分子生物学课件 转录与逆转录
合集下载
分子生物学
整合(Integration) or 环化(circulation)
整合
整合酶
5. Transcription
From provirus to RNA
Poly (A)
U3携带一个启动子。多数情况下，只有左边LTR 的启动子具有活性，负责前病毒的起始转录
LTR同样可携带一个增强子 polyA主要生成位点位于右边LTR的R与U5的交界 处
Retrovirus/retroposon Reverse transcriptase Endogenous/Integration Open reading frame
siRNA miRNA piRNA
特点 产生 功能
特点
逆转录病毒 序列
逆转座子 逆转录酶
逆转录—— 整合
in E.coli
主要途径
repeats (δ) at each end
2 mRNA of Ty: 2 开放阅读框(Open reading frame, ORF) TyA: DNA结合蛋白; TyB: 具有RTase, protease, integrase活性
病毒样 颗粒
病毒样颗粒(Virus-like particle, VLP)
Transducing virus 携带癌基因(v-onc gene) 癌基因(v-onc gene)来自于宿主细 胞(host cell)的原 癌基因(c-onc gene)
7. 逆转座子Retroposon
LTR逆转座子:
1.也称为病毒超家族(viral superfamily) 2.序列组成和转座机制类似于逆转录病毒 3.失去感染性
Copia
序列特点: ~5kb; direct terminal repeat of 276 bp; 5 bp generated when integrated
第十三章基因的转录、转录后加工及逆转录ppt课件
◆真核生物启动子 （1）DNA序列在转录起始点的5’端区(上游 区)（2）-25bp ：TATA盒（Hogness box） （3）-90bp ：GC盒 （4）-70bp ：CAAT盒
-90
-70
GC
CAAT
RNA聚合酶Ⅱ催化的转录起始
RNA聚合酶Ⅱ催化各种前体mRNA的合 成
需要多种TF参与：TFⅡA-J
第一节 参与转录的酶
RNA聚合酶——依赖DNA的RNA聚合酶 （DNA-dependent RNA polymerase,DDRP）
以DNA为模板，催化2个游离的NTP 形成3’，5’-磷酸二酯键
一、原核生物RNA聚合酶
1、大肠埃希菌RNA聚合酶的组成 （1）全酶(holoenzyme)
由4种(5个)亚基α2ββ’σ组成 （2）核心酶(core enzyme)
作用位置
步骤1 步骤2
200~250
（3）真核生物mRNA转录后加工—剪接
内含子
外显子
DNA
hnRNA
●剪接所需条件
snRNA （U1-U6） + 蛋白质 （核内小分子核酸）
多种snRNP （核内小核蛋白颗粒）
多种snRNPs装配成
剪接体 （参与剪接过程）
4、RNA编辑（RNA editing）
二.真核生物RNA转录后的加工 1、rRNA转录后的加工
真核生物rRNA 的基因
(rDNA)
转录产物
成簇纵列串联排列
高度重复序列DNA
核质:(Ⅲ)--不需加 工
5s rRNA
核仁:(Ⅰ)--加工
5.8s rRNA 28s rRNA 18s rRNA
rDNA 内含子
基因间隔
分子生物学 第7章 RNA复制与逆转录ppt课件
单 链 DNA 病 毒 的 基 因 组 有 正 链 （ +ssDNA ） 和 负 链 （ – ssDNA）两种形式。
+DNA：是mRNA的编码链，
–DNA：是mRNA的模板链。
精选ppt课件2021
3
合成互补链
变性
–ssDNA
dsDNA
蛋白质 翻译
mRNA
转录 –ssDNA +ssDNA
复制
–ssDNA
精选ppt课件2021
22
7.3.4 致癌病毒RNA的繁殖过程
致癌病毒属于逆转录病毒，侵入宿主后细胞后 并不引起细胞死亡，但可使细胞发生恶性转化，引起人 和动物肿瘤，这类病毒包括人类免疫缺陷病毒、白血病 病毒、肉瘤病毒等。
精选ppt课件2021
23
逆转录病毒蛋白
包装出芽 ⑤
..
