第三章 转录(1)
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概述●基因表达包括转录(transcription)和翻译(translation)两个阶段。
●RNA分子来自DNA。
储存于DNA双链中的遗传信息通过转录酶促反应按照碱基互补配对的原则被转化成为单链RNA分子。
R N A转录合成的特点☐1、转录的不对称性☐2、转录的连续性☐3、转录的单向性☐4、有特定的起始和终止位点R N A转录合成的特点1、转录的不对称性●双链DNA分子中只有一条链作为RNA模板。
如果DNA的两条链均作为RNA模板,则每个基因必将产生两条互补的RNA。
而遗传学证明每个基因只合成了一条RNA链。
即使合成两条RNA链,其中也只有一条有功能。
事实上,在活体内只存在这两条RNA 链中的一条。
●如将双链DNA加热使之变性,再加入以此DNA为模板所合成的单链RNA,进行退火。
结果除复性的DNA双螺旋外,还形成了DNA-RNA杂种分子。
结果表明只有一条DNA 链被转录。
在RNA的合成中,DNA的二条链中仅有一条链可作为转录的模板,称为转录的不对称性。
2、转录的连续性●RNA转录合成时,以DNA作为模板,在RNA聚合酶的催化下,连续合成一段RNA链,各条RNA链之间无需再进行连接。
●合成的RNA中,如只含一个基因的遗传信息,称为单顺反子;如含有几个基因的遗传信息,则称为多顺反子。
3、转录的单向性●RNA转录合成时,只能向一个方向进行聚合,所依赖的模板DNA链的方向为3'→5',而RNA链的合成方向为5'→3'。
4、有特定的起始和终止位点●RNA转录合成时,只能以DNA分子中的某一段作为模板,故存在特定的起始位点和特定的终止位点,特定起始点和特定终止点之间的DNA链构成一个转录单位,通常由转录区和有关的调节顺序构成。
复制和转录的区别第二节原核生物R N A转录的起始(R N A T r a n s c r i p t i o n p r o m o t i o n i n p r o k a r y o t s)●无论是原核还是真核细胞,转录的基本过程都包括:模板识别、转录起始、通过启动子及转录的延伸和终止。
分⼦⽣物学第三章RNA转录第三章 RNA 转录(RNA transcription)3.1. Basic concept3.2. Trancription survey3.3. Promoter in Eukaryotes and Prokaryotes3.4. Transcription Termination3.5. Pre-RNA processing in Eukaryotes3.1. 基本概念(P64) Basic concept●基因表达的第⼀步●以D. S. DNA 中的⼀条单链作为转录的模板某⼀基因只以⼀条单链DNA 为模板进⾏转录(不对称转录)●在依赖DNA 的RNA 聚合酶的作⽤下●按A U ,C G 配对的原则,合成RNA 分⼦●模板单链 DNA 的极性⽅向为3’ → 5’, ⽽⾮模板单链DNA 的极性⽅向与RNA 链相同,均为5’ → 3’.● RNA 的转录包括promotion, elongation, termination 三个阶段●从启动⼦(promoter )到终⽌⼦(terminator )的DNA序列称为转录单位(transcriptional unit )●原核⽣物中的转录单位多为 polycistron in operon真核⽣物中的转录单位多为monocistron, No operon●转录原点记为+1,其上游记为负值,下游记为正值● RNA 的主要种类及功能:mRNA ——携带编码多肽的遗传信息tRNA ——将核苷酸信息转化为aa 信息转运aa 进⼊核糖体rRNA ——参与多肽合成3.2.RNA 转录概况3.2.1转录的基本过程1. 模板识别:RNApol 与启动⼦相互识别并结合的过程(形成封闭的⼆元复合物)启动⼦(promoter ):DNA 分⼦上结合RNApol 并形成转录起始复合物的区域,通常也包括促进这⼀过程的调节蛋⽩结合位点rich A/T ,易发⽣DNA 呼吸现象形成单链区2转录起始:启动⼦区解链,转录起始(封闭的⼆元复合物开放的⼆元复合物三元复合物)通常在这⼀过程中RNApol 移动较慢,且易发⽣脱落——流产式起始 ——决定启动⼦的强弱3延伸:延伸过程中的延宕现象(Eukaryotes ):Euk genome G/C 分布不均匀σ脱离全酶(Pro )/RNApol 脱离转录起始复合物(Euk )4终⽌:在终⽌⼦(terminator )处停⽌转录3.2.2 RNApolymerase1 RNA polymerase in Prokaryotes (以E.coli 为例)1)构成核⼼酶(core enzyme):2αββ’DNA3’----TACTCAT----5’ RNA 5’----AUGAGUA----3’5’---ATGAGTA----3’ Non-template (sense strand)template (antisense strand)全酶(holoenzyme)2αββ’σα:核⼼酶组建因⼦/ 启动⼦识别β:RNA合成的活性中⼼β’:与β共同构成活性中⼼σ:识别启动⼦,增加酶与DNA的亲和⼒σ因⼦可减少RNApol与⾮启动⼦DNA序列的亲和⼒,⽽增加RNApol与启动⼦的亲和⼒,⼀旦转录起始,σ因⼦将脱离RNApol再次引导新的RNApol进⾏转录ρ:参与转录终⽌2)Rifamycin(利福霉素)及Streptolydigin(利链菌素)对Pro转录的影响Rif可结合β,阻⽌NTP的进⼊I位点(Initiation site )(⼀旦形成三元复合物Rif不再起抑制作⽤);利链菌素结合β的延伸位点(Elongation site),抑制延伸。
