转录与转录后加工
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转录后加工名词解释
转录后加工是指在基因组中进行转录的过程后,对转录产物(RNA分子)进行进一步的修饰和加工的过程。
转录是指在DNA模板上合成RNA分子的过程,而转录后加工则是在RNA分子合成完成后对其进行一系列的修饰和处理。
转录后加工的目的是为了产生成熟的RNA分子,使其能够发挥特定的功能。
在转录后加工过程中,RNA分子经历剪接、修饰和运输等多个步骤,以形成成熟的RNA分子。
剪接是转录后加工中最重要的步骤之一。
在剪接过程中,RNA 分子的内含子(非编码区域)会被剪除,而外显子(编码区域)则会被保留下来。
这样一来,通过剪接,一个基因可以产生多个不同的成熟RNA分子,从而扩大了基因的功能和多样性。
除了剪接,转录后加工还包括其他的修饰过程。
例如,RNA分子可能会经历5'端帽子的添加和3'端的聚腺苷酸尾巴的加入,这些修饰可以保护RNA分子免受降解,并有助于其在细胞内的稳定性和转运过程中的识别。
此外,转录后加工还可以包括RNA编辑、互补RNA合成和核糖体扫描等过程。
RNA编辑是指在转录后,RNA分子中的碱基序列可以发生改变,从而导致RNA分子的信息内容发生变化。
互补RNA合成是指利用RNA分子作为模板合成互补的DNA分子。
核糖体扫描是指RNA分子被核糖体识别并翻译成蛋白质的过程。
总的来说,转录后加工是一系列对转录产物进行修饰和加工的过程,通过这些过程,RNA分子可以获得特定的功能和稳定性,从而发挥其在细胞中的重要作用。
基因的转录、转录后加工及逆转录转录(transcription) 是以DNA单链为模板,NTP为原料,在DNA依赖的RNA 聚合酶催化下合成RNA链的过程。
与DNA勺复制相比,有很多相同或相似之处,亦有其特点,它们之间的异同可简要示于表13-1转录的模板是单链DNA与复制的模板有较多的不同特点,引出了下列相关概念。
转录过程只以基因组DNA中编码RNA(mRNAtRNA rRNA及小RNA 的区段为模板。
把DNA分子中能转录出RNA的区段,称为结构基因(structure gene)。
结构基因的双链中,仅有一股链作为模板转录成RNA称为模板链(template strand),也称作Watson(W链(Watson strand)、负(-)链(minus strand) 或反意义链(antisense strand) 。
与模板链相对应的互补链,其编码区的碱基序列与mRN的密码序列相同(仅T、U互换),称为编码链(coding strand),也称作Crick (0链(Crick strand )、正(+)链(plus strand),或有意义链(sense strand)。
不同基因的模板链与编码链,在DNA分子上并不是固定在某一股链,这种现象称为不对称转录(asymmetric transcription) 。
模板链在相同双链的不同单股时,由于转录方向都从5'f 3',表观上转录方向相反,如图13-1 o与DNA复制类似,转录过程在原核生物和真核生物中所需的酶和相关因子有所不同,转录过程及转录后的加工修饰亦有差异。
下面的讨论中将分别叙述。
? 参与转录的酶转录酶(transcriptase )是依赖DNA的RNA聚合酶(DNA dependent RNA polymerase,DDRP,亦称为DNA指导的RNA聚合酶(DNA directed RNA polymerase ),简称为RNA聚合酶(RNA pol)。
基因的转录、转录后调控基因是遗传信息的基本单位,而基因的转录和转录后调控是生命活动中至关重要的过程。
本文将简要介绍基因的转录和转录后调控的基本概念、重要的调控元件和机制。
基因的转录基因的转录是指DNA到RNA的过程,通过这个过程,基因的遗传信息将被转录为RNA。
在转录的过程中,RNA聚合酶与DNA的双螺旋结构结合,将DNA的碱基序列转化为RNA。
RNA按照DNA的序列从5’端向3’端合成,并且是单链结构。
这个过程在细胞质中进行,并且是一个复杂而精准的过程。
需要注意的是,基因的转录并非所有DNA都能被转录为RNA。
只有具有适当的启动子和主启动子的DNA序列才能在某些细胞类型中进行转录。
有时候还需要一些转录因子才能使启动子更加容易激活转录。
同时,基因的表达也是受到其他生理和环境因素的影响的。
基因的转录后调控转录后调控指的是对基因转录产物的调控,包括RNA的加工、修饰、稳定性及运输等过程。
转录后调控可以通过RNA的可变剪接、RNA的修饰、RNA干涉、RNA稳定性和RNA翻译等方式实现基因表达调控。
