现代分子生物学-07RNA的合成.
7第7章 RNA生物合成
RNA合成需要 RNA 聚合酶. coli细胞中约 RNA 合成需要RNA 聚合酶 . E.coli 细胞中约 合成需要 RNA聚合酶 RNA聚合酶分子 3000个 此酶催化RNA 聚合酶分子3000 RNA主链中 有 RNA 聚合酶分子 3000 个 . 此酶催化 RNA 主链中 核苷酸间的3 磷酸二酯键的形成, 核苷酸间的3',5'磷酸二酯键的形成,催化反 应速度很快, 37℃ RNA链的延伸可达50～ 链的延伸可达50 应速度很快,在37℃时RNA链的延伸可达50～90 个核苷酸/ 个核苷酸/秒. RNA的合成是以 DNA 为模板合成核糖核 RNA 的合成是以DNA 的合成是以 DNA为模板合成核糖核 苷酸链的过程,故称为转录 transcription). 转录( 苷酸链的过程,故称为转录(transcription). RNA的合成非常精确, RNA的合成非常精确,转录没有校正机 的合成非常精确 proofreading) 由于细胞RNA RNA不能自我复 制(proofreading).由于细胞RNA不能自我复 故即使偶有差错亦不会遗传下去. 制,故即使偶有差错亦不会遗传下去.
β' βα2σω(465000) (见下表). 全酶形状为椭圆球形,可结合约60 个核苷酸.
E.coli RNA聚合酶的亚基和转录因子 聚合酶的亚基和转录因子
基因名称
基因图上的 位置(min)* 位置
多肽链分 子量 160000 155000 32000- - 92000 40000 9000
全酶中的 数目 1 1 1 2 1
碱基顺序互补.新生RNA即是模板DNA的 互补体.这说明,在RNA聚合酶参与的反 应中,DNA不但能起动RNA的合成,而且 它也能决定RNA产物的全部碱基顺序.另 一方面,在DNA链上有许多可以构成回文 结构的对称顺序.它是转录调控因子的 识别信号.这都说明模板在转录作用中 所处的重要地位.
分子生物学教案-RNA的生物合成
學習內容
一、原核生物轉錄的範本和酶
1．轉錄範本
2．RNA聚合酶
3．範本與酶的辨認結合
二、原核生物的轉錄過程
1．轉錄的起始
2．轉錄的延長
3．轉錄的終止
三、真核生物RNA的生物合成
四、真核生物RNA轉錄後的加工
1．mRNA轉錄後加工修飾
2．tRNA轉錄後加工修飾
3．rRNA轉錄後加工修
五、核酶
學習要求
一、掌握轉錄的概念，不對稱轉錄、範本鏈、編碼鏈。
原核生物RNA聚合酶全酶，核心酶的組成和作用。
真核生物RNA聚合酶的主要類型和產物。
二、掌握RNA聚合酶與範本辨認結合。
掌握原核轉錄起始。
熟悉真核轉錄因數，轉錄前起始複合物。
熟悉延長與原核兩類轉錄終止過程。
三、掌握真核基因的斷裂基因、內含子、外顯子的概念。
掌握mRNA、tRNA轉錄後的加工方式。
熟悉內含子
剪接機制，rRNA的加工過程，核酶結構、作用特點。
四、熟悉核酶的概念，結構、作用特點。
《RNA的生物合成》课件
与RNA合成相关的蛋白和酶
在转录前期，RNA聚合酶、启动因子和转录因子等蛋白质起着重要的作用。
转录中期
RNA合成的速率控制因素
细胞内的多种信号和调控因素可以影响RNA合成的速率和效率。
细胞信号转导在RNA合成中的作用
细胞信号转导路径参与了RNA合成的调节和调控，确保合成的RNA能够满足细胞需求。
转录后期
RNA合成的过程
1
转录前期
2
RNA合成的第一个阶段，包括启动子
识别、转录泡形成和局部解旋等步骤。
3
基本原理
RNA合成是通过转录的方式进行的， 参与的酶和蛋白质协同作用。
转录中期
RNA合成的第二个阶段，速率受到控 制，与细胞信号转导有关。
转录前期
三个阶段的具体过程
转录前期分为启动、开链和Elongation三个阶段，每个阶
RNA合成异常可能导致基因功能紊乱，引发 疾病或发育异常。
结论
RNA合成的重要性
RNA的生物合成是细胞正常功能和生命活动 的关键过程，对维持细胞稳态和生存至关重 要。
RNA合成方向的未来发展方向
未来的研究将继续深入探索RNA合成的细节 和机制，为生命科学和医学研究提供更多新 的突破。
RNA加工和修饰
转录后的RNA需要经过剪接、修饰和运输等 过程，才能成为功能性的成熟RNA。
原核和真核生物中RNA后续处理的不 同之处
