分子生物学-08 转录
分子生物学讲义-8RNA的生物合成2
分子生物学Molecular Biology赵青天津科技大学生物工程学院Email: zhao_qing@前情回顾3. RNA的生物合成Transcription3.4 启动子和转录起始3.5 RNA转录的后加工3.6 RNA的编辑、再编码和化学修饰启动子（promoter ）是指RNA 聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA 序列（它含有RNA 聚合酶特异性结合和转录起始所需的保守序列）。
3.4 启动子和转录起始原核生物真核生物转录起点是指与新生RNA 链第一个核苷酸相对应DNA 链上的碱基（以数字+1表示）。
3.4 启动子和转录起始原核生物真核生物聚合酶在此处与DNA结合成稳定的复合物，解开双链形成开放型起始结构。
聚合酶起始识别区，与σ因子相互作用。
TATA区---是转录精确地起始。
CAAT区和GC区---控制转录起始的频率，基本不参加起始位点的确定。
启动子预测软件有CpGPlot、CpGPrediction、Promoter 2.0、 Promotorscan等。
3.5 RNA转录的后加工原核生物RNA转录后的加工rRNA和tRNA在转录完成后，加工方式可分为3类：（1）rRNA及tRNA分子由某些新生RNA链的裂解形成。
（2）在tRNA链末端加上核苷酸（CCA）3’5’（3）碱基的修饰rRNA的碱基会被甲基化（如m C）。
tRNA分子中均含有稀有碱基，它们是由tRNA前体中的常见核苷酸经酶促修饰而成。
原核生物与真核生物mRNASD序列5’上游非编码区3’下游非编码区真核生物RNA 转录后的加工mRNA 的转录后加工： 1.加帽2.加尾3.剪接 磷酸酶 甲基化酶m 7GTP核酸外切酶RNA 末端腺苷酸转移酶RNA的剪接位点&方式I类自我剪接II类自我剪接剪接体催化的剪接5’剪接位点：内含子的5’末端3’剪接位点：内含子的3’末端分支点：位于3’剪接位点上游20－50个核苷酸之间，通常是A。
分子生物学转录
分子生物学转录分子生物学是研究生命过程的学科，其中转录是一个非常重要的过程。
转录被定义为转化DNA链上的信息成为RNA链上的信息。
这个过程分为三个主要步骤：启动、延伸和终止。
启动阶段在转录开始之前，转录起始复合物（transcriptional initiation complex）必须被形成。
这个复合物由多种核酸酶和蛋白质组成。
最关键的一点是RNA聚合酶（RNA polymerase）必须存在。
RNA聚合酶是一个大型的多亚基蛋白质，在真核生物中有三种类型（RNA polymerase I，RNA polymerase II和RNA polymerase III）。
在细菌中，只有一种RNA polymerase。
RNA polymerase的活性需要很多辅助因子，其中最重要的是TATA结合蛋白（TBP）。
TBP是一个通过与DNA上的TATA盒子结合来启动转录的转录因子。
延伸阶段在转录启动后，RNA polymerase开始沿着DNA链扫描，实现RNA链的合成。
RNA链是DNA链的互补链，这意味着RNA链上的每个碱基都与DNA链上的一个特定碱基有钙镁离子的配对。
在RNA聚合酶的过程中，RNA链是相对不稳定的。
因此，在mRNA合成的早起阶段，特别是在细菌中，当新合成的RNA链长出来时，它通常会形成一个近似U型的结构，被称为“剪切线(loop)”。
这个结构可以通过转录因子的协同作用来解开。
终止阶段一旦RNA polymerase合成的RNA链已经达到终点，终止因子开始发挥作用，让RNA链从DNA链分离。
这个过程在不同的生物体内发生有所不同，但是终止因子通常是核糖核酸的一段序列，它会诱导RNA polymerase停止转录，并释放新合成的RNA链。
总结转录是许多基因表达过程中的重要步骤。
其过程涉及到许多转录因子和蛋白质，并需要多种辅助因子的协作作用。
研究转录的结构和机制已经成为分子生物学研究的重要领域，这将有助于增进我们对基因表达的理解，并为基因治疗的发展提供更多的思路和方法。
分子生物学中的转录控制
分子生物学中的转录控制在分子生物学领域，转录控制是一个十分重要的课题。
这个过程是指在细胞核中，DNA上的一小段基因序列被转录为RNA的过程。
然而，这个过程并不是无序的，而是被复杂的调控机制所支配。