逆转录酶 融合
①
宿主细胞染色体 DNA
精选ppt课件2021
5
7.1.1.2 RNA病毒
RNA病毒所含的RNA分子大多为线性。
RNA病毒基因型分类
双链RNA病毒
单链RNA病毒
±RNA病毒
＋RNA病毒
－RNA病毒
少数单链RNA病毒体内含有多种RNA，如甜菜坏死黄脉 病毒（Beet Necrotic Yellow Vein Virus，BNYVV），基因组 包含5种单链RNA。
精选ppt课件2021
2
7.1.1 病毒遗传物质分类
7.1.1.1 DNA病毒
双链DNA（double strand DNA，dsDNA）， 单链DNA（single strand DNA，ssDNA）， DNA病毒基因组既可以是线性的，也可以是环形的。 多数DNA病毒基因组为双链DNA，子代DNA的合成按 半保留复制方式进行。
分子生物学课件 第六章 转录与逆转录
⑷RNA聚合酶与启动子区的结合 原核生物：RNA聚合酶ββ’与-10区结合（σ 因子作用下） 真核生物：RNA聚合酶与TATA区结合（反式因 子作用下）
※增强子 • • • • 定义、结构： 作用机制： 特点： 代表：β-珠蛋白基因
四 终止子与抗终止 • 不依赖ρ因子的终止子：RNA3’成茎环，又 称内在终止子、强终止子
依赖ρ因子的终止
3.转录延伸：RNA聚合酶释放σ因子，核心酶 沿着模板DNA移动并使新生RNA 链不断伸长的过程。
• 4.转录终止：当RNA链延伸到终止位点时， RNA停止合成，转录泡瓦解， DNA链复原，新生RNA链和RNA 聚合酶将被释放下来。
※转录所需的酶与复合物
• RNA聚合酶：是转录过程中最关键的酶，主 要以双链DNA为模板，以4种核 苷三磷酸作为活性前体，并以 Mg2+/Mn2+为辅助因子，催化 RNA链的起始、延伸和终止， 它不需要任何引物，催化生成 的产物是与DNA模板链互补的 RNA。 ※原核生物只一种RNA聚合酶，真核生物有三种
第六章 转录与逆转录
重难点
转录后加工、真原核转录过程、增强子、终止与抗终止、 RNA聚合酶（真原核）、转录起始复合物
㈠转录 一 转录的定义与特点 1.转录的定义：以DNA为模板，在依赖DNA的 RNA聚合酶的催化下，以4种 NTP（ ATP、CTP、GTP和UTP ） 为原料，合成RNA的过程。
2.转录的特点： • 转录的不对称性：在RNA的合成中，DNA的两条链 中仅有一条链可作为转录的模 板。且多基因DNA中正负链可 相间排列 • 转录单向性：RNA5’→3’合成 • 转录连续性：共线性，RNA与DNA序列一一 对应,RNA链连续合成
• 依赖于ρ因子的终止：ρ结合RNA富C区， 发挥ATP酶、解旋酶 活性，又称弱启动子 ※真核的转录终止：终止修饰点处切离加尾 有些终止点的DNA序列缺乏共性，不能诱导转 录的自发终止，需要ρ因子的参与。 大肠杆菌ρ-依赖型终止子占所有终止子的一 半左右。
逆转录 PPT课件
5. 防止DNA污染：
（1）采用DNA酶处理RNA样品。
（2）在可能情况下，将PCR引物置于基因的不 同外显子，以消除基因和mRNA的共线性。
2019/9/11
20
RT-PCR的用途
1. 检测细胞中基因表达水平； 2. 检测细胞中RNA病毒的含量； 3. 直接克隆特定基因的cDNA序列。
2019/9/11
2019/9/11
8
四、逆转录
1. 逆转录（reverse transcription）： 是指在 逆转录酶的作用下以RNA为模板合成DNA 的过程。
2019/9/11
9
2. 逆转录病毒基因组复制过程
• 在逆转录过程中，新合成的DNA链要发生两次 “跳跃”（jump），以改变链间碱基配对的位 置，使双链DNA的两端产生相同的长末端重复 序列LTR (long terminal repeats)。
合成DNA的方向： 逆转录酶合成DNA的方向为5’－3’。Βιβλιοθήκη 2019/9/117
合成DNA的引物：
• 不能从头合成DNA。引物为逆转录病毒包装 时从宿主细胞获得的tRNA分子。
• 一些鸟类逆转录病毒以宿主tRNATrp为引物， 而鼠类逆转录病毒则以宿主细胞tRNAPro为 引物。
• RNase H活性：是指逆转录酶可以从5’－3’ 和3’－5’两个方向水解DNA-RNA杂合分子中 的RNA。
物的RNA、真核生物的rRNA和tRNA不具有PolyA尾 巴。）由于Oligo dT要结合到PolyA 尾巴上，所以对 RNA样品的质量要求较高，即使有少量降解也会使全 长cDNA合成量大大减少。
• 随机引物：适用于长的或具有发卡结构的RNA。 适用于rRNA、mRNA、tRNA 等所有RNA的反 转录反应。主要用于单一模板的RT-PCR反应。