原核生物和真核生物在RNA的后续处理过程 中存在着一些差异，导致不同类型的RNA在 不同生物中可能有不同的命运。
RNA合成与基因表达
RNA合成对基因调控的影响
RNA合成的过程直接关系到基因的表达水平 和模式。
RNA的生物合成
RNA是细胞中重要的生物大分子之一，具有多种功能。本课程将介绍RNA的 概述、合成过程和与基因表达的关系，帮助大家更好地理解RNA的生物合成。
医学分子生物学——RNA的生物合成
医学分子生物学名词解释——RNA的生物合成1、转录：生物体以DNA为模板合成RNA的过程称为转录。
2、结构基因：基因组中，能转录出RNA的DNA区段。
3、不对称转录：在双链DNA分子上，一股链用作模板，另一股链不转录；模板链并非永远在同一条DNA单链上。
4、TATA盒：基因的转录起始点上游多具有典型的TATA序列，通常认为是启动子的核心序列。
5、Pribnow盒：原核生物中，在起始密码子上游有一个由5-6个核苷酸组成的共有序列，以其发现者的名字命名为Pribnow盒，这个框的中央位于起点上游10bp处，所以又称—10序列，是转录的解旋功能部位，一般较保守。
6、内含子：真核生物中隔断基因的线性表达，而在剪切过程中被除去的核酸序列。
7、外显子：在断裂基因及其初级转录产物上出现，并表达为成熟RNA的核酸序列。
8、转录前复合物：真核生物转录前，RNA-pol通过众多的TF与DNA相结合。
包括：TF ⅡD,A ,B,E,F,H,RNA-polⅡ和TATA序列形成的复合结构。
9、断裂基因：真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出完整蛋白质，这些基因称为断裂基因。
10、转录终止修饰点：真核生物读码框架的下游，常存在共同序列AATAAA，再下游还有相当多的GT序列，在该处对应的mRNA被切断并加polyA。
被称为转录终止修饰点。
11、转录因子：反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的，则称为转录因子。
12、转录空泡：也称转录复合物，在转录过程中由RNA聚合酶的核心酶、DNA和转录产物RNA三者结合形成的复合体。
13、CTD：羧基末端结构域，RNA聚合酶Ⅱ最大亚基的羧基末端有一段共有序列为yr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser的重复序列片段，称为羧基末端结构域。
14、核酶：具有催化活性的核糖核酸（RNA）称为核酶。
分子生物学原理rna的生物合成
RNA合成后的修饰和质检
合成后的RNA分子需要经过修饰和质检过程，包括剪接、修饰核苷酸的加入、 修饰基团的修饰等，确保RNA的正常功能。
RNA的运输和分类
合成完毕的RNA分子通过核孔被运输到细胞质中，根据功能和目的不同，可 分为多种分类和载体。
分子生物学原理RNA的生 物合成
RNA（核糖核酸）是一种重要的生物分子，具有多种结构和功能特点。本节 将介绍RNA的类型、生物合成过程以及其在细胞内的功能和作用。
RNA的基本结构和功能特点
RNA是由核糖核苷酸单元组成的单链生物大分子，具有不同的结构和功能特 点。它在细胞内起着重要的信息传递和调控作用。
RNA的类型和分类
RNA可分为mRNA、tRNA和rRNA等多种类型，每种类型具有不同的功能和特 点。它们共同参与蛋白质的合成和调控。
RNA的生物合成与所需物质
RNA的生物合成需要RNA聚合酶、DNA模板、核苷酸三磷酸等物质的参与。这些物质协同作用，完成RNA的 合成过程。
RNA合成的三个阶段和机制
1
起始
RNA合成的起始阶段包括RNA聚合酶与DNA模板结合，形成合成复合物。
2
延伸
在延伸阶段，RNA聚合酶沿DNA模板链合成RNA链，一边解旋DNA双链。
3
终止
终止阶段包括RNA链的合成结束和RNA聚合酶与DNA模板的解离。
RNA转录的起始和终止信号
RNA转录起始信号由启动子序列和转录因子共同识别，终止信号
基因操作中常用的生化技术—RNA的生物合成
2、RNA的延长： 5´ → 3´ RNA聚合酶沿模板链向前移动,使RNA链不断合成延长。
DNA 解旋，以一条链为模板合成RNA 细 胞 核 中
DNA上游的离遗的传核信糖息核就苷传酸递(到原m料R）NA上
