1、第十二章第十二章 RNA的生物合成的生物合成( RNA Biosynthesis Transcription )Reverse transcription中心法则中心法则 (Central Dogma)Replication 贮存遗传信息贮存遗传信息 直接模板直接模板 有功能的产物有功能的产物 复制复制转录转录翻译翻译转录转录(transcription)(transcription)： 以以DNADNA单链为模板，单链为模板，NTPNTP为原料，为原料，在在DNADNA依赖的依赖的RNARNA聚合酶催化下合成聚合酶催化下合成RNARNA链的过程。链的过程。RNA聚合酶聚合酶第一节第一节 RN
2、A聚合酶及聚合酶及RNA转录的一般特点转录的一般特点General Survey of RNA Synthesis General Survey of RNA Synthesis 模板：模板：酶：酶：原料：原料：产物：产物：配对：配对：方向：方向：引物引物：DNA(不对称转录）不对称转录）RNA聚合酶聚合酶NTPmRNA,tRNA,rRNA,小小RNAA-U,T-A,G-C5 3不需要不需要转转 录录 的的 条条 件件一、一、DNA指导的指导的RNA聚合酶聚合酶 (DNA directed RNA polymerase, DDRP)模板：双链模板：双链DNADNA中的一条链中的一条链底物：四种
3、核糖核苷三磷酸（底物：四种核糖核苷三磷酸（ATPATP、GTPGTP、CTPCTP和和 UTPUTP）反应条件：二价金属离子，如反应条件：二价金属离子，如MgMg2+2+和和MnMn2+2+。RNA聚合酶聚合酶(NMP)n + NTP (NMP)n+1 + PPi真核生物的真核生物的RNA聚合酶聚合酶 表表12-1 真核生物真核生物RNA聚合酶的种类和性质聚合酶的种类和性质 种类种类 I型型 II型型 III型型 线粒体线粒体RNA（Mt型）型）分子量分子量 5.5105 6105 6105 6.46.8104 分布分布 核仁核仁 核质核质 核质核质 线粒体线粒体 转录产物转录产物 5.8S、
4、18S、28S mRNA前体前体 tRNA前体前体 线粒体线粒体RNA rRNA前体前体 5S rRNA 对利福平对利福平 不敏感不敏感 不敏感不敏感 不敏感不敏感 敏感敏感 敏感性敏感性对鹅膏蕈碱对鹅膏蕈碱 不敏感不敏感 非常敏感非常敏感 敏感敏感 不敏感不敏感 敏感性敏感性 转录因子转录因子 TF I TF II TF III 复制复制以以DNADNA为模板合成为模板合成DNADNA的过程；的过程； 转录转录以以DNADNA为模板合成为模板合成RNARNA的过程。的过程。相同点相同点 都是酶促核苷酸聚合过程；都是酶促核苷酸聚合过程； 都以都以DNADNA为模板；为模板； 合成方向都是合成方
5、向都是5-35-3； 核苷酸之间都以磷酸二酯键相连；核苷酸之间都以磷酸二酯键相连； 服从碱基互补配对规律；服从碱基互补配对规律；二、比较复制和转录的异同二、比较复制和转录的异同 不同点不同点 复复 制制两条链均复制两条链均复制dNTPA-T、G-CDNA聚合酶聚合酶子代双链子代双链DNA需要需要RNA引物引物不需要不需要 转转 录录模板链转录（不对称）模板链转录（不对称）NTPA-U、T-A、G-CRNA聚合酶聚合酶mRNA/tRNA/rRNA不需要引物不需要引物需要需要模板模板原料原料碱基配对碱基配对聚合酶聚合酶产物产物引物引物加工加工 转录因子转录因子（transcription fact
6、orstranscription factors，TFTF） 能结合到能结合到DNADNA的特殊序列并且与的特殊序列并且与RNARNA聚合酶结合，聚合酶结合， 促进转录的蛋白质因子。促进转录的蛋白质因子。 TF ITF I： 促进促进RNARNA聚合酶聚合酶I I转录转录 TF IITF II：促进：促进RNARNA聚合酶聚合酶IIII（TFIIATFIIA，B B，D D，E E，F F，H H ） TF IIITF III：促进：促进RNARNA聚合酶聚合酶IIIIII转录。转录。 反式作用因子反式作用因子不对称转录不对称转录( (asymmetric transcription):asy