这些调控机制包括转录因子、启动子、增强子、剪接和RNA后修饰等。
其中，转录因子是最为关键的一类调控因素。
转录因子是一类调控基因表达的蛋白质，它们结合到DNA上的特定序列上，从而调节基因的转录活性。
转录因子通常被分为两类：活化转录因子和抑制转录因子。
活化转录因子能够促进基因的转录活性，而抑制转录因子则有相反的效应。
这些因子发挥作用的方式有很多种，包括直接影响RNA聚合酶的活性、改变染色质结构、和其他转录因子互作等。
转录因子的作用是受到许多因素的影响的，其中包括DNA序列、染色质状态、信号转导通路和转录因子自身的表达水平等。
举个例子，一些启动子上的DNA序列可以直接结合到某一类转录因子上，从而引导这些转录因子到对应的基因上，从而调节其转录活性。
此外，染色质结构也可以通过调控胶体电荷和物理特性等来影响转录因子的结合能力。
不仅如此，许多信号转导通路也可以直接或间接地调节转录因子的活性，如细胞膜受体激活后会向下游传递讯号，最终影响到细胞核内的转录因子。
除了转录因子外，启动子和增强子也是转录调控中的关键要素。
启动子是基因上形成转录起始点的DNA序列，通常位于基因的上游区域。
而增强子则是一种能够增强启动子转录活性的DNA序列，通常也位于基因的上游区域。
这些序列能够诱导转录因子与RNA聚合酶的结合，从而促进了基因的转录。
剪接和RNA后修饰也是转录控制中被广泛研究的方向。
剪接是指RNA分子在转录后的修饰过程，通过非编码区序列（intron）的剪除和编码区序列（exon）的拼接，产生最终的功能性mRNA。
这个过程由许多因素调控，其中包括转录因子、RNA结合蛋白、核糖核酸和RNA酶等。
剪接失误可能会导致基因被错误地表达，从而导致许多疾病的发生。
分子生物学名词解释
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分子生物学名词解释第十章 DNA的生物合成1、半保留复制:复制时，母链双链DNA解开成两股单链，各自作为模板指导子代合成新的互补链.子代细胞的DNA双链,其中一股链从亲代完整的接受过来，另一股单链则完全重新合成。
由于碱基互补，两个子细胞的DNA双链，都和亲代母链DNA碱基序列一致。
这种复制方式称为半保留复制。
2、半不连续复制：领头链连续复制,随从链不连续复制，这就是复制的半不连续性.3、双向复制：复制时,DNA从起始点向两个方向解链,形成两个延伸方向相反的复制叉，称为双向复制。
4、冈崎片段：DNA复制时，随从链形成的不连续片段。
5、复制子：是独立完成复制的功能单位，从一个DNA 复制起点起始的DNA复制区域称为复制子。
6、引发体：复制起始时，原核生物由解链酶、DnaC、DnaG、结合到DNA复制起始区域形成的复合结构，叫引发体.7、领头链：DNA复制时，顺着解链方向生成的子链，复制是连续进行的,叫做领头链.8、随从链：DNA复制时，不能顺解链方向连续复制，复制方向与解链方向相反的子链叫做随从链。
9、端粒:指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构,由末端DNA序列和蛋白质构成.10、框移突变：指由于核苷酸的插入或缺失突变引起的三联体密码的阅读方式改变,造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变,其后果是翻译出的蛋白质可能完全不同.11、引物:是由引物酶催化合成的短链RNA分子。
12、逆转录:以RNA为模板在逆转录酶的作用下合成双链DNA的过程.第十一章 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。
名词解释-分子生物学
1、转录（Transcription）：以某一DNA链为模板，按照碱基互补原则形成一条新的RNA链的过程，是基因表达的第一步。
2、编码链：与mRNA 有相同序列的DNA 链3、下游：沿着表达方向的序列。
例如，编码区是在起始区的下游。
4、上游：转录起点之前的序列，例如，细菌启动子在转录单位的上游，起始密码在编码区上游。
5、启动子：结合RNA 聚合酶并起始转录的DNA 区域。
6、RNA聚合酶：使用DNA作为模板合成RNA的酶(正式应为DNA-依赖性RNA 聚合酶)7、终止子：是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列。