逆转录PPT学习课件PPT课件
差异性条带的克隆、测序、分析， DNA及氨基酸序列联机检NA序列
2021/7/8
30
第30页/共46页
基因功能的鉴定： ① knock out ② dominant negative mutation ③ 原核系统或真核系统中的表达翻译。 ④ one hybrid判断出该基因的“启动”基因。 ⑤ two hybrid判断出该基因的产物的作用途径。
Howard Temin and David Baltim ore 于1975年荣获诺贝尔生理与医学奖。
2021/7/8
3
第3页/共46页
二、逆转录病毒（retrovirus）
1. 定义：含逆转录酶的RNA病毒称为逆转录病毒。 所有的RNA肿瘤病毒都是逆转录病毒，但是，并不是所有的逆转录病毒都致癌。
巴的特点(Poly A序列起点前2个碱基除AA外只有12种
可能性)，设计了一组10~12 个寡聚胸腺嘧啶，同时再
附加AGC三种核苷酸中的任意两种作为 mRNA 3′端的
锚定引物，其通式为5’-T11MN；即采用Oligo（dT）
1一2
MN 种，
为引物合成cDNA，其中M为A，C，G中的任 N为A，C，G或T中的任意一种，所以共有12
2. 逆转录病毒的基因组： 逆转录病毒基因组由两条相同的正链RNA分子组成，每个约8,500nt，其5‘端 有cap，3’端有ployA尾。
2021/7/8
4
第4页/共46页
2021/7/8
5
第5页/共46页
三、逆转录酶（reverse transcriptase）
定义： 是RNA指导的DNA聚合酶。
25
2 为 扩 增 出 polyA 上 游 500bp 以 内 所 有 可 能 性 的 mRNA序列，在5′端设计了20种10bp长的随机引 物。以合成的cDNA第一链为模板，在PCR反应 中，掺入32P或35S标记的dATP或dCTP，这样正 常与异常细胞间差异表达的cDNA片段可以通过 DNA测序凝胶显示出来，
逆转录精品PPT课件
U3 R U5 GAG POL ENV U3 R U5
LTR
LTR
逆转录酶的结构与功能
逆转录酶含有两个亚基，小亚基是大亚基的特异性 水解产物。尽管小亚基的氨基酸序列与大亚基中的 一段氨基酸序列完全一致，但折叠出来的构象并不 相同，它的作用是保护大亚基免受水解。大亚基具 有三个酶活性：（1）5‘→3’的依赖于RNA的DNA聚 合酶活性，该活性用来催化负链DNA的合成；（2） 核糖核酸酶H活性，该活性用来水解tRNA引物和基 因组RNA；（3）5‘→3’的依赖于DNA的DNA聚合酶 活性，该活性用来合成正链DNA。 逆转录酶的聚合酶活性与其它聚合酶一样位于由三 个结构域折叠成的“手掌-手指-拇指” 模体之中， 但核糖核酸酶H活性位于另外一个结构域之中（在小 亚基上已被去除）。
1970年，Temin和David Baltimore 各自从RNA 肿瘤病毒中纯化到催化以RNA为模板合成DNA 的逆转录酶，为逆转录现象的存在提供了最直 接的证据。Termin和Baltimore的发现使得中心 法则不得不进行修改，加上了逆转录内容。
逆转录病毒与癌基因
所有的RNA肿瘤病毒都是逆转录病毒 RNA病毒中的癌基因是宿主细胞正常癌
逆转录病毒基因组RNA的逆转录
5'Cap R U5
PBS
Viral cDNA
基因组RNA
SD
SA
gag pol env
逆转录
U3 R An
PPT
U3 R U5
5’ LTR
gag pol env
U3 R U5
3’ LTR
逆转录病毒
重复
重复
序列
两种形式的差异
序列
RNA
R U5 GAG POL ENV U3 R DNA
第四章转录
1、真核生物核糖体组成：
小亚基：16~18S rRNA组成
大亚基：5S、5.8S、26~28S rRNA组成
2、基因结构特点：
成簇排列，16~18、5.8和26~28SRNA组成一个 转录单位，彼此由间隔序列隔开，将来转录为一个 45S的前体RNA进行加工，5S的单独进行转录。 3、加工过程：以哺乳动物为例
一、原核生物RNA转录后的加工
二、真核生物转录后的加工
三、真核生物RNA的拼接和编辑
一、原核生物RNA转录后的加工
1、原核生物rRNA前体的加工
16S tRNA 23S 5S tRNA
RNaseⅢ
RNaseⅢ
RNaseE
16S
tRNA
23S
5S
tRNA
16S
tRNA
23S
5S
tRNA
真核生物rRNA前体的加工和原核的极为相似
加 工
切去多余的序列 加上CCA、修饰
tRNA 前体的加工包括5‘和3’端的切除、3‘端CCA的添 加和碱基的修饰.