7、mmetric transcription): 在在DNADNA双链分子的某一区段，一股链可转录，双链分子的某一区段，一股链可转录，另一股链不转录，模板链也并非永远在同一单另一股链不转录，模板链也并非永远在同一单链上的转录方式。链上的转录方式。5335箭头方向为转录方向；深色链为模板链。箭头方向为转录方向；深色链为模板链。3-CGTCATGTACAG-5模板链模板链5-GCAGTACATGTC-3编码链编码链 5-GCAGUACAUGUC-3mRNAN -Ala-Val-His-Val-C 蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译mRNA序列与编码链一样（序列与编码链一样（U-T）。原核细胞原核细胞 真核
8、细胞真核细胞转录过程：起始转录过程：起始延长延长终止终止 转录单位（转录单位（transcription unittranscription unit）：）： RNARNA聚合酶作用的起始点与终止点之间的聚合酶作用的起始点与终止点之间的 DNADNA序列。序列。转录起始位点：转录起始位点： 合成合成RNARNA链的链的DNADNA的第一个核苷酸位点（的第一个核苷酸位点（+1+1）。）。第二节第二节 真核生物的转录过程真核生物的转录过程真核生物与转录起始有关的结构真核生物与转录起始有关的结构 顺式作用元件顺式作用元件（cis-acting element）：）： 存在于基因的旁侧序列中，能影响自
9、身基因存在于基因的旁侧序列中，能影响自身基因表达的序列。包括启动子、增强子、沉默子等。表达的序列。包括启动子、增强子、沉默子等。反式作用因子反式作用因子（trans-acting factor）：）： 能直接或间接识别并特异地与顺式作用元能直接或间接识别并特异地与顺式作用元件结合，参与基因表达调控的蛋白因子。件结合，参与基因表达调控的蛋白因子。BEHAFRNA聚合酶聚合酶IITATATFIID 45bp+1+30bpDNAmRNA转录前起始复合体转录前起始复合体RNARNA聚合酶聚合酶IIII、多种、多种TFIITFII、DNADNA模板组成模板组成转录前起始复合物。转录前起始复合物。一、一、
10、 mRNAmRNA的合成的合成（一）起始（一）起始1. 启动子启动子（promoterpromoter） 启动子是启动子是DNADNA模板上的一段特殊序列。模板上的一段特殊序列。转录开始时，转录开始时，RNARNA聚合酶识别和结合于启动聚合酶识别和结合于启动子。它包括一些保守顺序，如子。它包括一些保守顺序，如GCGC盒、盒、CAATCAAT盒和盒和TATATATA盒子。为顺式作用元件。盒子。为顺式作用元件。真核生物启动子结构真核生物启动子结构真核生物启动子结构：真核生物启动子结构： GC BoxGC Box：位于位于-80 -80 -110-110区，有区，有GGGCGGGGGCGG保守保守序
11、列，结合转录因子调节转录。序列，结合转录因子调节转录。 CAAT BoxCAAT Box：位于位于-70 -70 -80-80区，有区，有GGNCAATCTGGNCAATCT保守序列，决定转录起始的频率。保守序列，决定转录起始的频率。 TATA BoxTATA Box：位于位于-25 -25 -30-30区，有区，有TATA(A/T)(A/T)ATATA(A/T)(A/T)A保守序列，能保证转录起始位保守序列，能保证转录起始位置的精确性。又称置的精确性。又称HognessHogness Box Box。2. 转录因子及转录前起始复合物（转录因子及转录前起始复合物（PIC）的形成）的形成 （二）
