第四节 真核生物RNA转录后的加工修饰
分子生物学基础-RNA的生物合成和损伤修复
A-T，G-C
A-U，T-A，G-C
21
目录
第一个内容
参与转录的主要物质
The reagent of transcription
22
目录
一、转录模板
• 结构基因：能转录出RNA的DNA区段 • 不对称转录（asymmetric transcription）：
在DNA双链分子上，一股链可转录，另一股链 不转录
26
目录
DNA聚合酶在启动DNA链延长时需要引 物存在，而RNA聚合酶不需要引物就能 直接启动RNA链的延长。
RNA聚合酶和DNA的特殊序列——启动 子(promoter)结合后，就能启动RNA合成。
27
目录
核心酶 (core enzyme) 全酶 (holoenzyme)
28
目录
真核生物的RNA聚合酶
调控序列
结构基因
5
RNA-pol
3
3
5
30
目录
调控序列中的启动子是RNA聚合酶结合模 板DNA的部位，也是控制转录的关键部位。 原核生物以RNA聚合酶全酶结合到DNA的 启动子上而起动转录，其中由σ亚基辨认启 动子，其他亚基相互配合。
对启动子的研究，常采用一种巧妙的方法
即RNA聚合酶保护法。
31
茎环(stem-loop)/发夹(hairpin)结构
46
目录
RNA-pol
5
3
3
5
5pppG
茎环结构使转录终止的机理
• 使RNA聚合酶变构，转录停顿； • 使转录复合物趋于解离，RNA产物释放。
47
目录
第三个内容 真核生物的转录过程
The Process of Transcription in Eukaryote
生物化学与分子生物学试题(含参考答案)
生物化学与分子生物学试题（含参考答案）一、单选题（共100题，每题1分，共100分）1.嘌呤核苷酸从头合成时，首先合成的核苷酸为:A、UMPB、AMPC、IMPD、XMPE、GMP正确答案：C2.由G→F-1，6-BP所消耗的ATP数是:A、1个B、2个C、3个D、4个E、5个正确答案：B3.各种细胞色素在呼吸链中的排列顺序是:A、c→c1→aa3→b→1/2 O2B、b→c1→c→aa3→1/2 O2C、c1→c→a→b→a3→1/2 O2D、b→a→a3→c1→c→1/2 O2E、a→a3→b→c1→c→1/2 O2正确答案：B4.关于酶的化学修饰的叙述，错误的是:A、化学修饰可使酶活性发生显著变化B、通常磷酸化作用使酶活性增加C、调节效率比变构调节高D、除磷酸化修饰，还有其他的化学修饰方式E、受激素的调控正确答案：B5.鸟氨酸循环启动阶段的限速酶是:A、精氨酸酶B、精氨酸代琥珀酸裂解酶C、精氨酸代琥珀酸合成酶D、鸟氨酸氨基甲酰转移酶E、氨基甲酰磷酸合成酶I正确答案：E6.活化能的概念指:A、底物和产物之间能量的差值B、活化分子所释放的能量C、温度升高时产生的能量D、分子由一般状态转变成活化状态所需能量E、以上都不是正确答案：D7.关于tRNA的结构，下列哪个是不正确的？A、分子中除含有A、U、C和G外，还含有稀有碱基B、是小分子量的RNAC、分子中某些部位的碱基相互配对，形成局部的双螺旋D、反密码环的中央三个核苷酸的碱基组成反密码E、5’端末端的三个核苷酸残基的碱基依次为CCA，该端有一个羟基正确答案：E8.CAP指的是:A、阻遏蛋白B、分解物基因活化蛋白C、血浆载脂蛋白D、脂酰基载体蛋白E、以上均不对正确答案：B9.关于别构调节正确的一项是:A、所有别构酶都有一个调节亚基和一个催化亚基B、别构酶的动力学特点不符合米曼动力学C、别构激活与酶被离子激活剂激活的机制相同D、别构抑制与非竞争性抑制相同E、是一种共价修饰调节正确答案：B10.内源基因的变异并不包括:A、基因重排B、基因扩增C、基因表达异常D、基因结构突变E、病原体基因侵入体内正确答案：E11.下列各项中通常不用于蛋白质组学研究的技术是:A、DNA芯片B、双向电泳C、蛋白芯片D、飞行质谱E、酵母双杂交正确答案：A12.