生物化学 - 转录

转录名词解释生物化学“生物化学”是一门复杂的学科，涉及到生物体内有关物质及分子间相互作用的一系列过程，是一门研究生物体生理活动的跨学科学科。

虽然生物化学研究涉及到大量的科学概念，但理解其中的一些重要概念对于更好地理解生物化学的基本原理是至关重要的。

其中，“转录”是一个让人们对生物学研究和实验非常感兴趣和重要的话题。

“转录”是指一种由RNA聚合酶催化的过程，用于从核酸中将信息转移到蛋白质序列形式。

这种过程建立在一系列基因表达步骤之上，用于信息传递和蛋白质组装。

简而言之，“转录”就是将DNA上的信息翻译成RNA形式并转移到蛋白质中的过程。

转录具有三个重要的步骤，包括RNA聚合酶结合到DNA上，复制DNA的基因结构，并以mRNA为中介物将DNA上的信息转移到蛋白质序列。

首先，转录要求RNA聚合酶（RNA polymerase）到DNA上进行结合。

具体而言，RNA聚合酶会把DNA解码成一种叫做核苷酸的小分子，这种小分子可以附着在RNA聚合酶的表面上结合。

接着，RNA聚合酶开始把DNA上的基因复制成一种叫做RNA的长链物质。

这一过程可以分解成更小的步骤，例如DNA上的基因会被UGC（碳链）结构分解，然后根据基因代码，RNA聚合酶会以UGC为基础合成完整的RNA分子。

最后，RNA聚合酶会产生一种叫做messenger RNA（mRNA）的物质，它可以把DNA上的基因信息传送到蛋白质序列。

mRNA是一种“中介”，它可以将DNA上的信息翻译成一种叫做转录因子的物质，然后转录因子可以把DNA上的信息翻译成蛋白质序列。

所以，转录是一种古老而精妙的过程，由三个重要步骤组成，一是RNA聚合酶结合到DNA上，二是复制DNA上的基因，三是以mRNA 为中介物将DNA上的信息转移到蛋白质序列。

转录是生物化学中重要的概念，正是通过这一过程，有机体才能把基因上的信息转化成蛋白质的形式。

因此，转录是生命的重要分子机制，对于有机体的表达和遗传知识的转移都是非常重要的。

氨基酸的等电点:在一定的PH值条件下，氨基酸分子中所带的正电荷和负电荷数相同，即争电荷为零，此时溶液的PH值称为该氨基酸的等电点，以PI表示。

增色效应：核酸变性后在260NM处紫外吸收值增加的现象称为增色效应生物氧化：有机的物质在生物体细胞内，经过酶的催化氧化分解生成CO2，H2O并释放能量的过程糖原异生作用：指非糖物质（如丙酮酸，甘油，乳酸等）在肝脏中转变为葡萄糖或糖原的过程转录：在RNA聚合酶的催化下，以DNA为模板，按照其碱基顺序合成与其碱基互补的RNA过程。

蛋白质二级结构:指肽链中的主链借助氢键，有规则地卷曲折叠成沿一维方向具周期性的结构酶活性中心：酶分子中直接和底物结合，并和酶的催化作用直接有关的部位同工酶：能催化同一种化学反应，但其酶蛋白背身分子结构组成去有所不同的一种酶转氨基作用：一种α-氨基酸的氨基可以转移到α-酮酸上，从而生成相应的新的一分子α-酮酸和α-氨基酸半保留复制:当DNA复制时，秦代分子的两条链必须分开，每条多核苷链都作为通过碱基互补配对相互作用而生成互补链的模板从而使互补的子链能在每条亲链表面由酶促合成，结果产生两个相同的双螺旋DNA分子，每个都含有一天来自亲化分子的多核苷酸连，以及一条新合成的互补链，这种复制模式就叫半保留复制糖酵解：糖酵解又被称为EMP途径，其反生在细胞液中，因葡萄糖在机体内经过无氧分解生成乳酸的过程与酵母发酵的过程基本相同，被称为~维生素：是维持生物体正常生活所不可缺少的一类小分子化合物分子杂交：不同来源或不同种类生物分子间相互特异识别而发生的结合。

如核酸(DNA、RNA)之间、蛋白质分子之间、核酸与蛋白质分子之间、以及自组装单分子膜之间的特异性结合。

全酶：由蛋白质组分(即酶蛋白)和非蛋白质组分(一般为辅酶或激活物)组成的一种结合酶。

β-氧化：脂酰CoA进入线粒体基质后，在脂肪酸β-氧化酶系催化下进行氧化分解，由于氧化是在脂酰基的β-碳原子上的发生的，故称β-氧化米氏常数：在酶促反应中，某一给定底物的动力学常数，是由反应中每一步反应的速度常数所合成的。

·RNA合成名词解释转录：生物体以DNA 为模板合成RNA 的过程不对称转录：DNA分子上一股可转录，另一股不转录，模板链并非永远在同一单链上转录单位(是DNA):RNA 链的合成是从模板特定的部位起始的，经过链的延伸终于与特定的模板部位。