12、（二） RNA链的延长链的延长（elongation） DNA DNA双链不断的解开，双链不断的解开，RNARNA聚合酶沿着聚合酶沿着DNADNA模板向模板向33方向移动。同时，在方向移动。同时，在RNARNA聚合酶聚合酶IIII的作用下，与的作用下，与DNADNA模板链序列互补的核苷酸逐模板链序列互补的核苷酸逐一地进入反应体系，不断延伸一地进入反应体系，不断延伸RNARNA链。合成的链。合成的方向为方向为5353。 需要多种转录因子协助，需要多种转录因子协助，由由RNARNA聚合酶聚合酶IIII催化。催化。转录泡转录泡酶覆盖：酶覆盖：40bp打开打开DNA： 17bp合成合成RNA：12bp
13、DNA-RNA杂交体杂交体（三）（三） RNARNA合成的终止合成的终止（terminationtermination）转录至模板某一位置，停止形成磷酸二酯键转录至模板某一位置，停止形成磷酸二酯键RNADNA杂交链解开，杂交链解开，DNA解链的部分重新形解链的部分重新形成双螺旋成双螺旋RNA聚合酶离开聚合酶离开DNA。 转录终止序列：转录终止序列：DNA 的特殊序列与转录的终止有关。的特殊序列与转录的终止有关。 编码链编码链5-AAUAAA加尾加尾二、二、 rRNArRNA的合成的合成合成部位：合成部位： 核仁核仁酶：酶： RNA RNA 聚合酶聚合酶 I I转录单位：转录单位： 包括包括28
14、S28S，5.8S5.8S及及18S rRNA18S rRNA基因。基因。 几百个转录单位串联排列在染色体几百个转录单位串联排列在染色体 上，中间有间隔序列隔开。上，中间有间隔序列隔开。转录因子：转录因子： TF ITF I转录产物：转录产物： 28S28S，5.8S5.8S，18S rRNA18S rRNA核糖体核糖体RNARNA（rRNArRNA）的转录）的转录内含子内含子基因间隔基因间隔18S5.8S28S每个重复单位每个重复单位45S转录产物转录产物3种种 rRNA前体前体转录后加工转录后加工18SrRNA5.8S/28S rRNA三、三、 5S rRNA5S rRNA和和tRNAtR
15、NA的合成的合成合成部位：合成部位： 核浆核浆酶：酶： RNA RNA 聚合酶聚合酶 IIIIII转录因子：转录因子： TF IIITF III转录产物：转录产物： 5S rRNA5S rRNA，tRNAtRNA，snRNAsnRNA第三节第三节真核生物转录后真核生物转录后RNA的加工的加工RNA ProcessingRNARNA转录后加工转录后加工（RNA processingRNA processing）: : 以以DNADNA为模板转录生成的为模板转录生成的RNARNA链经过修饰、链经过修饰、切除、连接等反应，去除非编码序列，形成切除、连接等反应，去除非编码序列，形成成熟的具有功能的成熟
16、的具有功能的RNARNA分子的过程。分子的过程。 一、一、mRNA的加工的加工（一）内（一）内含子含子的剪接的剪接断裂基因断裂基因（splitesplite gene gene）：真核生物的结构基因由）：真核生物的结构基因由若干编码区和非编码区相互间隔，编码一个完整的蛋若干编码区和非编码区相互间隔，编码一个完整的蛋白质，成为断裂基因。白质，成为断裂基因。外显子外显子（exonexon）：真核结构生物基因中的编码序列。）：真核结构生物基因中的编码序列。内含子内含子（intronintron）：真核生物结构基因中的非编码区。）：真核生物结构基因中的非编码区。exonABCintron真核细胞的真核
17、细胞的基因结构基因结构hn RNA成熟成熟 mRNA 核不均一核不均一RNARNA（heterogeneous-nuclear RNA,heterogeneous-nuclear RNA,hnRNAhnRNA）：）： 细胞核内的初级转录产物。需要经过剪接细胞核内的初级转录产物。需要经过剪接才能成为成熟的才能成为成熟的mRNAmRNA。 小核小核RNARNA（small nuclear RNA, snRNAsmall nuclear RNA, snRNA）：）： 在细胞核内与蛋白质组成核糖核酸蛋白体，在细胞核内与蛋白质组成核糖核酸蛋白体，即剪接体（即剪接体（splicesomesplicesom