大肠杆菌对紫外照射形成的损伤所进行的修复是:A、重组修复B、UvrABCC、SOS修复D、DNA甲基化修饰E、端粒酶正确答案：B13.tRNA在发挥其“对号入座”功能的两个重要部位是A、DHU环和反密码环B、DHU环和TΨC环C、氨基酸臂和反密码环D、氨基酸臂和DHU环E、TΨC环和反密码环正确答案：C14.经改造后常作为基因工程中载体的一组结构是:A、质粒、线粒体、噬菌体的DNAB、染色体、叶绿体、线粒体的DNAC、质粒、噬菌体、动植物病毒的DNAD、细菌、噬菌体、动植物病毒的DNAE、以上均不对正确答案：C15.核糖体A位功能是:A、接受游离氨基酸B、接受氨基酰—tRNAC、活化氨基酸D、催化肽键形成E、释放肽链正确答案：B16.DNA印迹分析正确的操作步骤是:A、样品制备→电泳分离→变性→转膜→预杂交→杂交→检测B、样品制备→电泳分离→转膜→变性→预杂交→杂交→检测C、样品制备→电泳分离→变性→预杂交→杂交→转膜→检测D、样品制备→变性→电泳分离→转膜→预杂交→杂交→检测E、以上均不对正确答案：A17.肝脏在脂类代谢中没有的功能是:A、使胆固醇转变生成胆汁酸B、生成酮体C、合成胆固醇D、利用酮体E、合成脂蛋白正确答案：D18.下列关于胆汁酸与胆固醇代谢的叙述哪项是错误的？A、在肝细胞内胆固醇转变为胆汁酸B、合成胆汁酸的前体是胆固醇酯C、肠道吸收胆固醇增加则胆汁酸合成量也增加D、胆固醇的消化、吸收与排泄均受胆汁酸盐的影响E、7-α羟化酶受胆汁酸的反馈调节正确答案：C19.如果双链DNA的胞嘧啶含量为碱基总含量的30%，则胸腺嘧啶含量应为:A、10%B、20%C、30%D、40%E、50%正确答案：B20.金属辅助因子的作用不包括:A、接连酶与底物的桥梁，便于酶对底物作用B、稳定酶分子空间构象和活性中心C、传递质子或一些基团D、作为酶活性中心的催化基团参与催化反应E、中和电荷，降低静电斥力正确答案：C21.与mRNA上AAU配对的反密码子是:A、GTTB、TTGC、CTTD、TTCE、AAG正确答案：A22.生物体内转运一碳单位的载体是:A、叶酸B、四氢叶酸C、硫胺素D、生物素E、维生素B12正确答案：B23.真核生物mRNA转录后的加工修饰不包括:A、5’端加帽子结构B、3’端加Poly(A)尾C、3’端加CCA尾D、切除相应的内含子序列E、连接相应的外显子序列正确答案：C24.下列方法中不是基因诊断的基本方法的是:A、DNA序列分析技术B、PCRC、原位杂交D、核酸分子杂交、PCR和DNA序列分析联合使用E、核酸分子杂交正确答案：C25.下列疾病中，目前已明确主要由基因突变引起的是:A、地中海贫血B、着色性干皮病C、镰刀状红细胞贫血D、痛风E、糖尿病正确答案：C26.下列关于糖的无氧氧化描述，正确的是:A、所有反应都是可逆的B、在胞液中进行C、净生成4分子ATPD、不消耗ATPE、终产物是丙酮酸正确答案：B27.可识别并切割特异DNA序列的是:A、限制性外切酶B、限制性内切酶C、非限制性外切酶D、非限制性内切酶E、DNA酶正确答案：B28.脱氧胸苷酸合成的直接前提是A、dUDPB、TMPC、dUMPD、UDPE、dUMP正确答案：C29.真核生物的45S rRNA经加工修饰后可生成:A、5.8S、18S和28S三种rRNAB、5S、18S和28S三种rRNAC、5.8S、16S和23S三种rRNAD、5.8S、18S和23S三种rRNAE、以上均不对正确答案：A30.清蛋白不具有的功能:A、营养作用B、抗体C、缓冲作用D、维持渗透压E、运输作用正确答案：B31.在体内氨中毒发生的根本原因是:A、肠道吸收氨过多B、氨基酸在体内分解代谢加强C、肾功能衰竭排出障碍D、合成谷氨酰胺减少E、肝功能损伤，不能合成尿素正确答案：E32.氮杂丝氨酸干扰核苷酸合成的作用点是:A、作为丝氨酸的类似物B、作为谷氨酸的类似物C、作为谷氨酰胺的类似物D、作为甘氨酸的类似物E、作为天冬氨酸的类似物正确答案：C33.血浆胶体渗透压主要取决于:A、血糖B、清蛋白C、血红蛋白D、无机盐E、球蛋白正确答案：B34.DNA的解链温度是指:A、DNA开始解链时所需的温度B、DNA完全解链时所需的温度C、A260nm开始升高时的温度D、A260nm达到最大值时的温度E、A260nm达到最大值的50%时的温度正确答案：E35.下列关于乳酸循环的描述。
