细胞生物学 第九章 遗传信息的传递及其调控 91页

中心法则
第二节 基因转录和转 录后加工
一﹑转录过程需要多因素参与 二﹑基因转录过程的三个阶段 三﹑初级转录产物经过转录后
加工才具有活性
一﹑转录过程需要诸多因 素参与
(一) DNA链是基因转录的模板 （二） RNA聚合酶是基因转录的 关键酶 （三）DNA模板上启动子是控制 转录的关键部位
转录（transcription）：以DNA为 模板，RNA聚合酶催化合成RNA 分子的过程。转录的实质就是将 DNA的遗传信息传递给RNA分子。
真核细胞RNA的转录后加工
㈠ hnRNA进行首尾修饰和内含
子剪切后转变为成熟的mRNA
1. 5′端帽子结构生成： mRNA成熟的真 核生物，其结构5′端都有一个 m7GpppG...结构，该结构被称为甲 基鸟苷的帽子，是mRNA翻译起始的 必要结构并增加mRNA稳定性。
2. PolyA尾的生成：poly A尾的有无与 长短是维持mRNA 作为翻译模板活 性和增加mRNA稳定性的重要因素。
45S- rRNA
RNA聚合酶Ⅱ 核质
hnRNA
RNA聚合酶Ⅲ
核质
5S- rRNA、tRNA、 snRNA
线粒体RNA聚 合酶
线粒体
线粒体的RNA
叶绿体RNA聚 合酶
叶绿体
叶绿体的RNA
（三）DNA模板上启动子是控 制转录的关键部位
启动子决定转录的起始位点和转录 的方向，启动转录的开始。
原核启动子有三大要素：
第九章 遗传信息的传递及其调控
（transmission of genetic information and its regulation)
内容:
第一节 基因及其功能 第二节 基因转录和转录后加工 第三节 蛋白质的生物合成 第四节 基因表达信息的调控及
应用
第一节 基因及其功能
一、基因 二、“中心法则”阐明细 胞内遗传信息流
（一） 转录起始复合物的形成 标志转录开始
转录起始复合物：RNA聚合酶（全酶） ﹑DNA链和新链前两个核苷酸。
转录的起始
（二） 转录空泡是转录延伸阶段 的主要形式
信使RNA
DNA
DNA
转录空泡示意图
（三）原核生物的转录终止包 括两种方式
1.依赖ρ因子的转录终止 2.非依赖ρ因子的转录终止
ρ因子参与的转 RNA的发卡结构
录终止过程
与转录终止
三﹑初级转录产物经过加工 具有活性
➢初级转录产物(primary transcripts) 是指转录生成的RNA，其不一定是 成熟的RNA分子。
➢ 转录后加工(post-transcriptional processing) 即将新生的、无活性的 RNA初级产物转变成有活性的成熟 RNA的过程，也叫RNA的成熟。
不对称转录
（二） RNA聚合酶是基因 转录的关键酶
大肠杆菌RNA聚合酶组分和功能
亚基
数 目
分子量
功能
α2 2 36512 决定转录的特异性 β 1 150618 与转录全过程有关
β′ 1 155613 结合DNA模板
δ 1 70263 辨认起始点
真核生物的RNA聚合酶
种类 细胞内定位
转录产物
RNA聚合酶Ⅰ 核仁
基因转录的特点：
1）合成RNA的底物是5′-三磷酸核糖核 苷(NTP)
2）RNA聚合酶作用下形成磷酸二酯键 3）RNA碱基顺序由模板DNA碱基顺序
决定 4）被转录的区域都以单链为模板 5）RNA合成的方向是5′→3 ′ 6）RNA合成中不需要引物
(一) DNA链是基因转录的 模板
模板链（template strain）能指引转录 生成RNA的DNA单链，也称有意义链 （sense strain）或Watson 链。编码链 （coding strain）相对于模板链不能指 引转录的另外一股DNA单链，又称反 义链（antisense strain）或Crick链。
3.侧翼顺序：第一个外显子和最 后一个外显的外侧的一段不 被翻译的非编码区。
4.启动子（promoter，P）：确保 转录精确而有效地起始的DNA序 列：TATA盒和上游启动子序列 CAAT 盒/GC盒。
5.增强子(enhancer）： 能增强基 因转录的DNA序列，不具有启动 子的功能，但能增强或提高启动 子的活性。
➢-10区：Pribnow box，转录方向 ➢ -35区：转录起始的辨认位点 ➢ -10区与-35区之间的间隔：转录的
强弱
真核生物RNA聚合酶II的启 动区：
➢ 转录起始位点 ➢ TATA盒
启动子 ➢ CAAT盒 ➢ 增强子
二﹑基因转录过程包括三 个阶段
（一） 转录起始复合物的形 成标志转录开始 （二） 转录空泡是转录延伸阶 段的主要形式 （三）原核生物的转录终止包 括两种方式
一、基因
➢ 基因（gene）：核酸中储存遗传信 息的遗传单位，是储存有功能的蛋 白质多肽链或RNA序列信息及表达 这些信息所必须的全部核苷酸序列。
➢基因组 (genome)：是携带有细胞或 生物体的一整套遗传指令的核酸量。
原核细胞的基因：
➢编码区: 能够转录为相应的mRNA， 进而指导蛋白质的合成的基因区段。
1.断裂基因(split gene)： 由若干内 含子和外显子构成的不连续、镶嵌 结构的结构基因。内含子(intron)， 能够被转录，但不能指导蛋白质生 物合成的非编码顺序。外显子 (exon)，能够被转录，并能指导蛋 白质生物合成的编码顺序。
2.外显子－内含子接头: 内含子 两端高度保守顺序GT-AG法则。
➢非编码区: 不能转录为mRNA编码 蛋白质的区段，由编码区上游和下 游的DNA序列组成，调控遗传信息 的表达：启动子和终止子等。
➢特点：编码区是连续的。
真核细胞的基因：
➢由编码区和非编码区两部分组 成。
➢特点：编码区是间隔的、不连
续的 。（？）
编码区和编码序列 非编码区和非编码序列
真核细胞基因的几个概念：
6.沉默子（silencer）：是负性调节 元件，当其结合特异蛋白因子时， 对基因转录起阻遏作用。
7.终止子（terminator）：具有转 录终止的功能。
二、“中心法则”阐明细胞 内遗传信息流
遗传信息通过DNA ﹑RNA和蛋白质的单 向流动，称为分子生 物学的中心法则 （central dogma）。 遗传信息亦可反向转 录，即从RNA→DNA。