18、e），结合在），结合在hnRNAhnRNA的内含的内含子区段，使之弯曲，形成套索结构，有利于剪子区段，使之弯曲，形成套索结构，有利于剪接。接。mRNA mRNA 剪接（剪接（mRNA splicingmRNA splicing） 真核生物结构基因转录时，外显子和内含子真核生物结构基因转录时，外显子和内含子同时被转录，产物为同时被转录，产物为hnRNAhnRNA，而后切除，而后切除hnRNAhnRNA中的中的内含子，将外显子连接的过程成为内含子，将外显子连接的过程成为mRNAmRNA剪接。剪接。剪接类型：剪接类型：snRNAsnRNA剪接方式剪接方式剪接位点：作为内含子起始和结束的剪接位点：作为
19、内含子起始和结束的GUGU、AGAG剪接剪接 点序列成为剪接位点。点序列成为剪接位点。（二）（二） 55端加帽端加帽55端：端：m7GpppGpNm7GpppGpN（甲基化三磷酸双鸟苷）（甲基化三磷酸双鸟苷）部位：细胞核部位：细胞核作用作用: 1: 1）使）使mRNAmRNA免受磷酸酶和核酸酶的攻击，免受磷酸酶和核酸酶的攻击， 稳定稳定mRNAmRNA分子的一级结构；分子的一级结构； 2 2）提供核蛋白体识别位点，促进翻译起）提供核蛋白体识别位点，促进翻译起 始复合物形成，增强始复合物形成，增强mRNAmRNA翻译效率；翻译效率； 3 3）有利于）有利于mRNAmRNA前体的剪接。前体的剪接。
20、mRNA mRNA 的的55帽子结帽子结构构5 5 pppGp pppGp5 5 GpppGp GpppGppppGpppG ppippi鸟苷酸鸟苷酸转移酶转移酶5 5 m m7 7GpppGpGpppGp甲基转移酶甲基转移酶SAMSAM5 5 ppGp ppGp磷酸酶磷酸酶 Pi Pi帽子结构的生成帽子结构的生成（三）（三）mRNAmRNA的的33端加端加polyApolyA尾尾33端：端：100-200100-200个腺苷酸残基个腺苷酸残基部位：细胞核部位：细胞核作用作用: 1: 1）维持）维持mRNAmRNA的稳定；的稳定； 2 2）增加翻译效率；）增加翻译效率； 3 3）与）与mRNA
21、mRNA运输有关。运输有关。转录终止序列：转录终止序列：DNA 的特殊序列与转录的终止有关。的特殊序列与转录的终止有关。 编码链编码链5-AAUAAA加尾加尾步骤步骤1步骤步骤233端加端加polyApolyA尾尾（四）（四） mRNA 编辑（编辑（mRNA editing） DNADNA在转录成在转录成hnRNAhnRNA后，通过插入、删除后，通过插入、删除或碱基替换而改变或碱基替换而改变DNADNA模板原来的某些遗传信模板原来的某些遗传信息。息。 通常是个别碱基的更换使一个基因表达通常是个别碱基的更换使一个基因表达出多个氨基酸序列不同的蛋白质。出多个氨基酸序列不同的蛋白质。 是对生物学中心
22、法则的补充，扩大了是对生物学中心法则的补充，扩大了mRNAmRNA遗传信息容量。遗传信息容量。第第2153位位谷氨酰胺谷氨酰胺终止子终止子二、核糖体二、核糖体RNA（rRNA）的转录后加工）的转录后加工内含子内含子基因间隔基因间隔18S5.8S28S每个重复单位每个重复单位45S转录物转录物3种种 rRNA前身前身剪接剪接18SrRNA5.8S/28S rRNArRNA转录后转录后的加工和与的加工和与核糖体的装核糖体的装配同时进行。配同时进行。核酶核酶（ribozyme）：具有催化功能的）：具有催化功能的RNA。四膜虫的四膜虫的rRNArRNA自我剪接自我剪接核酶的二级结构核酶的二级结构槌头状