DNA分子中终止转录的核苷酸序列。
8、转录单位：指RNA聚合酶起始位点和终止位点间的距离，可能包括不止一个基因。
9、初级转录本：与一个转录单位相对应的未修饰的RNA 产物。
10、组成型表达constitutive expression：个体发育的任一阶段，在所有细胞中都持续进行的表达。
一般是生命过程必需的基因。
11、负调控：在没有任何调节蛋白或其失活的情况下，基因表达；存在repressor的时候基因表达受阻。
12、正调控：在没有任何调节蛋白或其失活的情况下，基因关闭；存在activator的时候基因表达开启。
一般原核生物偏向负调控，原核生物的DNA裸露无保护，很容易启动转录，并翻译。
因此其细胞内的基因可以说是基本全部默认开启，因此在正常情况下原核细胞内存在大量不同的reressor阻遏着大量基因的转录。
细胞必须根据不同的条件，对一些被阻遏的基因进行去阻遏的调控，或对一些基因的表达进行阻止。
13、顺式作用元件cis-acting element DNA分子上的一些与基因转录调控相关的特定序列。
14、反式作用因子trans-acting factor一些与基因表达调控有关的蛋白因子。
15、顺式调控cis-acting regulation 一段非编码DNA序列对基因转录的调控作用，顺式正调控（启动子、增强子）；顺式负调控（沉默子）16、反式调控trans-acting regulation 转录因子作用于顺式作用元件对基因转录的调控。
分子生物学的DNA复制和转录
分子生物学的DNA复制和转录DNA复制和转录是生物学中最基本的两个概念之一，也是分子生物学的核心内容。
DNA复制和转录是生物体内遗传信息转移和传递的过程，直接影响物种的进化和个体的遗传特性。
本文将从DNA复制和转录的概念、过程和方法等方面探讨分子生物学的这两个重要内容。
一、DNA复制DNA复制是指在有丝分裂或无丝分裂前，DNA聚合酶在双链DNA分子上，以单链DNA分子为模板合成新的双链DNA分子的过程。
DNA复制分为半保留复制和保留复制两种方式。
半保留复制半保留复制的过程是以单链DNA为模板，向外合成一条新的DNA链，这条新合成的DNA链是以原来的DNA链为模板的。
在这个过程中，每个DNA双链开口产生的“叉状结构”是DNA的复制起点，这些“叉状结构”一般是由某些特殊序列的序列单元所引起的。
在复制的过程中，每个DNA双链开口向两端扩散，每个开口形成两个Y形结构，称为复制泡，整个复制泡以复制酶为中心不断向两侧扩散，不断地新合成DNA链上粘在复制泡两端的两根单股DNA减少，最终短小，但是通过补原则来补充另一根DNA 的空位后得到了和原来相等的DNA量，这样就完成了一轮半保留复制的过程。
保留复制保留复制的过程是一条DNA链作为模板合成另一条链，仍然可以产生两条新的DNA分子。
这种方法是在某些原核生物中进行的。
保留复制主要分为两种类型：第一种，一个酶叫做RNA逆转录酶把RNA合成DNA。
这种方式是人类免疫缺陷病毒(HIV)等某些病毒所使用的复制方式。
第二种，DNA链可以在两个方面同时合成。
在这种情况下，哪条链是模板就由一个蛋白质专门指导并控制。
这就是我们所说的DNA复制。
二、转录转录是细胞内由DNA模板合成RNA的过程。
RNA是一种单链核酸，可以携带的DNA信息并互补配对。
因此，RNA合成的过程可以复制DNA的遗传信息，并将其转移到其他生物体内的新细胞中。
转录一般分为三个步骤：启动、延伸和终止。
1. 启动启动时，RNA聚合酶的一条链与DNA的启动序列粘合在一起，催化RNA的合成。
分子生物学转录知识点总结
分子生物学转录知识点总结一、转录的过程在转录过程中，DNA的一部分被复制成RNA。
转录包括几个步骤：启动、延伸和终止。
启动是指RNA聚合酶结合到DNA的启动子上，并开始合成RNA的过程。
在这个过程中，RNA聚合酶将DNA模板上的核苷酸与互补的核苷酸配对，合成RNA链。
在延伸阶段，RNA聚合酶依次进行核苷酸配对合成RNA链，直到到达终止密码子位置。
在终止步骤中，RNA聚合酶到达终止密码子后停止合成RNA链，然后与DNA分子分离。
二、转录的调控在细胞内，转录是由一系列转录因子和启动子共同调控的。
转录因子是一类可以结合到DNA并调控基因转录的蛋白质。
它们可以促进或抑制RNA聚合酶的结合，从而控制基因的表达。
通过这种方式，细胞可以根据需要来调节基因的转录，进而调控蛋白质的合成。