RNA的可变剪接RNA的可变剪接是指同一个基因的RNA前体分子(即前mRNA或者pre-mRNA)在不同的生理和生化状态下,会被不同的剪接因子剪切成不同的剪接变体。
这样,通过可变剪接就可以使具有同一基因信息的RNA表现出不同的性质。
例如,神经元特异性剪接因子的存在可以自然选择地使某些mRNA剪接成更具有神经元特异性的形式。
这样可变剪接不仅增加了RNA的多样性,而且还可以通过不同的剪接变体来实现基因的更加复杂的表达调控。
RNA序列的修饰RNA序列的修饰是指RNA分子中某些核苷酸上的化学修饰。
这些化学修饰可能影响RNA的稳定性、局部和全局的折叠以及RNA和其他分子之间的相互作用。
RNA序列修饰对生命活动的影响是多重的,它们可以通过影响转录、翻译和RNA间作用等多个层面来实现基因表达调控的效果。
RNA干涉RNA干涉是一种可以对RNA的表达和功能进行调控的机制。
RNA的转录与转录后加工一、名词解释1、基因诊断2、RFLP3、启动子 4. 信号肽 5. 核受体 6.hnRNA7、基因治疗8、反义RNA9、核酶10、三链DNA11、SSCP12、管家基因13. 增强子14. 基础转录装置18. 重叠基因19.假基因20.RNA干扰21.酵母双杂交22.转录因子23.转录因子的结构24.衰减子25.内含子27.弱化子28.魔斑29.上游启动子元件30.DNA探针31.SD sequence 32.Ribozyme 33.Terminator二、填空题1、转录是以DNA一条链为模板的RNA的酶促合成。
我们把模板链称为-- --------。
2、数个生化反应可由----- -----------催化,这种具有催化功能的RNA可以剪切自身或其它的RNA分子,或者完成连接或自身剪接反应。
3.RNA酶的剪切分为()、()两种类型。
4.原核生物中有三种起始因子分别是()、()和()。
5.hnRNA与mRNA之间的差别主要有两点:(),()。
6.mRNA在转录开始后不久就与结合,形成颗粒,这种颗粒排列于mRNA 分子上,呈串珠状,就像核小体一样。
7、原始转录物的一些序列被_____________,叫做RNA编辑。
8. 真核生物mRNA的5'-帽子结构是_______,其3'末端有________结构。
9. 原核生物DNA指导的RNA聚合酶的核心酶的组成是___________.10. 真核生物RNA聚合酶III负责转录_________.11. 在转录过程中RNA聚合酶全酶的σ因子负责__________,核心酶负责________.三、选择题1、RNA合成的底物是------ ---------。
A dA TP, dTTP , dGTP , d CTPB A TP, TTP , GTP , CTPC A TP ,GTP, CTP,UTPD GTP, CTP,UTP,TTP2.模板DNA的碱基序列是3′—TGCAGT—5′,其转录出RNA碱基序列是:A.5′—AGGUCA—3′B.5′—ACGUCA—3′C.5′—UCGUCU—3′D.5′—ACGTCA—3′E.5′—ACGUGT—3′3、转录终止必需。
RNA转录与转录后加⼯第7章 RNA转录与转录后加⼯1 本章主要内容1)转录的基本概念2)⼤肠杆菌RNA聚合酶及其转录3)真核⽣物的RNA聚合酶及其转录4)RNA的转录后加⼯和反转录2 教学⽬的和要求通过本章学习,掌握转录的基本概念,原核转录的主要参与者(RNA聚合酶和启动⼦)以及原核转录的过程(起始、延伸和终⽌)。
1)掌握真核转录的三种主要RNA聚合酶、所转录的基因类型和参与转录过程各种因⼦等。
2)了解不同前体RNA的加⼯机制。
3)了解反转录的特点3 重点难点1) 转录2) ⼤肠杆菌RNA聚合酶、原核转录的过程3) 真核⽣物的RNA聚合酶、真核转录过程、转录因⼦4) RNA的转录后加⼯、反转录4 教学⽅法与⼿段讲授与交流互动相结合,采⽤多媒体教学。
5 授课内容1)RNA转录概述2)细菌基因的转录3)真核⽣物的转录4)RNA的转录后加⼯5) RNA的反转录第⼀节 RNA转录概述⼀、信使的发现1955年Brachet⽤洋葱根尖和变形⾍进⾏实验:–若加⼊RNA酶,则蛋⽩质合成就停⽌;–若再加⼊来⾃酵母的RNA,⼜可合成蛋⽩质。
这表明什么?同年Goldstein和Plaut⽤同位素标记变形⾍RNA前体——发现标记的RNA在核内。
标记追踪实验:经过⼀段时间⼜发现被标记的RNA在细胞质中,这表明什么?1956年E. Volkin和L.Astrachan:⽤同位素脉冲⼀追踪标记表明T2噬菌体新合成的RNA的碱基⽐和⾃⾝的DNA碱基⽐相似,⽽和细菌的碱基⽐不同。
T2感染细菌时注⼊的是DNA,⽽在细胞⾥合成的是RNA。