真核mrna转录后加工的主要内容
真核mrna转录后加工的主要内容正文真核mrna转录后加工是真核基因表达中重要的一步，它决定了细胞活性和特性的复杂性。
最近，随着互联网等领域不断发展，对真核mrna转录后加工的研究也有了更深入的认识。
简言之，真核mrna转录后加工涉及一系列复杂的信号传导途径，从mrna翻译前处理，到mRNA翻译后修饰，再到mRNA特异性稳定性等。
据观察，它主要包括六个过程：加诊断分子、合成多肽链、催化翻译、质粒复制、密码子变换以及微核糖体处理等。
首先，加诊断分子，是在mrna翻译前处理的，它将一个或多个小分子吸附在mrna分子上，形成新的结构，如sno酶、cap酶等，来完成翻译活动的结构修饰。
其次，合成多肽链，就是以ribosomal rna为骨干合成新的肽链，以辅助mrna翻译，它能把酶和遗传信息连接起来，同时还能对mrna及翻译中间体进行结构表征，进而影响翻译活性。
再次，催化翻译，指的是发挥调控蛋白作用的翻译系统，它可以加速á-不义核苷的结合，其作用是通过修饰ribosomal rna来提高翻译的效率，减少mrna的能量开销。
此外，质粒复制也是很重要的，它可以对mrna的表达和翻译进行调控，同时又可以影响mrna的稳定性。
另外，密码子变换指的是核苷酸序列发生变异，使其适应不同的环境条件和其他一些外界因素。
最后，微核糖体处理，是指特异性翻译反应过程中微核糖体(ribonucleoprotein)的处理，它包括一系列步骤，如分级、修饰等，可以把翻译产物(蛋白质)和信使分子(mrna)联系起来。
总之，真核mrna转录后加工包含丰富的调控机制，起重要作用，在细胞表达过程中影响最终的细胞活性和特性，而随着互联网的发展，一系列研究也使其进一步提升，研究人员也有了更深入的认识。
分子生物学-名词解释中文
第十章DNA的生物合成一、遗传学的中心法则和反中心法则：DNA通过复制将遗传信息由亲代传递给子代；通过转录和翻译，将遗传信息传递给蛋白质分子，从而决定生物的表现型。
DNA的复制、转录和翻译过程就构成了遗传学的中心法则。
但在少数RNA病毒中，其遗传信息贮存在RNA中。
因此，在这些生物体中，遗传信息的流向是RNA通过复制，将遗传信息由亲代传递给子代；通过反转录将遗传信息传递给DNA，再由DNA通过转录和翻译传递给蛋白质，这种遗传信息的流向就称为反中心法则。
二、DNA复制的特点：1．半保留复制：DNA在复制时，以亲代DNA的每一股作模板，合成完全相同的两个双链子代DNA，每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链，这种现象称为DNA的半保留复制(semiconservative replication)。
DNA以半保留方式进行复制，是在1958年由M. Meselson 和F. Stahl 所完成的实验所证明。
2．有一定的复制起始点：DNA在复制时，需在特定的位点起始，这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段，即复制起始点（复制子）。
在原核生物中，复制起始点通常为一个，而在真核生物中则为多个。
3．需要引物(primer)：DNA聚合酶必须以一段具有3'端自由羟基（3'-OH）的RNA作为引物，才能开始聚合子代DNA链。
RNA引物的大小，在原核生物中通常为50～100个核苷酸，而在真核生物中约为10个核苷酸。
4．双向复制：DNA复制时，以复制起始点为中心，向两个方向进行复制。
但在低等生物中，也可进行单向复制。
5．半不连续复制：由于DNA聚合酶只能以5'→3'方向聚合子代DNA链，因此两条亲代DNA链作为模板聚合子代DNA链时的方式是不同的。
以3'→5'方向的亲代DNA链作模板的子代链在聚合时基本上是连续进行的，这一条链被称为领头链(leading strand)。