23、结构槌头状结构 （hammerhead structure）通常为通常为6060个核苷酸左右；个核苷酸左右；同一分子同一分子上包括有上包括有催化催化部分和部分和底物底物部分，共同组成槌头状结构。部分，共同组成槌头状结构。底物底物催化部分催化部分酶酶底物底物核酶的意义核酶的意义：1.1.核酶的发现，对中心法则作了重要补充；核酶的发现，对中心法则作了重要补充；2.2.对传统酶学提出挑战；对传统酶学提出挑战；3.3.人工合成核酶的槌头结构，用于破坏有害基因，如人工合成核酶的槌头结构，用于破坏有害基因，如 破坏破坏HIVHIV病毒病毒RNARNA。三、转移三、转移RNA（tRNA）的转录后加工）的转录
24、后加工碱碱 基基 修修 饰饰（1 1）甲基化）甲基化 A AmA Am（2 2）还原）还原 U DHUU DHU（3 3）核苷酸内的转位反应）核苷酸内的转位反应 U U （4 4）脱氨反应）脱氨反应 A IA I第四节第四节 原核生物的转录原核生物的转录（一）原核生物的（一）原核生物的RNA聚合酶聚合酶核核心心酶酶 亚基亚基2 功功 能能决定哪些基因被转录决定哪些基因被转录结合底物，形成磷酸二酯键（催化）结合底物，形成磷酸二酯键（催化）结合模板（开链）结合模板（开链）（核心酶参与转录全过程）（核心酶参与转录全过程）识别起始点启动子（延长时脱落）识别起始点启动子（延长时脱落）全酶：全酶： 2 原
25、核生物的原核生物的RNA聚合酶聚合酶RNARNA聚合酶全酶在转录起始区的结合聚合酶全酶在转录起始区的结合-35 -10 Pribnow box一、原核生物转录起始（一、原核生物转录起始（initiation）启动子（启动子（promotor）：）：DNA分子上可以与分子上可以与RNA聚合酶特异结合而使转录开始的一段聚合酶特异结合而使转录开始的一段DNA序列，本身不被转录。序列，本身不被转录。 结合部位：位于结合部位：位于-10-10区区，有，有TATAATTATAAT保守序列，是保守序列，是RNARNA聚合酶与聚合酶与DNADNA模板牢固结合的位点，也有助于打开局部模板牢固结合的位点，也有助于
26、打开局部DNADNA双链。也称双链。也称Pribnow BoxPribnow Box。 识别部位：位于识别部位：位于-35-35区，有区，有TTGACATTGACA保守序列，是保守序列，是RNARNA聚聚合酶合酶亚基识别的部位。亚基识别的部位。 转录起始位点：合成转录起始位点：合成RNARNA链中第一个核苷酸的位点，链中第一个核苷酸的位点，多为多为A A或或G G。原核生物启动子结构原核生物启动子结构 操纵子（操纵子（operon）：）：原核生物的许多功能原核生物的许多功能相关的基因成簇地串联排列在染色体上，相关的基因成簇地串联排列在染色体上，共同组成一个转录单位，几个结构基因受共同组成一个转
27、录单位，几个结构基因受同一调控序列调控，这种基因表达控制单同一调控序列调控，这种基因表达控制单元称为操纵子。元称为操纵子。调节基因调节基因启动子启动子操纵操纵基因基因lacZ lacYlacACAPcAMPCAP-cAMPCAP-cAMP复合物复合物mRNAmRNA+ -半乳糖苷酶半乳糖苷酶 -半乳糖苷透过酶半乳糖苷透过酶 -半乳糖苷乙酰半乳糖苷乙酰基转移酶酶基转移酶酶乳糖操纵子乳糖操纵子 RNARNA的转录开始于的转录开始于pppGpppG 或或 pppApppA。转录起始位置在。转录起始位置在PribnowPribnow盒子下游盒子下游5-8bp5-8bp。 RNARNA聚合酶（全酶）中的
28、聚合酶（全酶）中的因子在因子在DNADNA双链上迅速、随机滑双链上迅速、随机滑动，寻找到启动子动，寻找到启动子-35-35区区，结合结合形成形成闭合闭合的复合物，的复合物，DNADNA双双链未解开链未解开。 全酶形成更紧密的开环复合物，其特征是全酶形成更紧密的开环复合物，其特征是DNADNA双螺旋局部双螺旋局部解开大约解开大约10bp10bp。因为。因为PribnowPribnow 盒子是富含盒子是富含ATAT的，它有利于的，它有利于这种局部的解旋。这种局部的解旋。 解链的解链的DNADNA与起始的三磷酸嘌呤核苷酸（与起始的三磷酸嘌呤核苷酸（pppGpppG 或或 pppApppA）及及RNA
