导图社区 生化之RNA的合成1
该导图介绍了生物化学与分子生物学第十四章-RNA的合成方面知识点,对生物学内容感兴趣的小伙伴们可以点击参考。
编辑于2021-12-15 00:33:21RNA的合成
转录—生物体以DNA为模板合成RNA的过程
RNA合成方式
DNA指导RNA的合成,也称合成
RNA依赖RNA的合成,也称RNA复制
原核生物转录
原料:ATP GTO UTP. CTP Mg离子作为辅基
酶:RNAA聚合酶
模板:DNA
原则:碱基互补配对
合成方向5'-3',核苷酸间连接方式为3',5'-磷酸二酯键
结构基因:DNA分子上转录出RNA的区段,称为结构基因
模板链:转录时作为RNA合成模板的一股DNA单链称为模板链
编码链:相对应的另一股单链称为编码链
RNA聚合酶
能从头启动RNA链的合成,无需引物
DNA依赖的RNA聚合酶与DNA的一段特殊序列启动子结合后可启动RNA合成
大肠杆菌RNA聚合酶,由六聚体蛋白质组成,除σ外为核心酶,加上σ则为全酶 α:决定哪些基因被转录; β:与转录全过程有关(催化); β′:结合DNA模板(开链); W:β’折叠和稳定性,σ募集; σ-辨认起始点
核心酶:由α2BB'W亚基组成
全酶:6亚基加上核心酶
转录是不连续的、分区段进行的,每一转录区段可视为一个转录单位,称为操纵子(包括若干个结构基因及其上游的调控序列)
-35区是RNApol对转录起始的识别序列,其最大一致性序列是TTGACA; -10区的一致性序列是TATAAT,称为Pribnow盒。
起始 过程:1.RNA聚合酶全酶识别并结合启动子,形成闭合转录复合体;2.DNA双链打开,形成开放转录复合体;3.在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应,形成第一个磷酸二酯键,,σ亚基脱落 转录起始复合物:RNApol-DNA-pppGpN-OH-3'
可能发生流产式起始→启动子校对过程
延长 :启动子清除后转录进入延长阶段,核心酶独立延长RNA链;5'-3'端延长,对DNA模板链的阅读方向从3'-5'. 转录延长与蛋白质的翻译同时进行→电子显微镜下可见羽毛状图形(多个转录复合体同时进行,且有多聚核糖体)
终止 :1.依赖ρ因子-ρ因子是由相同亚基组成的六聚体蛋白,有ATP酶活性和解螺旋酶活性。识别产物RNA上的终止序列; 2.非ρ因子依赖-DNA模板上靠近终止处,有些特殊碱基序列,转录出RNA后,RNA产物形成特殊结构来终止转录。如茎环或发夹结构(机制:使RNA聚合酶变构,转录停顿,局部RNA/DNA杂化短链的碱基配对不稳定,多聚U也是RNA链脱落的重要因素)。可导致终止的转录产物的3′端常有多个连续的U
抗生素:福利品,可以特异抑制原核生物的RNApol,成为抗结核菌治疗的药物
-35区最大一致性序列:TTGACA -10区的一致序列:TATAAT
过程:起始 延长 终止
真核生物RNA合成
与原核生物合成不同:真核生物RNApol需与辅因子结合后才结合模板;真核生物某些DNA双链区在不同时间点两条链都可作为模板转录。
种类 转录产物 他对鹅膏蕈碱的反应 细胞内定位 RNApolⅠ rRNA的前体,45SrRNA 耐受 核仁 RNApolⅡ mRNA前体,hnRNA,IncRNA,piRNA,miRNA 敏感 核内 RNApolⅢ tRNA,5SrRNA.snRNA 中度敏感 核内 不同类型的RNA聚合酶使用不同类型的启动子
Ⅱ :真核生物中最活跃的RNApol,又12个亚基组成,最大亚基为RBP1。RNA聚合酶Ⅱ最大亚基的羧基末端有一段共有序列(consensus sequence)为Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser的重复序列片段,称为羧基末端结构域(carboxyl-terminal domain, CTD)。 CTD对于维持细胞的活性是必需的,在转录起始中起重要作用。Ⅰ和Ⅲ无。
起始 :(RNApol和通用转录因子形成转录起始复合体),顺式元件包括核心启动子序列(TATAbox),启动子上游元件(常见CAAT盒和GC盒),增强子 Ⅱ需要与转录因子(TF)结合才能形成有活性的转录复合体。反式作用因子,能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNA或增强子的蛋白质,辅助真核生物RNA聚合酶结合启动子。分为通用(基本)转录因子【直接或间接结合RNA聚合酶】和特异转录因子。
转录因子 功能 TFⅡD TBP亚基结合TATA盒 TFⅡA 辅助TBP-DNA结合 TFⅡB 稳定TFⅡD-DNA复合物,结合RNA pol TFⅡE 解螺旋酶,结合TFⅡH 有ATP酶活性 TFⅡF 促进RNA polⅡ结合及作为其他因子结合的桥梁 TFⅡH 解旋酶、作为蛋白激酶催化CTD磷酸化 (启动转录)
延长过程中无转录与翻译同步的现象,且可观察到核小体移位和解聚现象; 终止和加尾修饰同时进行。转录终止的修饰点—AATAAA,以及再下游的GT序列
为了保证转录的准确性,不同基因需不同转录因子;少数几个反式作用因子的的搭配启动特定基因的转录
转录复制的异同:
相同:酶促核苷酸聚合过程 以DNA为模板 需要依赖DNA聚合酶 形成3'-5'磷酸二酯键 延伸方向5'_3'
不同:模板 原料 酶 产物 碱基配对 引物
前体RNA的加工和降解
加帽,7-甲基鸟嘌呤,加帽酶和甲基转移酶。使mRNA免遭核酸酶的攻击,与帽结合蛋白质复合体结合,并参与mRNA和核糖体的结合,启动蛋白质的生物合成。
前体mRNA在3′-端特异位点断裂并加上多聚腺苷酸尾
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,可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质,这些基因称为断裂基因(splite gene)。 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,称为外显子(exon)。 内含子:隔断基因的线性表达而在剪接过程中被除去的核酸序列称为内含子(intron)。
剪接 :去除初级转录物上的内含子,把外显子连接为成熟RNA的过程,由剪接体完成,剪接体由5种小核RNA和大约100种蛋白质组成
套索RNA
剪切:指的是剪去某些内含子后,在上游的外显子3-端直接进行多聚腺苷酸化,不进行相邻外显子之间的连接反应
可变剪接:许多mRNA经过加工只产生一种成熟的mRNA,翻译成相应的一种多肽,有些则可剪切和剪接加工成不同的mRNA,称为可变剪接。
RNA编辑,apoB100,在肝细胞合成,apoB48在小肠粘膜细胞合成。
又称“分化加工”