生化课件第十六章 RNA的生物合成
复制和转录的区别
模板 原料 酶 产物
配对 引物
复制
转录
两股链均复制 模板链转录（不对称转录）
dNTP
NTP
DNA聚合酶
RNA聚合酶（RNA-pol）
子代双链DNA mRNA，tRNA，rRNA （半保留复制）
A-T，G-C 需要（RNA）
A-U，T-A，G-C 不需要
目录
第一节 模板和酶
Templates and Enzymes
可以增强对各种损伤的抵抗力. 如热、乙醇、亚砷酸钠、 缺血的预处理.
目录
三、模板上酶的辨认、结合
原核生物一个转录区段可视为一个转录单位，称 为 操 纵 子 (operon) ， 包 括 若 干 个 结 构 基 因 及 其 上 游 (upstream)的调控序列。
调控序列
结构基因
5
3
3
RNA-pol
目录
5′···GCAGTACATGTC ···3′ 3′··· c g t c a t g t a c a g ···5′
转录 5′···GCAGUACAUGUC ···3′
翻译
编码链 模板链
mRNA
N······Ala ·Val ·His ·Val ······C 蛋白质
转录生成的RNA链与编码链的碱基序列相似，以U取代T
目录
RNA聚合 酶保护法
目录
第二节 转录过程
The Process of Transcription
目录
大肠杆菌转录过程包括转录起始、延长、终止三步。 真核生物的转录，除延长过程相似外，起始、终止 都与原核生物有较多的不同。
目录
一、原核生物的转录过程
（一）转录起始
真核生物转录后的加工
1、核mRNA内含子剪接位点特征
内含子总是由GU开始，以AG结束，其规律称为GU-AG法则 （GU-AG rule) 或Chambon法则。
5´端剪接位点(供位)相邻的保守序列：5´-AG↓GUPuAGU-3´
分枝点保守序列：Py80NPy87Pu75APy95，其中A为百分之百保 守，且具有2′-OH。 3´端剪接位点(纳位)相邻的保守序列：5´-(Py)nNCAG-3´ mRNA前体正确剪接所必需的
剪接体解体与套索降解同步
4、具体的剪接机制
U1通过与 5´剪接点互补而结合
U2AF与 3´剪接点内含子结合
U2 识别并结合分支点 A ，并在 SF1 和 BBP 帮 助 下 使 内 含 子 的 5´端和 3´端带到一起
U4/U5/U6复合物与U1/U2结合
续上页
U1脱离
U4脱离，U6与U2间发生第一 次转酯反应，套索结构形成
第二次转酯反应，U2/U5/U6 与套索结构结合
成熟的mRNA释放
四、其他的内含子剪接方式
1、内含子的分类
根据基因的类型和剪接的方式，通常把内含子分为 四类。
I类：线粒体、叶绿体及低等真核生物细胞核的rRNA基因； II类：线粒体、叶绿体的mRNA基因； III类：大多数真核生物核mRNA的基因； tRNA内含子： tRNA基因。
第四节 真核生物转录后的加工
（Pre-RNA processing in Eukaryotes）
多数转录的初始产物无生物活性，在生物体内 进行加工处理后才具有生物活性。
转录后加工（ post-transcriptional processing）:
是指将各种前体RNA（Pre-RNA）分子加工 转变成有功能的、成熟的各种 RNA (mRNA ， rRNA或tRNA等) 的过程。
RNA转录后的加工
二、真核生物RNA修饰加工的主要方式：
pre-RNA
capping tailing splicing methylation editing
mature RNA
生物学意义;
l interrupted gene (interrupted RNA)
move introns as template (stop codon) (protein translation)
Man β- globin mRNA 5’-------UGCCUAAUAAA------------poly(A) 3’ -20
2、mRNA 3’端的加尾时间：