29、RNA聚合酶结合，然后形成第一个磷酸二酯键。聚合酶结合，然后形成第一个磷酸二酯键。 全酶移动到另一个位置并继续合成。一旦起始的核苷酸链全酶移动到另一个位置并继续合成。一旦起始的核苷酸链形成一小段后，形成一小段后，因子便从全酶释放出来，核心酶进入延因子便从全酶释放出来，核心酶进入延长阶段继续发挥其催化作用。长阶段继续发挥其催化作用。 另外一个另外一个RNARNA聚合酶分子可以识别并结合到启动子上，开聚合酶分子可以识别并结合到启动子上，开始另一轮转录。这样，一个基因可以被同时转录许多次。始另一轮转录。这样，一个基因可以被同时转录许多次。RNA的转录过程的转录过程二、转录的延长（二、转录的延长（el
30、ongation） 亚基脱落，亚基脱落，RNARNA聚合酶核心酶聚合酶核心酶变构，变构，与模板结合松弛，沿与模板结合松弛，沿DNADNA模板前移，催化模板前移，催化RNARNA链不断延长。链不断延长。（NMPNMP）n n + NTP + NTP （NMPNMP）n+1n+1 + PPi + PPi转录复合物：转录复合物：RNARNA聚合酶核心酶，聚合酶核心酶，DNADNA模板，模板，RNARNA产物。产物。DNADNA解开解开17 bp17 bp；RNA-DNARNA-DNA形成形成12bp12bp长的杂交螺旋长的杂交螺旋三、三、 RNARNA合成的终止合成的终止（terminationte
31、rmination） 依赖依赖RhoRho（ ）因子的转录终止）因子的转录终止 非依赖非依赖 因子的转录终止因子的转录终止转录至模板某一位置，停止形成磷酸二酯键转录至模板某一位置，停止形成磷酸二酯键RNARNADNADNA杂交链解开，杂交链解开，DNADNA解链的部分重新形成双螺旋解链的部分重新形成双螺旋RNARNA聚合酶离开聚合酶离开DNADNA 分类：分类：（1 1）依赖依赖RhoRho（）因子的转录终止）因子的转录终止 六个相同亚基组成的蛋白质六个相同亚基组成的蛋白质 RNARNA依赖的依赖的ATPATP酶活性和解螺旋酶活性酶活性和解螺旋酶活性 与单链与单链RNA RNA （polyCp
32、olyC）结合）结合因子的结构：因子的结构：依赖依赖因子的转录终止因子的转录终止发夹结构发夹结构环环茎茎多个多个U DNA模板模板 3（2 2）非）非依赖依赖因子的转录终止因子的转录终止 DNADNA分子分子近转近转录终止点处具有录终止点处具有一段富含一段富含GCGC的回的回文区域，之后是文区域，之后是一连串的一连串的dAdA碱基碱基序列，它们转录序列，它们转录的的RNARNA链的末端为链的末端为一连串一连串U U（连续（连续6 6个）。个）。RNA-pol5pppG茎环结构的转录终止茎环结构的转录终止RNARNA聚合酶变构，转录停顿；聚合酶变构，转录停顿；AUAU结合弱，转录复合物趋于解结合
33、弱，转录复合物趋于解离，离，RNARNA产物释放。产物释放。原核生物和真核生物转录过程的比较原核生物和真核生物转录过程的比较 原核生物原核生物 真核生物真核生物转录单位转录单位 1 1个转录单位含多个结构基因个转录单位含多个结构基因 1 1个转录单位含个转录单位含1 1个结构基因个结构基因起始起始 不需引物不需引物 不需引物不需引物 启动子辨认启动子辨认 亚基亚基 多种转录因子参与多种转录因子参与 起始酶起始酶 RNARNA聚合酶全酶聚合酶全酶 RNARNA聚合酶聚合酶I I、IIII、IIIIII催化催化 合成不同的合成不同的RNARNA延长延长 合成新链沿合成新链沿5-35-3方向前进方向