三、转录因子转录因子是一类可以结合到DNA并调控基因转录的蛋白质。
它们可以通过不同的方式调控转录过程，包括直接结合到DNA上、与RNA聚合酶结合、调控染色质结构等。
转录因子的功能非常复杂，它们可以与DNA的启动子、增强子和沉默子结合，从而促进或抑制基因的转录。
四、转录启动转录启动是转录的第一步，也是调控转录的重要环节。
在启动阶段，RNA聚合酶首先与转录因子结合到DNA上，形成转录复合物。
然后，RNA聚合酶在转录因子的辅助下开始合成RNA链，直到达到终止密码子位置。
结语通过本文的介绍，我们了解了分子生物学转录的基本知识点，包括转录的过程、调控、转录因子和转录启动。
转录是生物体内的一种基本生物学过程，它在细胞中起着至关重要的作用。
通过对这些知识点的了解，我们可以更好地理解生物体内的基因表达调控机制，从而为生物学研究和生物技术应用提供理论依据。
分子生物学-转录
10个核苷酸的合成中，RNA聚合酶易从模板链上脱落，合成效率较低, 此阶段称为
流产转录(abortive trancription)；一旦合成的RNA链长度>10nt, 聚合酶可以与DNA、 RNA形成稳定的三维复合结构，进入转录延伸阶段，这一转变过程称为启动子逃
离（promoter escape）.
2)当RNA聚合酶成功脱离启动子后，进入转录延伸阶段（transcription elongation） 未转录的DNA双链从两蟹爪交接处进入聚合酶, 并分别进入酶分子中各自通道, 在
离开聚合酶后又重新恢复双链结构. 转录延伸中的RNA分子只有8～9nt与模板DNA
互补,其余的RNA链则从模板链上剥离, 并通过RNA通道离开RNA聚合酶. 在延伸过 程中, RNA聚合酶具有两种校正功能:
的平台。体外实验结果显示，其它GTFs与RNA聚合酶Ⅱ按照一定的顺序在启动子
上完成组装。
前起始复合物形成后在特定条件下，在TFⅡH解旋酶活性的催化下引起启动子区
域解链，并同时对RNA聚合酶Ⅱ大亚基羧基端(C-terminal domain,CTD)七肽重复序 列中（Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser）的Ser进行磷酸化修饰，使RNA聚合酶Ⅱ起始
PolⅡ core promoter
二、转录前复合物的形成
普通转录因子可以协助RNA聚合酶Ⅱ结合到启动子并协助实现从闭合复合物向 开放复合物的转化；同时还协助聚合酶脱离启动子顺利进入延伸阶段。把结合在
启动子上准备起始转录的一整套GTFs及RNA聚合酶Ⅱ称为前起始复合物（preinitiation complex）. 前起始复合物的形成位点是核心启动子的TATA元素。GTFs中的TFⅡD首先通过 TBP亚基结合到TATA序列上而形成一个其它GTFs与RNA聚合酶Ⅱ对启动子结合
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共有序列 色氨酸操纵子 酪氨酸tRNA 乳糖操纵子 λPL NP9621（stx2eB）
第八章 RNA的转录及转录后的加工
以 DNA 为 模 板 合 成 RNA （ 核 糖 核 酸 ） 的 过程称为转录（transcription）。
RNA的合成和DNA的合成从核苷酸水平 上看，二者是很相似的，但生物学意义不同： DNA的合成仅是基因组的精确复制，并且固定 不变，RNA的合成涉及许多性状的遗传和表达， 并在多级水平有调控。
3、tRNA 运送氨基酸，成熟的tRNA为三叶草结构，富含稀 有碱基。
一、RNA聚合酶与启动子
1、RNA聚合酶 原核生物的RNA聚合酶只有一种，可催化三种RNA的合成。
E．coli RNA聚合酶由6个亚基组成，即α2ββ’ ωσ，
α、β、β’、σ四种亚基的分子量分别为36.5, 150,160,16KD,
-35 TTGACA TTGACA TTTACA GCGCAA TTGACA TGAACA
-10 TATAAT TTAACT TATGAT CATGAT GATACT TATATA
不保守的序列较多，多数只有3个碱基与共有序列 一样
共有序列之间相距17bp时的转录效率最高
Escherichia coli isolate NP9621 Shiga-like toxin IIe variant A B genes, complete AUTHORS Wang,J.F., Ran,X.Q. and Wu,Y.J.
