第14章 RNA的生物合成
一、RNA转录合成的特点:
在RNA聚合酶的催化下,以DNA链为模板合成RNA的过程称为转录。 1.不对称性转录:指以双链DNA中的一条链作为模板进行转录,从而将遗传信息由DNA传递给RNA。对于不同的基因来说,其转录信息可以存在于两条不同的DNA链上。能够转录RNA的那条DNA链称为模板链,而与之互补的另一条DNA链称为编码链。
2.转录有特定的起始和终止位点:RNA转录合成时,只能以DNA分子中的某一段作为模板,故存在特定的起始位点和特定的终止位点。 二、RNA转录合成的条件:
1.底物:四种核糖核苷酸,即ATP,GTP,CTP,UTP。 2.模板:以一段单链DNA作为模板。 3.RNA聚合酶(DDRP)
原核生物中的RNA聚合酶全酶由五个亚基构成,即α2ββ'σ。σ亚基与转录起始点的识别有关,余下的部分(α2ββ')被称为核心酶,催化RNA链的延长。
真核生物中的RNA聚合酶分为三种:RNA polⅠ存在于核仁,用于合成rRNA前体;RNA polⅡ存在于核基质,用于合成HnRNA(mRNA的前体);RNA polⅢ存在于核基质,用于合成tRNA前体、snRNA及5S rRNA。
RNA聚合酶作用特点*: ①模板-单链DNA(模板链);②不需要引物(显著区别);③原料-4种NTP; ④催化方向: 5,→3,; ⑤无校读功能(无外切酶活性); ⑥需要Mg2+
三、RNA转录合成的基本过程:
1.起始:RNA聚合酶中的σ因子识别转录起始点(启动子),RNA聚合酶全酶促使局部双链解开,并催化ATP或GTP与另外一个三磷酸核苷聚合,形成第一个3',5'-磷酸二酯键。
2.延长:σ因子从全酶上脱离,余下的核心酶继续沿DNA链移动,按照碱基互补原则,不断催化RNA链的延长。
3.终止:RNA聚合酶在DNA模板上停顿下来不再前进,转录产物RNA链从
转录复合物上脱落下来。
原核生物RNA转录终止机制有依赖ρ因子的转录终止和不依赖ρ因子的转录终止两种。而真核生物转录终止和转录后修饰密切相关。
四、真核生物RNA转录后的加工修饰:
1.mRNA的转录后加工:
⑴加帽:在mRNA的5'-端加上m7GTP的结构。
⑵加尾:首先由核酸外切酶切去3'-端一些过剩的核苷酸,然后再加入polyA。
⑶剪接:真核生物中的结构基因基本上都是断裂基因。结构基因中能够指导多肽链合成的编码顺序被称为外显子,而不能指导多肽链合成的非编码顺序就被称为内含子。真核生物HnRNA的剪接一般需snRNA参与构成的核蛋白体参加,通过形成套索状结构而将内含子切除掉。
⑷ 内部甲基化:由甲基化酶催化,对某些碱基进行甲基化处理。 2.tRNA的转录后加工:
主要加工方式是剪切(剪接)、碱基修饰和3’端添加CCA序列 3.rRNA的转录后加工:主要加工方式是剪切。