一般将从转录起始点到转录终止点的整个区域称为转录单位转录本(是RNA):与转录单位相对应的RNA 称为转录本，转录子启动子：RNA 聚合酶识别、结合并由此启动转录的一段DNA 序列，位于转录起点的5’端上游，启动子本身一般是不被转录的转录起点：每个转录单位的起点。

该店编号1,上游负数，下游正数终止子：具有终止功能的特定的DNA 序列，为RNA 聚合酶提供终止转录信号的DNA 序列知识点RNA聚合酶反应特点：1. 以四种核苷三磷酸NTP 为底物， DNA 为模板2.5’→3’方向合成3. 无需引物，直接在模板上合成RNA 链4. 碱基配对是A-U 和G-C5. DNA的两条链中仅一条链可作为模板，称模板链，另一条为编码链RNA聚合酶：1.原核生物：亚基分子量每分子酶中所含数目功能a 36512 2 决定基因转录的特异性β1506181与转录全过程有关β'155613 1结合DNA模板0 70263 1 辨认起始位点σ亚基为起始因子，能使RNA 聚合酶结合到DNA 的启动子上。

σ因子具有特异性2.真核生物：种类 1 ⅡⅢ转录产物45s-rRNA hnRNA5s-rRNA,tRNA,snRNA(18S、5.8S、28S) mRNA前体中度敏感对鹅音覃碱耐受极敏感的反应123分别专一的转录不同的基因真核生物的启动子：(1) Hogness 框 (TATA 框) :中心在-25~30处，保守序列TAAA(T)AA(T),有助于DNA 局部解开(2 )CAAT 框：-75处，保守序列GGT(C)CAATCT ,与RNA 聚合酶结合有关(3) GC 框：在更上游处，保守序列GGGCGG , 与某些转录因子结合有关*RNA 聚合酶IⅢI (转录5S RNA 等)的启动子在转录区内部终止因子：1.rho 因子：具有核酸酶活力(水解三磷酸核苷酸),在 RNA 聚合酶遇到终止子暂停作用时解 RNA-DNA 螺 旋2.终止因子 (NusA): 协助 RNA 聚合酶识别终止信号的辅助因子，与RNA 聚合酶的核心酶结合，识别终止序列转录过程：(一)转录的起始1.原核生物的转录起始： RNA 聚合酶结合，双链部分解开形成转录空泡，σ因子辨认转录 起始位点。

基因转录D NA 指导下RNA 的合成转录 转录是指DNA 指导下RNA 的合成 转录单位 RNA 链的转录起始于DNA 模板的一个特定起点，并在另一终止处终止，此转录区域称为转录单位，一个转录单位可以是一个基因，也可以是多个基因. 基因与转录 基因是遗传物质的最小功能单位，相当于DNA 的一个片段。

通过转录对表型有专一性的效应，并可突变成各种等位形式。

基因的转录是一种有选择性的结果，随着细胞的不同生长发育阶段和细胞内外条件的改变而转录不同的基因。

有的中⽌信号的作⽤可被特异的因⼦所阻⽌使RNA 聚合酶得以越过终⽌⼦继续转录这称为通读这类引起抗终⽌作⽤的蛋⽩质称为终⽌因⼦如噬菌体N 蛋⽩即是⼀种启动子 启动子是DNA 上控制转录起始的一段特殊序列D NA 指导的RNA 聚合酶R NA 聚合酶的催化特点 ①该酶需要以四种核糖核苷酸三磷酸作为底物，需要DNA 作为模板，Mg2+能促进聚合反应②RNA 链的合成方向是5'→3' ③反应是可逆的，焦磷酸的分解可推动反应趋向聚合 ④RNA 聚合酶无需引物，直接在模板上合成R NA 链；RNA 聚合酶无校对功能转录与复制的不同点 转录不需要RNA 引物，以四种三磷酸核糖核苷（N TP ）为底物转录反应一般只有一小段DNA 链可以作为模板D NA 经转录后仍以全保留的方式保持双螺旋结构R NA 合成特点 模板链是指用于转录的链，又称负链，为非编码链，反义链 编码链是指模板链互补的链，与mRNA 序列相同，即正链，为非模板链，有意义链 不对成转录：在DNA 分子双链上，按碱基配对规律能指导转录生成RNA 一股链作为模板指导转录，另一股链则不转录，这种模板选择性称为不对称转录R NA 聚合酶原核生物RNA 聚合酶R NA 聚合酶能从头启动RNA 链的合成R NA 聚合酶由多个亚基组成α：决定哪些基因被转录β：催化聚合反应β'：结合DNA 模板，双螺旋解链σ：辨认起始点，结合启动子a 2ββ'称为核心酶核心酶+σ=全酶 转录的起始需要全酶，转录延长阶段仅需要核心酶真核生物的RNA 聚合酶 RNA 聚合酶Ⅰ：rRNA 前体45s ，rRNA 前体在加工成28s 、5.8s 和18s RNA 聚合酶Ⅱ：hnRNA=核不均一RNA ，In-c RNA ，miRNAa,piRNAR NA 聚合酶Ⅲ：tRNA,5sRNA ，snRNA启动子和转录因子 启动子：启动子是指RNA 聚合酶识别，结合和开始转录的一段DNA 序列，结构不对称，决定了转录的方向；原核生物的启动子-35区 TTGACA 提供了RNA 聚合酶识别的信号 -10区 TATAAT pribnow 框 有助于DNA 局部双链解开真核生物启动子 序列中心在-25至-30左右，7bp 保守区。

