺旋酶活性。第36页第37页2.不依赖不依赖因子转录终止因子转录终止DNA模板上靠近终止处,有特殊碱基模板上靠近终止处,有特殊碱基序列,转录出序列,转录出RNA后,后,RNA产物形成特殊产物形成特殊结构来终止转录。结构来终止转录。第38页第39页 第40页茎环结构终止转录机理茎环结构终止转录机理 使使RNA聚合酶变构,转录停顿;聚合酶变构,转录停顿;使转录复合物趋于解离,使转录复合物趋于解离,RNA产
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