分子生物学第三章生物信息的传递上从DNA到RNAppt课件.ppt
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1、南京农业大学南京农业大学 生命科学学院生命科学学院分分分分 子子子子 生生生生 物物物物 学学学学第三章第三章第三章第三章 生物信息的传递(上)生物信息的传递(上)生物信息的传递(上)生物信息的传递(上)从从DNA到到RNA本本章章将将介介绍绍生生物物信信息息的的传传递递的的上上半半部部分分,即即转转录录从从DNA到到RNA。2022/6/232南京农业大学南京农业大学 生命科学学院生命科学学院第三章第三章第三章第三章 生物信息的传递(上)生物信息的传递(上)生物信息的传递(上)生物信息的传递(上)v基基因因作作为为唯唯一一能能够够自自主主复复制制、永永久久存存在在的的单单位位,其其生理学功能
2、以蛋白质形式得到表达。生理学功能以蛋白质形式得到表达。vDNA序序列列是是遗遗传传信信息息的的贮贮存存者者,它它通通过过自自主主复复制制得得到到永永存存,并并通通过过转转录录生生成成mRNA,翻翻译译生生成成蛋蛋白白质质的过程控制所有生命现象。的过程控制所有生命现象。2022/6/233南京农业大学南京农业大学 生命科学学院生命科学学院第三章第三章第三章第三章 生物信息的传递(上)生物信息的传递(上)生物信息的传递(上)生物信息的传递(上)v转转录录(transcription)生生物物体体以以DNA为为模模板板合合成成RNA的过程。的过程。n转录后得到的RNA要经过加工才能变成成熟的mRNA
3、n转录产物还可以变为rRNA和tRNA。v参 与 转 录 的 物 质:n底物 : 4种NTP ( ATP, UTP, GTP, CTP ) n模板 : DNAn 酶 : RNA聚合酶n其他蛋白质因子2022/6/234南京农业大学南京农业大学 生命科学学院生命科学学院第三章第三章第三章第三章 生物信息的传递(上)生物信息的传递(上)生物信息的传递(上)生物信息的传递(上)v第一节 转录的基本过程v第二节 转录机器的组成v第三节 启动子与转录起始v第四节 原核与真核生物 mRNA的特征比较v第五节 终止与抗终止v第六节 mRNA的加工2022/6/235南京农业大学南京农业大学 生命科学学院生命
4、科学学院第一节第一节 转录的基本过程转录的基本过程v无论在原核还是真核细胞中,无论在原核还是真核细胞中,RNA链的合成都具有链的合成都具有以下几个特点:以下几个特点:nRNA按53方向合成n以DNA双链中的反义链为模板n不需要引物参与n合成的RNA有与DNA编码链相同的序列(A-U)v转录的基本过程包括:模板的识别,转录起始,转转录的基本过程包括:模板的识别,转录起始,转录延伸,转录终止录延伸,转录终止2022/6/23南京农业大学南京农业大学 生命科学学院生命科学学院6第一节第一节 转录的基本过程转录的基本过程1. 模板的识别模板的识别v模板的识别阶段主要指RNA聚合酶与启动子DNA双链相互
5、作用并与之相结合的过程。v启动子是基因转录起始所必需的一段DNA序列,是基因表达调控的上游顺式作用元件之一。v真核细胞中的模板识别与原核细胞有所不同,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)。2022/6/23南京农业大学南京农业大学 生命科学学院生命科学学院72022/6/23南京农业大学南京农业大学 生命科学学院生命科学学院82. 转录起始转录起始vRNA聚合酶结合到启动子上以后,使启动子附近的DNA解旋并解链,形成转录泡以促使核糖核苷酸与模板DNA配对。v转录起始即是RNA链上第一个核苷酸链的产生。v无需引物。v起始后直到形成9个核苷酸
6、的过程是通过启动子阶段,此时RNA聚合酶一直在启动子处,之后进入正常延伸。2022/6/23南京农业大学南京农业大学 生命科学学院生命科学学院93. 转录延伸转录延伸v转录延伸即是RNA聚合酶释放因子离开启动子后,核心酶沿着模板DNA移动并使新生RNA链不断伸长的过程。4. 转录终止转录终止v当RNA链延伸到终止位点时,RNA将停止合成,转录泡瓦解,DNA链 复 原 , 新 生 RNA链 和RNA聚合酶将被释放下来。这即是转录终止。第二节第二节 转录机器的组成转录机器的组成v转录机器即是转录复合物,其最核心成分是RNA聚合酶。2022/6/23南京农业大学南京农业大学 生命科学学院生命科学学院
7、10第二节第二节 转录机器的组成转录机器的组成1. RNA聚合酶聚合酶vRNA聚合酶是转录过程中最关键的酶。聚合酶是转录过程中最关键的酶。v原核和真核生物的原核和真核生物的RNA聚合酶虽然都能催化聚合酶虽然都能催化RNA的合成,但在其分子组成、种类和生物化学特性上的合成,但在其分子组成、种类和生物化学特性上各有特色。各有特色。2022/6/23南京农业大学南京农业大学 生命科学学院生命科学学院11第二节第二节 转录机器的组成转录机器的组成1. RNA聚合酶聚合酶v原核生物原核生物RNA聚合酶聚合酶v在细菌中,一种RNA聚合酶几乎负责所有mRNA、rRNA和tRNA的合成。v大肠杆菌RNA聚合酶
8、:n2个亚基n1个亚基n1个亚基n1个亚基2022/6/23南京农业大学南京农业大学 生命科学学院生命科学学院12核核心心酶酶全全酶酶v原核生物原核生物RNA聚合酶聚合酶v转录的其实过程需要全酶,延伸过程仅需要核心酶。转录的其实过程需要全酶,延伸过程仅需要核心酶。v各亚基的功能:各亚基的功能:n亚基和亚基组成了聚合酶的催化中心,它们在序列上与真核生物RNA聚合酶的两个大亚基同源。 亚基能与模板DNA、新生RNA链及核苷酸底物相结合。n亚基可能与核心酶的组装及启动子的识别有关,并参与RNA聚合酶和部分调节因子的相互作用。2022/6/23南京农业大学南京农业大学 生命科学学院生命科学学院13v各
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