转录（DNA-RNA）

这是一篇关于转录（DNA-RNA）的思维导图，详细的总结了基因表达，RNA，转录。转录，转录后加工，核酶的内容点。

转录（DNA-RNA）

• 基因表达
  • 转录：拷贝出一条与DNA链序列完全相同的RNA单链的过程，是基因表达的核心步骤
  • 翻译：以新生的mRNA链为模板，把核苷酸三联遗传密码子翻译成氨基酸序列，合成多肽链的过程，是基因表达的最终目的
  • 编码链：与mRNA序列相同的DNA链
  • 反义链：根据碱基互补原则指导mRNA合成的DNA链称为模板链
• RNA
  • 结构
    • 含有核糖和嘧啶，通常为单链线性分子
    • RNA链自身折叠成局部双螺旋
      • 具G-U碱基
    • RNA可折叠成复杂的三级结构
    • 环状RNA
      • 呈封闭环状结构，不受RNA外切酶的影响，不易被降解，比线性RNA稳定的多。表达存在细胞和组织特异性。
  • 在细胞中的分布
    • mRNA:编码特定蛋白质序列。2%
    • tRNA：特异性解读mRNA中的遗传信息，将其转化成相应氨基酸后加入多肽链中。16%
    • rRNA：直接参与核糖体蛋白质合成。80%以上
  • 功能
    • 信息分子
      • 贮存和转移遗传信息，起遗传信息由DNA-蛋白质的核心作用
    • 功能分子
      • 蛋白质合成的主要参与者
      • 作为核酶催化一些重要反应，如初始转录产物的剪接加工
      • 参与基因表达调控，与生长发育密切相关
      • 某些病毒中，RNA为遗传物质
• 转录
  • 转录与复制的差别
    • 酶：RNA聚合酶具有从头起始转录的能力，催化RNA合成时不需要引物
    • RNA产物不与模板DNA链保持碱基互补状态，因此，多个RNA聚合酶分子可以同时转录一个基因
    • 转录具有选择性
      • 复制必须拷贝整个基因组，且每个细胞周期只复制一次
      • 转录选择性的复制特定部分
    • 精确度：比复制的低，缺乏严谨的矫正机制
  • RNA聚合酶
    • 以双链DNA 为模板；4种核苷三磷酸为底物；镁离子或锌离子为辅助因子；不需要引物；产物为与模板DNA链互补的RNA
  • 启动子
    • 位于结构基因5'端上游区的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确地相结合并具有转录起始的特异性。是基因表达调控的上游顺式作用元件之一
  • 转录过程
    • 特点
      • RNA按5'-3'方向合成；以DNA双链中的模板链为模板；RNA聚合酶催化;4中NTPs为原料；不需要引物；碱基配对原则；合成的RNA带有与DNA编码链相同的序列
    • 模板识别
      • RNA聚合酶识别启动子并特异性结合的过程
    • 转录起始
      • DNA双链解旋，形成转录泡使底物核糖核苷酸与模板DNA的碱基配对
    • 转录延伸
    • 转录终止
  • 真原核对比
    • 原核生物
      • mRNA 的特征
        • 半衰期短
        • 许多原核生物的mRNA可能以多顺反子的形式存在
          • 单顺反子mRNA
            • 只编码一个蛋白质的mRNA
          • 多顺反子mRNA
            • 编码多个蛋白质的mRNA
          • 操纵子
            • 操纵子是原核生物基因表达调控的功能单位,由调节基因、启动子、操纵基因和一个或多个功能相关的结构基因组成。
          • mRNA三部分
            • 编码区；位于AUG之前的5'端上游编码区；位于终止密码子之后的3'端下游非编码区
        • mRNA 的5'端无帽子结构，3'端没有或只有较短的多（A）结构
          • SD序列
            • 原核生物起始密码子AUG上游7~12个核苷酸处有一个保守区，该序列与16SrRNA3'端反向互补，在核糖体和RNA的结合过程中起作用
      • RNA聚合酶（聚合酶全酶）
        • sigam亚基
          • 辨认起始点
          • 帮助转录起始
        • 核心酶
          • 转录的延长过程需要核心酶的催化，即RNA链的延伸
        • 组成分析（P84）
      • 转录周期
        • 转录起始
        • 新生RNA链延伸
          • sigam因子脱落，RNA聚合酶离开启动子
        • 延伸RNA聚合酶同时具有合成和校对两种功能
        • RNA转录的终止
          • 不依赖ρ因子终止子
          • 依赖ρ因子终止子
    • 真核生物
      • mRNA的特征
        • 5'端有帽子结构
          • 功能
            • 能被核糖体小亚基识别，促使mRNA与核糖体的结合
            • 使mRNA免遭核酸酶的破坏
            • 有助于mRNA越过核膜，进入胞质
        • 绝大多数真核生物mRNA具有多（A）尾
          • ployA是mRNA从细胞核进入细胞质必需的形式，大大提高了mRNA在细胞质中的稳定性
      • RNA聚合酶
        • 聚合酶1
          • 存在于细胞核核仁，转录产物为45S rRNA前体
        • 聚合酶2
          • 位于细胞核质内，转录生成mRNA的前体分子，高锰离子条件下，其具有高活性
        • 聚合酶3
          • 细胞核质内，转录产物为tRNA,5S rRNA;snRNA
        • 动物细胞中高浓度的α-鹅膏蕈碱可抑制RNA聚合酶3的转录，在昆虫体内却不受抑制。
      • 增强子
        • 概念
          • DNA上一小段可与蛋白质结合的区域，与蛋白质结合之后，基因的转录作用也会加强。增强子可能位于基因上游，也可能位于下游，这是因为染色质的缠绕结构，是序列上相隔很远的位置也有机会相互接触。
        • 作用特征
          • 远距离效应
          • 无方向性
          • 顺式调节
          • 无物种和基因的特异性
          • 具有组织特异性
          • 有相位性
          • 某些增强子可应答外部信号
• 转录后加工
  • 真核生物
    • RNA的剪切
      • 过程：转录的原始产物hnRNA(mRNA的前体)经过5'加帽，3'酶切加多腺苷酸，再经过RNA的剪接。
• 核酶
  • 指一类具有催化功能的RNA分子，通过催化靶位点RNA链中磷酸二酯键的断裂，特异性剪切底物RNA分子，从而阻断基因的表达。