2、真核生物mRNA前体的加工
真核生物mRNA前体的加工是最为复杂的，对于生物体本
身来说也是非常重要的，因为他是编码蛋白质的，结构上包含内 含子结构，而且真和核生物的转录和翻译的过程被分开在不同的 场所进行，这些就决定了真核生物mRNA前体加工必然是一个复 杂的过程。
帽子O
RNA核苷2’-0-甲基转移酶
m7GpppXPYPZ+SAM
m7GpppXmP YPZ+SAH
如果是腺嘌呤 则N6位置还有 一个甲基
帽子1 RNA核苷2’-0-甲基转移酶
m7GpppXmPYPZ+SAM
小亚基：16~18S rRNA组成
大亚基：5S、5.8S、26~28S rRNA组成
2、基因结构特点：
成簇排列，16~18、5.8和26~28SRNA组成一个 转录单位，彼此由间隔序列隔开，将来转录为一个 45S的前体RNA进行加工，5S的单独进行转录。 3、加工过程：以哺乳动物为例
一、原核生物RNA转录后的加工
二、真核生物转录后的加工
三、真核生物RNA的拼接和编辑
一、原核生物RNA转录后的加工
1、原核生物rRNA前体的加工
16S tRNA 23S 5S tRNA
RNaseⅢ
RNaseⅢ
RNaseE
16S
tRNA
23S
5S
tRNA
16S
tRNA
23S
5S
tRNA
真核生物rRNA前体的加工和原核的极为相似
加 工
切去多余的序列 加上CCA、修饰
tRNA 前体的加工包括5‘和3’端的切除、3‘端CCA的添 加和碱基的修饰.
2、真核生物mRNA前体的加工
真核生物mRNA前体的加工是最为复杂的，对于生物体本
身来说也是非常重要的，因为他是编码蛋白质的，结构上包含内 含子结构，而且真和核生物的转录和翻译的过程被分开在不同的 场所进行，这些就决定了真核生物mRNA前体加工必然是一个复 杂的过程。
帽子O
RNA核苷2’-0-甲基转移酶
m7GpppXPYPZ+SAM
m7GpppXmP YPZ+SAH
如果是腺嘌呤 则N6位置还有 一个甲基
帽子1 RNA核苷2’-0-甲基转移酶
m7GpppXmPYPZ+SAM
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
因子，核心酶 沿着模板DNA移动并使新生RNA 链不断伸长的过程。
• 4.转录终止：当RNA链延伸到终止位点时， RNA停止合成，转录泡瓦解， DNA链复原，新生RNA链和RNA 聚合酶将被释放下来。
※转录所需的酶与复合物
• RNA聚合酶：是转录过程中最关键的酶，主 要以双链DNA为模板，以4种核 苷三磷酸作为活性前体，并以 Mg2+/Mn2+为辅助因子，催化 RNA链的起始、延伸和终止， 它不需要任何引物，催化生成 的产物是与DNA模板链互补的 RNA。
※几个概念
1.正链：与mRNA序列相同（T→U）的那条DNA链,编 码链（有义链）
负链：根据碱基互补原则指导mRNA合成的 DNA链,模板链（反义链）
2.转录单元：一段从启动子开始至终止子结 束的DNA序列，转录的功能单元
3.启动子：一段位于结构基因5’端上游区的DNA序 列，能活化RNA聚合酶，特异识别模板
半左右。
※穷追模型
• 抗终止： 定义： 由于不同生理要求，转录过程中有时即
※启动子中几个重要的序列： • 原核生物：-10区：TATAAT，位于上游
10bp处， RNA聚合酶 的结合位点（富含AT 碱基，利于双链打开） -35区：TTGACA，位于上游35bp处，
RNA聚合酶的识别位点，决定 转录启动的强弱 △-10区与-35区之间的距离：16～19bp，小于15bp或大于 20bp都会降低启动子的活性。适宜的距离可以为RNA聚合 酶提供合适的空间结构，便于转录的起始。