第三章 RNA 转录(RNA transcription)3.1. Basic concept3.2. Trancription survey3.3. Promoter in Eukaryotes and Prokaryotes3.4. Transcription Termination3.5. Pre-RNA processing in Eukaryotes3.1. 基本概念(P64) Basic concept● 基因表达的第一步● 以D. S. DNA 中的一条单链作为转录的模板某一基因只以一条单链DNA 为模板进行转录(不对称转录)● 在依赖DNA 的RNA 聚合酶的作用下● 按A U ,C G 配对的原则,合成RNA 分子● 模板单链 DNA 的极性方向为3’ → 5’, 而非模板单链DNA 的极性方向与RNA 链相同,均为5’ → 3’.● RNA 的转录包括promotion, elongation, termination 三个阶段● 从启动子(promoter )到终止子(terminator )的DNA序列称为转录单位 (transcriptional unit )● 原核生物中的转录单位多为 polycistron in operon真核生物中的转录单位多为monocistron, No operon● 转录原点记为+1,其上游记为负值,下游记为正值● RNA 的主要种类及功能:mRNA ——携带编码多肽的遗传信息tRNA ——将核苷酸信息转化为aa 信息转运aa 进入核糖体rRNA ——参与多肽合成3.2.RNA 转录概况3.2.1转录的基本过程1. 模板识别:RNApol 与启动子相互识别并结合的过程(形成封闭的二元复合物)• 启动子(promoter ):DNA 分子上结合RNApol 并形成转录起始复合物的区域,通常也包括促进这一过程的调节蛋白结合位点rich A/T ,易发生DNA 呼吸现象形成单链区2转录起始:启动子区解链,转录起始(封闭的二元复合物 开放的二元复合物 三元复合物)通常在这一过程中RNApol 移动较慢,且易发生脱落——流产式起始 ——决定启动子的强弱3延伸:延伸过程中的延宕现象(Eukaryotes ):Euk genome G/C 分布不均匀σ脱离全酶(Pro )/RNApol 脱离转录起始复合物(Euk )4终止:在终止子(terminator )处停止转录3.2.2 RNApolymerase1 RNA polymerase in Prokaryotes (以E.coli 为例)1)构成• 核心酶(core enzyme):2αββ’DNA3’----TACTCAT----5’ RNA 5’----AUGAGUA----3’5’---ATGAGTA----3’ Non-template (sense strand)template (antisense strand)•全酶(holoenzyme)2αββ’σ•α:核心酶组建因子/ 启动子识别•β:RNA合成的活性中心•β’:与β共同构成活性中心•σ:识别启动子,增加酶与DNA的亲和力σ因子可减少RNApol与非启动子DNA序列的亲和力,而增加RNApol与启动子的亲和力,一旦转录起始,σ因子将脱离RNApol再次引导新的RNApol进行转录•ρ:参与转录终止2)Rifamycin(利福霉素)及Streptolydigin(利链菌素)对Pro转录的影响Rif可结合β,阻止NTP的进入I位点(Initiation site )(一旦形成三元复合物Rif不再起抑制作用);利链菌素结合β的延伸位点(Elongation site),抑制延伸。
第三篇遗传信息的传递简答题1.图示并文字说明分子生物学的中心法则。
并叙述其发现意义。
第十四章DNA的生物合成一、名词解释端粒、端粒酶、反转录、cDNA、复制、引发体、领头链、随从链、冈崎片段、引物、半保留复制、半不连续性复制、复制叉、复制子、Klenow片段二、填空题1.人类体细胞的基因组总长为6.0×109bp,含46条DNA分子。
2.在DNA复制过程中,能够连续合成的链称为领头链或先导链,不能够连续合成的链称为滞后链或随从链,这种复制方式称为半不连续复制。
3. DNA体内复制的主要特征有半保留复制、双向复制和半不连续复制。
4.维持DNA复制保真性(Fidelity)的分子机制有:⑴严格遵守碱基配对法则;⑵DNA聚合酶对碱基的选择能力;⑶即时的校读功能。
DNA自发突变的频率约为10-9。
5.反转录合成cDNA包括三个步骤,它们是⑴以mRNA为模板合成cDNA的第一条链;⑵杂化双链中RNA链的水解;⑶合成cDNA的第二条链。
6.催化DNA复制的聚合酶的全称为DDDP;催化反转录的酶的全称为RDDP。
7.在E.coli中,特异识别复制起始区的蛋白因子是DnaA;在E.coli DNA复制过程中,执行校读功能的是DNA pol I,真正催化复制的酶是DNA pol Ⅲ,连接冈崎片段的酶是DNA连接酶。
8.催化真核生物染色体端粒中DNA复制的酶称为端粒酶,它是一种特殊的反转录酶,通过一种称为爬行模型的机制维持染色体的完整。
9. 原核生物DNA pol Ⅲ执行碱基选择功能的亚基是ε亚基。
10. DNA复制的底物是dNTP;而发生聚合的核苷酸是dNMP。
11. DNA复制时,子链的延伸方向是5′→3′。
12.引物的作用是提供3′-OH末端。
三、问答题1.何谓反转录(reverse transcription)?其发现意义是什么?2.DNA复制的主要特征及维持复制保真性的分子机制是什么?3.参加E.coli DNA复制的酶和蛋白因子有哪些?各自的功能怎样?4.真核生物的DNA聚合酶有哪几种?作用是什么?5.试举出5种在原核生物DNA复制中能够催化3′, 5′-磷酸二酯键生成的酶,并试述其功能。