分子生物学总结
转座机制:
转座作用的效应:1、 引突变2、 产基因3、 产体畸变
遗传学起插入生新的生染色
4、 引起生物进化
反转座子:以RNA为中间体进行转座
第三章 RNA的合成
转录的概念与特点
转录:以DNA中一条链为模板,在RNA聚合酶催化下,以四种NTP为原料,合成RNA的
过程。 有两种方式:
DNA指导的RNA合成——生物体内的主要合成方式。 RNA指导的RNA合成——病毒。
合成的RNA中,如只含一个基因的遗传信息,称为单顺反子;如含有几个基因的遗传信息,则称为多顺反子。 转录特点:
? 不对称性:指以双链DNA中的一条链作为模板进行转录,该链称为模板链(无意
义链、负链),另一条不作为模板的链称为编码链(有意义链、正链)
? 连续性:RNA转录合成时为连续合成一段RNA链,各条RNA链之间无需再进行
连接。
? 单向性:合成方向为5'→3'
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? 有特定的起始与终止位点:RNA转录合成时,只能以DNA分子中的某一段作为模板 ? 转录可同时进行
DNA复制与转录的比较
相同点:
? 都以DNA为模板
? 碱基的加入严格遵循碱基配对原则 ? 都生成磷酸二酯键 ? 新链合成方向为5’→3’ 不同点:
? 复制需要引物,转录不需引物
? 转录时,模板DNA的信息全保留,复制时模板信息就是半保留
? 转录时,RNA聚合酶只有5’→3’聚合作用,无5’ →3’及3’→5’外切活性 ? 复制过程就是整条染色体复制,而转录就是有选择的,在某个时期,只有某个特定的基 因或一组基因被转录 ? 复制--半保留,转录--不对称
转录反应体系:DNA模板,NTP,酶,Mg2+,Mn2+
合成方向:5’→3’
连接方式:3’,5’磷酸二酯键
原核与真核生物RNA聚合酶组成与功能
该酶在单链DNA模板以及四种核糖核苷酸存在的条件下,不需要引物,即可从5'→3'聚合RNA。 （一） 原核
核心酶 +全酶(α2ββ′ωσ) 核心酶:不能起始RNA的合成
σ:转录起始因子,识别转录起始开始部位
作用:识别DNA分子中转录的起始部位,促进与模板链结合,催化NTP的聚合,
识别转录终止信号。
（二） 真核
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功能:识别DNA双链上的启动子 使DNA变性在启动子处解旋成单链
通过阅读启动子序列,RNA pol确定它自己的转录方向与模板链
达到终止子时,通过识别停止转录
启动子与终止子 （一） 启动子
基因转录起始所必需的一段DNA序列,位于结构基因上游。启动子本身不转录 原核生物启动子:包括转录起始点、结合部位(-10区)、识别部位(-35区)、及二者之间的
间隔区。
-10区:位于起始点上游-10bp处,5’-TATAAT-3’, AT较丰富,易于解链,为RNA聚合酶
结合部位。
-35区:位于-35bp处,5’-TTGACA-3’, 为RNA 聚合酶识别位点
真核生物启动子:(三类)RNA聚合酶Ⅱ识别的启动子包括基础元件、上游元件、应答元
件
基础元件:包括TATAbox与起始子,TATAbox与-10区相似,就是转录因子与DNA结
合部位
上游元件:作用就是提高转录效率,并不就是所有的启动子必须的 （二） 终止子
在基因编码区下游的可被RNA聚合酶识别与停止合成RNA的一段DNA序列
特点:富含GC与AT,形成发卡结构与连续的U区,以终止转录。
蛋白ρ因子辅助识别终止信号,参与终止。
大肠杆菌中的两类终止子:
强终止子:发夹结构, 3′端上有6个U
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弱终止子 －需要ρ因子
原核生物RNA的合成
分为起始,延长、终止三个阶段 转录起始不需要引物 RNA按5’~3’方向延伸
真核生物转录过程与原核生物的不同点
(1) 转录在细胞不同位置进行
(2) 原核只有一种RNA聚合酶,而真核细胞有三种聚合酶;
(3) 启动子的结构特点不同,真核有三种不同的启动子与有关的元件;
(4) 真核生物RNA聚合酶自身不能识别与结合到启动子上,需要转录因子先于启动
子结合后才能结合上去。
RNA转录后加工
减少部分片段:切除5′端前导序列,3′端拖尾序列与中部的内含子 增加部分片段:5′加帽,3′加poly(A),通过编辑加入一些碱基 修饰:对某些碱基进行甲基化 （一） 原核生物RNA转录后加工
转录过程中几个结构基因利用共同的启动子与共同的终止信号,转录形成一条mRNA分子,一条mRNA链可编码几种不同的蛋白质。形成的mRNA称为多顺反子Mrna。
（二） 真核生物RNA转录后加工
tRNA加工:与原核生物不同的一点就是先将内含子切除,再由连接酶将外显子连接
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mRNA加工:一个结构基因转录成一个mRNA分子且内含子与外显子一起被转录
包括:5’末端加帽子、3’端多聚A尾、剪接去除内含子将外显子连接
5’末端加帽子:脱磷、加GTP、甲基化 (细胞核内完成) 0型帽子:7—甲基鸟苷三磷酸不m^7GpppN Ⅰ型、Ⅱ型
3’端多聚A尾:poly(A)不为基因编码,由poly(A)聚合酶合成(细胞核) 剪接:核内不均一RNA (hnRNA): 为mRNA的前体,转录物中外显子与内含子间
隔排列,需经剪接加工后生成mRNA。
外显子: 在真核生物基因中编码蛋白质的序列。 内含子: 非编码蛋白的序列
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