作用下） 真核生物：RNA聚合酶与CG区、CAAT区识别
⑷RNA聚合酶与启动子区的结合 原核生物：RNA聚合酶ββ’与-10区结合
（σ 因子作用下）
真核生物：RNA聚合酶与TATA区结合（反式因 子作用下）
※增强子
• 定义、结构： • 作用机制： • 特点： • 代表：β-珠蛋白基因
四 终止子与抗终止
第六章 转录与逆转录
重难点
转录后加工、真原核转录过程、增强子、终止与抗终止、 RNA聚合酶（真原核）、转录起始复合物
㈠转录
一 转录的定义与特点 1.转录的定义：以DNA为模板，在依赖DNA的
RNA聚合酶的催化下，以4种 NTP（ ATP、CTP、GTP和UTP ） 为原料，合成RNA的过程。
2.转录的特点： • 转录的不对称性：在RNA的合成中，DNA的两条链
三 启动子与转录起始
⑴启动子 • 定义：能被RNA聚合酶识别、结合并启
动基因转录的一段起始位点上游 的DNA序列。
※下降突变：启动子突变后，启动子活性下 降
上升突变：启动子突变后，启动子活性上 升
⑵转录单元： 起始位点：
※上游序列：-n表示
下游序列：+n表示 -n…-3-2-1起始位点+1+2+3…+n
• 不依赖ρ因子的终止子：RNA3’成茎环， 又称内在终止子、强终止子
内在终止子的结构特点： 终止位点上游存在一个富含GC碱基的二重对称 区，其转录生成的mRNA容易互补形成发卡式结 构。 终止位点前面有一段4～8个A组成的序列，转 录生成的mRNA的3′末端中相应的有一连串U序 列。
新生RNA中出现发卡结构可导致RNA聚合酶暂停， 破坏RNA-DNA杂合链5’端正常结构，寡聚U使杂合 链3’端部分出现不稳定rU·dA区域。两者共同作 用使RNA从三元复合物中解离出来。
中仅有一条链可作为转录的模 板。且多基因DNA中正负链可 相间排列
• 转录单向性：RNA5’→3’合成 • 转录连续性：共线性，RNA与DNA序列一一
对应,RNA链连续合成
• 有特定起始、终止位点：启动子、终止子
• 双链DNA转录能力大于单链：RNA聚合酶与 双链结合后活性高于单链
• 不需完全开链：只需部分解链，最后DNA 还是双链
终止效率与二重对称序列和寡聚U的长短有关。长 度 ，效率 。
• 依赖于ρ因子的终止：ρ结合RNA富C区， 发挥ATP酶、解旋酶 活性，又称弱启动子
※真核的转录终止：终止修饰点处切离加尾 有些终止点的DNA序列缺乏共性，不能诱导转
录的自发终止，需要ρ因子的参与。 大肠杆菌ρ-依赖型终止子占所有终止子的一
※原核生物只一种RNA聚合酶，真核生物有三种
※真原核RNA聚合酶总结
• 真核RNA聚合酶：RNA聚合酶Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ，对应三种 内含子 RNA聚合酶Ⅱ为关键酶（对应hnRNA→mRNA ），需反式因子作用下起作用 n型内含子：RNA聚合酶n对应的内含子
RNA聚合酶Ⅰ--rRNA,对α-鹅膏蕈碱不敏感 RNA聚合酶Ⅱ--hnRNA→mRNA,对α-鹅膏蕈碱
• 真核生物： TATA区：TATAAA，位于-25～-35，核心启
动元件，使转录精确地起始， T85A97T93A85A63A83
CAAT区：CCAAT，位于-70～-80，上游启
动子元件，控制转录起始频率
GC区：GGGCGG,位于-80～-
110，上游启动子元件，
控制转录起始频率
⑶启动子区的识别 原核生物：RNA聚合酶与-35区识别（σ因子