第一节原核生物转录的模板和酶2015-07-14 71113 0第十六章RNA的生物合成1961年S．B．Weiss和J．Hurwitz等各自在大肠杆菌裂解液中发现了DNA 依赖的RNA聚合酶( DNA-dependent RNA polymerase，RNA pol)。

在此之前，S．Ochoa已经提出了RNA的转录机制，并因此获得1959年度诺贝尔生理／医学奖。

生物体以DNA为模板合成RNA的过程称为转录(transcription)，意指将DNA的碱基序列转抄为RNA。

DNA分子上的遗传信息是决定蛋白质氨基酸序列的原始模板，mRNA是蛋白质合成的直接模板。

通过RNA的生物合成，遗传信息从染色体的贮存状态转送至胞质，从功能上衔接DNA和蛋白质这两种生物大分子。

1958年，F．Crick将上述遗传信息的传递方式归纳为中心法则( central dogma)。

1970年H. Temin发现了逆转录现象，对中心法则进行了补充。

在生物界，RNA合成有两种方式。

一是DNA指导的RNA合成，也称转录，为生物体内的主要合成方式。

转录产物除mRNA、rRNA和tRNA外，在真核细胞内还有snRNA、miRNA 等非编码RNA。

对RNA转录过程的调节可以导致蛋白质合成速率的改变，并由此而引发一系列细胞功能变化。

因此，理解转录机制对于认识许多生物学现象和医学问题具有重要意义。

mRNA转录过程及其加工和剪切错误可引起疾病。

RNA的转录合成是本章的主要内容。

另一种是RNA依赖的RNA合成(RNA-dependent RNA synthesis)，也称RNA 复制(RNA rep- lication)，由RNA依赖的RNA聚合酶（RNA-dependent RNA polymerase）催化，常见于病毒，是逆转录病毒以外的RNA病毒在宿主细胞以病毒的单链RNA为模板合成RNA的方式，限于篇幅本章未予叙述。

转录和复制都是酶促的核苷酸聚合过程，有许多相似之处。

生物化学中的转录与翻译转录和翻译是生物化学中的核心概念。

生物体内存在着大量的基因，而基因的信息需要通过转录和翻译才能转化为具体的生物结构和功能。

本文将会深入解析这两个概念的工作原理和相互关系。

一、转录的概念和原理转录是指从DNA分子中复制一个过程，使其信息从DNA分子传递到RNA分子。

转录分为三个阶段：启动、延伸和结束。

在起始阶段，基因的DNA两股分离，这个区域就成了一个启动子，启动子上寻找RNA聚合酶II的结合点，RNA聚合酶II结合后，DNA移动到聚合酶的活性中心将模板链向3'方向运动并产生RNA。

核糖核酸（RNA）由四种核苷酸组成，而DNA由四种相同的核苷酸组成。

转录时，形成RNA的相对成对互补的序列与DNA中的序列是相同但是U核苷酸取代了DNA中的T核苷酸，转录后的RNA呈单股线性结构。

转录可以在核内或线粒体中发生。

线粒体的DNA非常简单、小型，大部分的线粒体RNA仅仅在线粒体内工作。

而大多数的RNA都是在核内合成。

二、翻译的概念和原理翻译是指RNA转换成蛋白质的过程。

这个过程由另外一种核酸，tRNA进行协助。

tRNA的最引人注目的部分是它的折叠。

tRNA的某些部分以远距离的路径螺旋折叠，而其他区域建起螺旋和环状的结构。

直到20种氨基酸和三个“停止信息”都能够依赖tRNA的巨大结构进行翻译。

20种氨基酸通过tRNA被运载到合成蛋白质的位置，合成过程中tRNA会优雅地运行，寻找它所需的氨基酸，并传递给正在合成蛋白质的蛋白质链上。

翻译过程由到达核糖体的mRNA模板的tRNA的a腕位上的氨基酸的“指令”序列，又称为密码子。

根据序列，tRNA与氨基酸配对，并被决定定向地移动到核小体的正面。

其中tRNA和氨基酸的连接是通过氨基酸合成酶完成的。

在tRNA连接它应该连接的氨基酸时，它的“折叠”工作使其与合适的氨基酸配对。

这个还原、修饰、激活和合适安装的生长链通过化学合成。

三、转录和翻译的关系虽然转录和翻译是两个不同的过程，但是它们密切相互关联，因为在基因表达中，转录是翻译的前置条件。