➢转录过程中暴露 出AAUAAA信号 后，核酸酶在该信 号下游约11－30个 碱基处进行切割。
➢polyA的长度一 般是50－200个碱 基左右。
•外显子较短(100~200bp)，内含子较长(1 kb)。
Hale Waihona Puke ➢剪接(RNA splicing)：内含子的去除和外显 子的连接过程就称为剪接或称为RNA 剪接。
➢不均一核RNA(heterogeneous nuclear, hnRNA) ：mRNA 的初始转录产物比成熟的 mRNA平均长度长，非常不稳定，序列的复 杂程度也非常高，称为不均一核RNA。
Rabbit α- globin mRNA 5’-------CUUUGAAUAAA-----------poly(A) 3’ -20
Rabbit β- globin mRNA 5’-------UGGCUAAUAAA-----------poly(A) 3’ -20
Man α- globin mRNA 5’-------CUUUGAAUAAA------------poly(A) 3’ -20
RNA转录
• 起始后, σ因子解离, β 和 β’ 亚基构象发生变化
2、 真核生物.
• 多种辅助因子的共同作用来保证这一转变
二、 延伸过程（原核生物）
★ 酶与产物RNA不解离
★
★ ★ ☻
底物NTP不断加到RNA链的 3’-OH 端
形成一个磷酸二酯键后，核心酶向前滑动 延伸位点不断地接受新的NTP，RNA链不断延伸 始终保持三元复合物的结构
Φ RNA-DNA杂交链也要求作旋转运动
旋转酶
第五节 转录的终止
Transcription termination
☆
终止过程： 酶停止添加底物→→释放RNA链→→酶解离
终止反应…杂合双链的氢键断裂，
…重新形成双螺旋，酶的解离。
☆
终止子：在转录的过程中，提供转录终止
信号的RNA序列
真正起终止作用的是RNA序列－－－与启动子不同
☆ Prok.和Euk. 都具有－－－－一种基因表达调控的手段
一、原核生物的终止子
RNApol Ⅱ
★
RNApol Ⅲ的转录起始
◎
两种内部启动子的转录起始需要三种辅助因子
TFⅢA TFⅢB TFⅢC
第四节 转录延伸
一、 起始到延伸的转变
★ 始于第一个磷酸二酯键的形成 ★ 伴随着DNA分子和酶分子构象的变化 1、原核生物. • 起始时， σ因子有利于β 和 β’亚基具有与DNA专一 性结合所要求的构象
（2） 核心酶 （Core Enzyme） • • 作用于转录的延伸过程（终止） 依靠静电引力与DNA模板结合（蛋白
质中碱性基团与DNA的磷酸根之 间）
•
非专一性的结合（与DNA的序列无关）
2α＋β
α 2 β ＋ β’
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一、mRNA的转录后加工 1．加帽(adding cap)：即在mRNA的5‘-端加上 m7GTP的结构。 发生在细胞核内，即HnRNA即可进行加帽。 加工过程首先是在磷酸酶的作用下，将5'-端的磷 酸基水解，然后再加上鸟苷三磷酸，形成GpppN 的结构，再对G进行甲基化。
2．加尾(adding tail)：
o过程在细胞核内完成，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。 *、polyA结构与mRNA的半寿期有关。
3．剪接（splicing)：
o 真核生物中的结构基因基本上都是断裂基因。 o 结构基因中能够指导多肽链合成的编码顺序被
❖ 主要有以下几种加工方式： ❖ 切断。 ❖ 剪接。 ❖ 化学修饰。
三、rRNA的转录后加工
四膜虫前rRNA的自身剪接
称为外显子。 o 而不能指导多肽链合成的非编与构
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。
• 4．内部甲基化： • 由甲基化酶催化，对某些碱基进行甲基化处理。
真核生物mRNA的转录后加工修饰
二、tRNA转录后加工的方式