※RNA聚合酶与DNA聚合酶的区别：
大小 引物 产物 作用方式 外切酶活性 校对合成能力 修复能力
RNA聚合酶 大，4.8×105da
不需要
较短，游离
一条链的某一段
无
无 无
DNA聚合酶 小，1.09×105da
需要 较长，与模板以氢 键相连
两条链同时进行 5’ 3’，3’ 5’
有 有
• 转录复合物（反式因子）：
4.终止子：
二 转录的过程概述
1.模板识别：原核细胞中： 模板识别阶段主要指RNA聚合酶与启 动子DNA双链相互作用并与之相结合 的过程。 真核细胞中： 需要一些转录调控因子（辅 助蛋白），RNA聚合酶才能识别启动 子并形成转录前起始复合物（PIC）。
※拼板理论：真核RNA聚合酶、反式元件、顺式元 件相互作用使转录起始
敏感 RNA聚合酶Ⅲ--tRNA,对α-鹅膏蕈碱有种属特异性
• 原核RNA聚合酶：全酶-（α2ββ’）σ 核心酶- α2ββ’ 活性中心-ββ’
★σ因子结构：六聚体蛋白、具有NTP酶和解螺旋
酶活性，促使新生RNA链从三元转录复合物中解离 出来，从而终止转录。
σ因子作用：与启动子-35区识别
作用机理：
• 4.转录终止：当RNA链延伸到终止位点时， RNA停止合成，转录泡瓦解， DNA链复原，新生RNA链和RNA 聚合酶将被释放下来。
※转录所需的酶与复合物
• RNA聚合酶：是转录过程中最关键的酶，主 要以双链DNA为模板，以4种核 苷三磷酸作为活性前体，并以 Mg2+/Mn2+为辅助因子，催化 RNA链的起始、延伸和终止， 它不需要任何引物，催化生成 的产物是与DNA模板链互补的 RNA。
※几个概念
1.正链：与mRNA序列相同（T→U）的那条DNA链,编 码链（有义链）
负链：根据碱基互补原则指导mRNA合成的 DNA链,模板链（反义链）
2.转录单元：一段从启动子开始至终止子结 束的DNA序列，转录的功能单元
3.启动子：一段位于结构基因5’端上游区的DNA序 列，能活化RNA聚合酶，特异识别模板
半左右。
※穷追模型
• 抗终止： 定义： 由于不同生理要求，转录过程中有时即
※启动子中几个重要的序列： • 原核生物：-10区：TATAAT，位于上游
10bp处， RNA聚合酶 的结合位点（富含AT 碱基，利于双链打开） -35区：TTGACA，位于上游35bp处，
RNA聚合酶的识别位点，决定 转录启动的强弱 △-10区与-35区之间的距离：16～19bp，小于15bp或大于 20bp都会降低启动子的活性。适宜的距离可以为RNA聚合 酶提供合适的空间结构，便于转录的起始。
作用下） 真核生物：RNA聚合酶与CG区、CAAT区识别
⑷RNA聚合酶与启动子区的结合 原核生物：RNA聚合酶ββ’与-10区结合
（σ 因子作用下）
真核生物：RNA聚合酶与TATA区结合（反式因 子作用下）
※增强子
• 定义、结构： • 作用机制： • 特点： • 代表：β-珠蛋白基因
四 终止子与抗终止
第六章 转录与逆转录
重难点
转录后加工、真原核转录过程、增强子、终止与抗终止、 RNA聚合酶（真原核）、转录起始复合物
㈠转录
一 转录的定义与特点 1.转录的定义：以DNA为模板，在依赖DNA的
RNA聚合酶的催化下，以4种 NTP（ ATP、CTP、GTP和UTP ） 为原料，合成RNA的过程。
2.转录的特点： • 转录的不对称性：在RNA的合成中，DNA的两条链
三 启动子与转录起始
⑴启动子 • 定义：能被RNA聚合酶识别、结合并启
动基因转录的一段起始位点上游 的DNA序列。
※下降突变：启动子突变后，启动子活性下 降
上升突变：启动子突变后，启动子活性上 升
