RNA的合成

真核生物，原核生物的RNA合成过程，作者以一个思维导图的形式表达体现，欢迎大家前来学习。

RNA的合成

• 原核生物转录的模板和酶
  • 原核生物转录的模板
  • RNA聚合酶催化RNA合成
    • RNA聚合酶能从头启动RNA链的合成
    • RNA聚合酶由多个亚基组成
      • 五中亚基：α2（两个α），β，β'，δ，ω 组成的六聚体蛋白质
      • 核心酶由α2ββ'ω亚基组成
      • α亚基加上核心酶成为全酶
    • RNA聚合酶结合到启动子上启动转录
      • RNA pol保护法 ，操纵子
      • 转录起点为＋1，用负数表示其上游的碱基序列
      • -35和－10区A－T配对集中，－35区最大一致性序列是TTGACA ，－10区一致性序列是TATAAT Pribnow盒
      • －35区与－10区相隔16-18核苷酸，－10区与转录起点相距6或7个核苷酸
      • RNA pol结合在－10区比结合在－35更为牢固
• 原核生物的转录过程
  • 转录起始需要RNA聚合酶全酶
    • 第一步：RNApol识别并结合启动子，形成闭合转录复合体
    • 第二步：DNA双链打开，闭合转录复合体成为开放转录复合体
    • 第三步：第一个个磷酸二酯键的形成
    • RNA合成开始时会发生流产式启始的现象， 流产式起始被认为是启动子校对的过程。
  • RNA聚合酶核心酶独立延长RNA链
    • RNA链延长时，核心酶沿着模板DNA不断向下前移。
    • RNA延长过程中的解链和再聚合可视为这一17bp左右的开链区在DBA上的动态移动，外观类似泡状，称为转录泡
    • 从化学上看，DBA/DNA双链结构比DNA/RNA形成的杂化双链稳定。
    • 核酸的碱基之间有三种配对方式，其稳定性是：G≡C＞A＝T＞A＝U
    • 转录延长特点：①核心酶负责RNA链的延长反应②RNA链从5′-端向3′-端延长，新的核苷酸都是加到3′-OH上③对DNA模板链的阅读方向是3'-端向5'-端，合成RNA链与之呈反向互补，即酶是沿着模板链3'→5'方向或者编码链的5'→3'方向前进的④合成区域存在着动态变化的8bp的RNA-DNA杂合双链⑤模板DNA的双螺旋结构随着核心酶移动发生解链和再复合的动态变化。
  • 原核生物转录延长与蛋白质的翻译同时进行
  • 原核生物转录终止分为依赖ρ因子与非依赖ρ因子两大类
    • 依赖ρ因子的转录终止
      • ρ因子能结合RNA，又以对polyC的结合力最强
      • ρ因子正是识别产物RNA上这些终止信号序列，并与之结合。
      • 结合RNA后ρ因子和RNApol都可发生构象变化，从而RNApol的移动停顿，ρ因子中的解旋酶活性使DNA/RNA杂化双链拆离，RNA产物从转录复合物中释放，转录终止。
    • 非依赖ρ因子的转录终止
• 真核生物RNA的合成
  • 真核生物有多种DNA依赖RNA聚合酶
    • 真核生物有三种RNApol
      • RNA聚合酶Ⅰ：位于细胞核核仁，催化合成rRNA的前提，rRNA的前提再加工成28S ,5.8S ,18SrRNA
      • RNA聚合酶Ⅱ：在核内转录生成前提mRNA，然后合成mRNA并输送给胞质的蛋白质合成体系。
      • RNA聚合酶Ⅲ：位于核仁外，催化tRNA , 5SrRNAA和一些核小RNA的合成。
    • 三种RNApol对α-鹅膏蕈碱的敏感性同，大小：RNApol Ⅱ＞RNApol Ⅲ＞RNApol Ⅰ，分别是十分敏感，较敏感，不敏感
    • 羧基末端结构域CTD ，CTD的磷酸化在转录起始中起关键作用。
  • 顺式作用元件和转录因子在真核生物转录起始中有重要作用
    • 与转录起始有关的顺式作用元件
      • 顺式作用元件：不同物种，不同细胞和不同基因，转录起始点上游可以有不同的DNA序列，但这些序列都统称为顺式作用元件
      • 包括：核心启动子序列，启动子上游元件等近端调控元件和增强子等远隔序列。
      • 起始点上游多数共有的TATA序列，称为Hognest盒或TATA盒（TATA box）
    • 转录因子
      • 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，统称为反式作用因子
      • 包括：通用转录因子和特异转录因子
        • 通用的转录因子：TFⅠ ,TFⅡ ,TFⅢ
    • 转录起始前复合物
      • TF Ⅱ H具有解旋酶活性
    • 少数几个反式作用因子的搭配启动特定基因的转录
  • 真核生物RNA转录延长过程不与翻译同步
  • 真核生物的转录终止和加尾修饰同时进行
• 真核前提RNA的加工和降解
  • 真核前提RNA经首，尾修饰，剪接和编辑加工后才能成熟
    • 前提mRNA在5′-端加入“帽”结构
      • 前提mRNA也称为初级mRNA转录物或核不均一RNA （hnRNA）
      • 大多数真核mRNA的5'-端有7-甲基鸟嘌呤的帽结构。
      • 加帽过程由加帽酶和甲基转移酶催化完成
    • 前提mRNA在3'-端特异位点断裂并加上多聚腺苷酸尾
    • 前提mRNA的剪接主要是去除内含子
      • 内含子形成套索RNA被剪除
      • 内含子在剪接接口处剪除
      • 剪接过程需要两次转酯反应
      • 剪接体是内含子剪接场所
      • 前提mRNA分子有剪切和剪接两种模式
      • 前提mRNA分子可发生可变剪接
    • mRNA编辑是对基因的编码序列进行转录后加工
  • 真核前提mRNA经过剪切形成不同类别的rRNA
  • 真核前提tRNA的加工包括核苷酸的碱基修饰
  • RNA催化一些内含子的自剪接
  • 真核RNA在细胞内的降解有多种途径
    • 依赖于脱腺苷酸化的mRNA降解是重要的正常mRNA代谢途径
    • 无义介导的mRNA降解是一种重要的真核生物细胞mRNA质量监控机制 提前终止密码子PTC