三、转录过程
mRNA在细胞核中合成
A A T C T A T A G DNA
细胞核
U U A G AU AUC
mRNA
核孔
细胞质
mRNA通过核孔进入细胞质
细胞核 A A T C T A T A G U U A G A U AUC mRNA U U A G A U A U C 细胞质 mRNARN源自的生物合成(转录)一、定义
转录:是遗传信息从DNA流向RNA的过程。即以双链DNA中的确定的一条链 （模板链用于转录，编码链不用于转录）为模板，以ATP、CTP、GTP、UTP四 种核苷三磷酸为原料，在RNA聚合酶催化下合成RNA的过程。进行转录时，一个 基因会被读取并被复制为mRNA，即特定的DNA片断作为遗传信息模板，以依赖 DNA的RNA聚合酶作为催化剂，通过碱基互补的原则合成前体mRNA。
合成部位：细胞核 合成原料：四种NTP
二、转录特点
1、转录单位：启动子
终止子
2、不对称转录：两条DNA链不同时进行转录的现象。
编码链或反意义链；模板链或有意义链
3、RNA聚合酶：
全酶：由 α2ββ'ω(核心酶、延长RNA链)+ σ(识别启动子，引发RNA的合成) 5个亚基 组成，
三、转录过程
1、转录的起始：σ因子识别DNA分子上的启动子并与之结合,将DNA双链局部解开,RNA合成开始,σ因
rna生物合成
RNA生物合成介绍RNA（核糖核酸）是生物体内的一种重要的核酸分子，主要参与基因组转录、翻译和调控等生命活动。
RNA生物合成是指RNA从DNA 模板合成的过程，包括3个主要的步骤：转录初始化、RNA链延伸和终止。
转录初始化转录初始化是RNA生物合成的第一步，它涉及到转录的起始和RNA聚合酶的结合。
在细胞核中，DNA的双链被RNA聚合酶酶启动因子（TFs）识别和结合，形成转录前初始化复合体。
这些酶启动因子是一些特定的蛋白质，它们与DNA序列发生特异性相互作用，并招募RNA聚合酶。
一旦酶启动因子与DNA结合，RNA聚合酶就会在转录起始位点处结合，准备开始RNA合成。
RNA链延伸在转录初始化的阶段，RNA聚合酶结合并开始合成RNA链。
RNA链的合成是通过将合适的核苷酸三磷酸核苷酸与DNA模板上的互补碱基配对而实现的。
当RNA聚合酶酰化核苷酸与DNA模板上的首个核苷酸基对时，转录泡泡形成，并且转录复合物会从起始位点移开，保持转录链的延伸。
转录过程中，DNA的双链减速融解以供RNA聚合酶复制模板链，然后缓慢重组以恢复DNA双链。
与DNA复制不同，转录过程中只有一个DNA模板链被用来合成RNA链。
终止在RNA链延伸过程完成后，终止是RNA生物合成的最后一个步骤。
终止的发生是由一系列的终止信号和蛋白质因子的作用决定的。
当RNA聚合酶遇到终止信号时，它会停止RNA链的合成并与DNA分离。
终止信号通常是一些特定的序列，如终止密码子和转录终止序列。
一旦RNA链被释放，RNA聚合酶与DNA分离，RNA链可以被修饰和进一步加工，以在细胞质中发挥其功能。
RNA合成调控RNA生物合成的调控是细胞内基因表达的重要手段之一。
细胞可以通过多个途径调控RNA生物合成活性，从而控制基因表达的水平和模式。
例如，转录因子和辅助蛋白可以与RNA聚合酶和酶启动因子相互作用，影响转录的起始和效率。
另外，某些RNA分子本身也可以参与调控RNA合成的过程，形成正、负反馈回路，进一步调节基因表达。
《生物化学》-RNA的生物合成
6-9bp
AATXXX...XXXAXX
转录泡 XXXX 3′
′3 XXXXAACTGTXXXX...XXXXATA
XXXX 5′
-35序列
TTAXXX...XXXTXX
σ亚基识别
-10序列
Pribnow框（普里布诺框）
起点+1
2.延伸：σ因子脱落，核心酶继续沿DNA滑动，催化
链的延伸，直到转录终点
2.在真核细胞中，对α-鹅膏蕈碱不敏感的RNA合成是（ ）：
a.r-RNA b.hnRNA c.snRNA d.tRNA
二、RNA的转录过程（以原核生物为例）
RNA转录由起始、延伸、终止三个阶段组成
1.转录起始
启动子：是指RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段 DNA序列。它包括σ亚基的识别部位、RNA聚合酶的紧 密结合部位和转录起点三个部位