单顺反子
多顺反子
SD序列 起始码
终止码
SD序列 起始码
终止码
AGGAGG ATG
TGA
AGGAGG ATG
TGA
弱化子
spacer
2、rRNA 参与核糖体组装，合成蛋白质之地。原核生物的 rRNA有3种：5S rRNA，16S rRNA，23S rRNA，分 别含有120，1541，2904个核苷酸。
source 1..1299
/organism="Escherichia coli“
/mol_type="genomic DNA“
/serotype="O121:HNT“
/isolate="NP9621"
/isolation_source="swine with edema disease“
/db_xref="taxon:562"
核心酶：与DNA具有很高的亲合 性，但不能识别启动子，它与 DNA的结合是随机的，只有与σ 因子结合形成全酶后才能启始 特定的RNA的合成。
2、启动子
起始RNA合成的一段DNA序列称启动子（Promotor），在启动子 序列中，有两个特殊的序列，以编码RNA的第一个DNA核苷酸定 为+1，在其上游-10bp和-35bp处， 有两个6个核苷酸组成的共 有序列（consensus sequence），为-10区和-35ote="SLT IIe subunit A; N-glycosidase; ribosome-inactivating protein“
/codon_start=1
/product="Shiga-like toxin IIe variant subunit A“
/protein_id="AAQ17546.1“
/db_xref="GI:33391900"
/translation="MKCILLKWILCLLLGFSSVSYSQEFTIDFSTQQSYVSSLNSIRTAISTPLEHISQGATSVSVINHTPPGSYISVGIRGLDVYQERFDHLR
LIIERNNLYVAGFVNTTTNTFYRFSDFAHISLPGVTTISMTTDSSYTTPQRVAALERSGMQVSRHSLVSSYLALMEFSGNTMTREASRAVLRFVTVTAEA
Structure of a transcription unit
DNA
+1
promoter
Transcribed
ATACG
TATGC
region terminator Antisense strand
RNA AUACG
Transcription
第一节、原核生物RNA及其合成
一、原核生物RNA的结构及种类 1、mRNA：原核生物mRNA的寿命较短，半衰期仅几分钟；
转录的共性
1、选择基因中的编码区转录 2、转录单位：启动子、转录区、终止子 3、DNA的2条链（正链、负链），
负链（即反义链、无义链）为转录的模板链， 正链（即有义链、编码链）序列与RNA完全一样 4、RNA合成的方向为5`-3`方向，与模板链反向互补；原 料为NTP 5、 RNA聚合酶，可从头合成RNA，没有反方向的外切 校对功能
全酶分子量为465KD， α、β、β’、σ分别 是rpoA，rpoB，rpoC， rpoD的产物。
α2ββ’ω形成的聚体称为核心酶（core enzyme）， σ（ Sigma因子）与核心酶结合不紧密。在同一个 原核生物中，核心酶相同，但σ因子不同，不同细 菌的σ因子也不同 σ因子作用：识别不同的启动子，转录出不同的RNA。
在mRNA的起始码AUG上游4-13 bp之前的一段嘌 呤序列AGGAGG，称Shine-Dalgarno序列，简称SD 序列，为mRNA与核糖体的结合位点。
有些mRNA前导区中含有一个调节区称弱化子 （attenuator），多顺反子mRNA分子还含有顺反 子间序列，称隔离序列、间隔区（spacer）。 原核生物mRNA的5`端和3`端没有特殊序列。
常在转录过程中就开始翻译。 mRNA的碱基序列从起始密码到终止密码以3个碱基为一
组读码，3个为一组的碱基称为密码子。每一密码子对应一 个氨基酸或一个终止信号。 对应一条多肽链的DNA片段加起始信号，终止信号称为顺反子 （Cistron） 只编码一条多肽链的mRNA称单顺反子mRNA，多见于真核 可编码几条多肽链的mRNA称多顺反子mRNA，所编码的蛋白常 常是一个代谢过程途径中的几种蛋白。多见于原核