⑵转录单元： 起始位点：
※上游序列：-n表示
下游序列：+n表示 -n…-3-2-1起始位点+1+2+3…+n
• 不依赖ρ因子的终止子：RNA3’成茎环， 又称内在终止子、强终止子
内在终止子的结构特点： 终止位点上游存在一个富含GC碱基的二重对称 区，其转录生成的mRNA容易互补形成发卡式结 构。 终止位点前面有一段4～8个A组成的序列，转 录生成的mRNA的3′末端中相应的有一连串U序 列。
新生RNA中出现发卡结构可导致RNA聚合酶暂停， 破坏RNA-DNA杂合链5’端正常结构，寡聚U使杂合 链3’端部分出现不稳定rU·dA区域。两者共同作 用使RNA从三元复合物中解离出来。
中仅有一条链可作为转录的模 板。且多基因DNA中正负链可 相间排列
• 转录单向性：RNA5’→3’合成 • 转录连续性：共线性，RNA与DNA序列一一
对应,RNA链连续合成
• 有特定起始、终止位点：启动子、终止子
• 双链DNA转录能力大于单链：RNA聚合酶与 双链结合后活性高于单链
• 不需完全开链：只需部分解链，最后DNA 还是双链
终止效率与二重对称序列和寡聚U的长短有关。长 度 ，效率 。
• 依赖于ρ因子的终止：ρ结合RNA富C区， 发挥ATP酶、解旋酶 活性，又称弱启动子
※真核的转录终止：终止修饰点处切离加尾 有些终止点的DNA序列缺乏共性，不能诱导转
录的自发终止，需要ρ因子的参与。 大肠杆菌ρ-依赖型终止子占所有终止子的一
※原核生物只一种RNA聚合酶，真核生物有三种
※真原核RNA聚合酶总结
• 真核RNA聚合酶：RNA聚合酶Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ，对应三种 内含子 RNA聚合酶Ⅱ为关键酶（对应hnRNA→mRNA ），需反式因子作用下起作用 n型内含子：RNA聚合酶n对应的内含子
RNA聚合酶Ⅰ--rRNA,对α-鹅膏蕈碱不敏感 RNA聚合酶Ⅱ--hnRNA→mRNA,对α-鹅膏蕈碱
• 真核生物： TATA区：TATAAA，位于-25～-35，核心启
动元件，使转录精确地起始， T85A97T93A85A63A83
CAAT区：CCAAT，位于-70～-80，上游启
动子元件，控制转录起始频率
GC区：GGGCGG,位于-80～-
110，上游启动子元件，
控制转录起始频率
⑶启动子区的识别 原核生物：RNA聚合酶与-35区识别（σ因子
※RNA聚合酶与DNA聚合酶的区别：
大小 引物 产物 作用方式 外切酶活性 校对合成能力 修复能力
RNA聚合酶 大，4.8×105da
不需要
较短，游离
一条链的某一段
无
无 无
DNA聚合酶 小，1.09×105da
需要 较长，与模板以氢 键相连
两条链同时进行 5’ 3’，3’ 5’
有 有
• 转录复合物（反式因子）：
4.终止子：
二 转录的过程概述
1.模板识别：原核细胞中： 模板识别阶段主要指RNA聚合酶与启 动子DNA双链相互作用并与之相结合 的过程。 真核细胞中： 需要一些转录调控因子（辅 助蛋白），RNA聚合酶才能识别启动 子并形成转录前起始复合物（PIC）。
※拼板理论：真核RNA聚合酶、反式元件、顺式元 件相互作用使转录起始
敏感 RNA聚合酶Ⅲ--tRNA,对α-鹅膏蕈碱有种属特异性
• 原核RNA聚合酶：全酶-（α2ββ’）σ 核心酶- α2ββ’ 活性中心-ββ’
★σ因子结构：六聚体蛋白、具有NTP酶和解螺旋
酶活性，促使新生RNA链从三元转录复合物中解离 出来，从而终止转录。
σ因子作用：与启动子-35区识别
作用机理：