这表明什么?最令⼈信服的证据是Hall.B.D和Spiegeman,S的DNA-RNA的杂交实验:将T2噬菌体感染E.coli后产⽣的RNA分离出来,分别与T2和E.coli的DNA进⾏分⼦杂交。
结果这种RNA只能和T2的DNA形“杂种”链,⽽不能和E.coli的DNA进⾏杂交。
Jacob和Monod预⾔:(1)这种“ 信使”应是⼀个多核苷酸;(2)其分⼦平均不⼩于5 105bp,⾜以携带⼀个基因的遗传信息;(3)它们⾄少是暂时连在核糖体上;(4)其碱基组成反映了DNA的序列;(5)它们能⾼速更新。
一、原核生物(一)核糖体RNA:大肠杆菌共有7个核糖体RNA的转录单位,每个转录单位由16S、23S、5SRNA和若干转运RNA基因组成。
16S和23S之间常由转运RNA隔开。
转录产物在RNA酶III的作用下裂解产生核糖体RNA的前体P16和P23,再由相应成熟酶加工切除附加序列。
前体加工时还进行甲基化,产生修饰成分,特别是a-甲基核苷。
N4,2’-O二甲基胞苷(m4Cm)是16S核糖体RNA特有成分。
5S核糖体RNA一般无修饰成分。
(二)转运RNA:有60个基因,其加工包括:1.内切酶在两端切断,大肠杆菌RNA酶P是5’成熟酶2.外切酶从3’修剪,除去附加顺序。
RNA酶D是3’成熟酶3.3’端加上CCAOH,由转运RNA核苷酰转移酶催化,某些转运RNA已有,切除附加序列后即露出。
4.核苷的修饰:修饰成分包括甲基化碱基和假尿苷,修饰酶具有高度特异性。
甲基化对碱基和序列都有严格要求,一般以S-腺苷甲硫氨酸为甲基供体。
(三)信使RNA:细菌多数不用加工,转录与翻译是偶联的。
也有少数多顺反子信使RNA必须由内切酶切成较小的单位,然后翻译。
如核糖体大亚基蛋白与RNA聚合酶的b亚基基因组成混合操纵子,转录后需经RNA酶III切开,各自翻译。
因为RNA聚合酶的合成水平低得多,切开有利于各自的翻译调控。
较长的RNA会产生高级结构,不利于翻译,切开可改变其结构,从而影响其功能。
二、真核生物(一)核糖体RNA:基因拷贝数多,在几十到几千之间。
基因成簇排列在一起,由RNA聚合酶I转录生成一个较长的前体,哺乳动物为45S。
核仁是其转录、加工和装配成核糖体的场所。
RNA酶III等核酸内切酶在加工中起重要作用。
5SRNA基因也是成簇排列的,由RNA聚合酶III转录,经加工参与构成大亚基。
核糖体RNA可被甲基化,主要在核苷2’羟基,比原核生物甲基化程度高。
多数核糖体RNA没有内含子,有些有内含子但不转录。
(二)转运RNA:由RNA聚合酶III转录,加工与原核相似,但3’端的CCA 都是后加的,还有2’-O-甲基核糖。
蛋白质转录过程蛋白质是生命体系中最基本的分子之一,是构成细胞的重要组成部分。
蛋白质转录,指的是基因序列被转录成RNA的过程,这是制造蛋白质所必需的过程。
下面我们来了解一下蛋白质转录的过程。
1. 转录起始蛋白质转录从转录起始位点开始。
起始位点是一个特定的核苷酸序列,包含有转录起始点。
在人类细胞的基因组中,大约有60% -70%的基因,在转录过程中,使用这样的起始位点。
2. RNA聚合酶在转录起始之后,RNA聚合酶开始依次加入核苷酸,以形成RNA链。
转录过程由三个步骤组成:a. 初始化:RNA聚合酶结合到DNA,并扫描DNA序列,以搜索起始位点。
RNA聚合酶还会寻找一些信号序列,这些序列有利于识别转录终止位点,并且可能有助于控制转录过程中的RNA聚合酶的速度。
b. 将核苷酸加入RNA链:RNA聚合酶负责将单磷酸核苷酸添加到RNA链的3'端。
核苷酸序列与DNA模板链互补,这就意味着,如果DNA上是A,那么RNA链上就是U。
同样的,如果DNA上是T,那么RNA链上就是A。
c. 终止:当RNA聚合酶到达转录终止序列时,它会停止在该位置,并释放RNA链。
3. 转录后加工转录后加工指的是RNA在转录过程结束后所需的修改和修饰。
这些修饰包括剪切、互补碱基二级结构形成和化学修饰等。
a. 剪切:某些基因用可选起始剪切位点,来发出多种不同的转录本,这称为另选剪切。
RNA剪切是基于剪切信号所处的位置来调节的。
b. 合成特殊的碱基序列:在某些RNA类型中,一些碱基会相互结合成二级结构,以产生一些保护RNA分子的特定功能。
c. 化学修饰:RNA分子必须经常被化学修饰,以适应其特定任务。
例如,在细胞质中,RNA分子可能会在RNA修饰作用下稳定,以进行翻译产生蛋白质。
4. 翻译转录后的RNA链会被转录成蛋白质,这一过程被称为翻译。
翻译过程的源头是mRNA中的开放阅读框架,它们是一些三联密码子,这些三联密码子本身不具备信息,但是在多种RNA中,每个密码子都对应着一个氨基酸。