34、前进 合成新链沿合成新链沿5-35-3方方向前进向前进 延长酶延长酶 RNARNA聚合酶核心酶聚合酶核心酶 RNARNA聚合酶聚合酶I I、IIII、IIIIII 转录复合物转录复合物 RNARNA聚合酶核心酶聚合酶核心酶-DNA-RNA-DNA-RNA -终止终止 依赖依赖因子终止因子终止 转录修饰点有特殊序列，转录修饰点有特殊序列， 非依赖非依赖因子终止因子终止 mRNAmRNA过转录修饰点即过转录修饰点即 被切断加帽加尾被切断加帽加尾四、四、RNARNA转录后加工（转录后加工（RNA processingRNA processing） 以以DNADNA为模板转录生成的为模板转录生成的RN
35、ARNA链经过修饰、切链经过修饰、切除、连接等反应，去除非编码序列，形成成熟的除、连接等反应，去除非编码序列，形成成熟的具有功能的具有功能的RNARNA分子的过程。分子的过程。 mRNAmRNA可直接作为翻译的模板可直接作为翻译的模板 rRNArRNA 转录产物要加工、修饰转录产物要加工、修饰 tRNAtRNA 原核生物和真核生物原核生物和真核生物mRNAmRNA的不同的不同原核生物原核生物mRNAmRNA多顺反子多顺反子转录与翻译同步转录与翻译同步mRNAmRNA不需加工不需加工 寿命短寿命短真核生物真核生物mRNAmRNA单顺反子单顺反子转录后需加工运至胞浆转录后需加工运至胞浆 再翻译再翻
36、译mRNAmRNA需加工需加工寿命较长寿命较长 图图12-24 原核原核rRNA的加工的加工 第五节第五节 RNA依赖的依赖的RNA合成合成RNA的复制的复制 有些病毒或噬菌体的基因组是由有些病毒或噬菌体的基因组是由RNARNA组成的。病毒进组成的。病毒进入宿主细胞后，还可以进行复制生成入宿主细胞后，还可以进行复制生成RNARNA。催化此种。催化此种RNARNA复制的酶为复制的酶为RNARNA复制酶复制酶，是一种，是一种RNARNA指导的指导的RNARNA聚合酶聚合酶(RNA directed RNA polymerase)(RNA directed RNA polymerase)。 RNAR
37、NA复制酶催化的合成反应是以复制酶催化的合成反应是以RNARNA为模板，由为模板，由5353方向进行方向进行RNARNA链的合成。反应机理与链的合成。反应机理与DNADNA作模板作模板合成合成RNARNA反应相似。反应相似。RNARNA复制酶仅对特异的病毒复制酶仅对特异的病毒RNARNA起作起作用，对宿主细胞的用，对宿主细胞的RNARNA一般不进行复制。为此当病毒侵一般不进行复制。为此当病毒侵入宿主细胞后，病毒的入宿主细胞后，病毒的RNARNA能大量复制。能大量复制。 20062006年年 诺贝尔化学奖：诺贝尔化学奖： RNARNA聚合酶的结构聚合酶的结构 诺贝尔生理医学奖：诺贝尔生理医学奖：
38、 RNARNA干扰干扰 19891989年年 诺贝尔化学奖：诺贝尔化学奖：RNARNA具有催化的特性具有催化的特性 RNA RNA 研究的意义及新进展研究的意义及新进展 Thomas R. CechThomas R. Cech撰写评述撰写评述 基因表达根据生物体需要启动和关闭基因表达根据生物体需要启动和关闭是最基础的生物控制机制之一。是最基础的生物控制机制之一。 解读诺贝尔医学奖成果解读诺贝尔医学奖成果RNARNA干扰机制和医学应用。干扰机制和医学应用。双链RNA（dsRNAdsRNA） 为包括人类在内的高等生物为包括人类在内的高等生物体中一种强大的基因表达调节因子。体中一种强大的基因表达调节
39、因子。 我们实验室的工作 上皮来源肿瘤高表达上皮来源肿瘤高表达LeY LeY 寡糖寡糖 LeYLeY合成的关键酶合成的关键酶FUT1,FUT4FUT1,FUT4 利用利用RNAiRNAi技术干扰技术干扰FUT1,FUT4FUT1,FUT4表达表达 LeYLeY合成减少合成减少 肿瘤生长和转移能力降低。肿瘤生长和转移能力降低。 概念：概念：转录转录 模板链模板链 编码链编码链 不对称转录不对称转录 操纵子操纵子转录因子转录因子 启动子启动子 顺式作用元件顺式作用元件 断裂基因断裂基因反式作用因子反式作用因子 RNA转录后加工转录后加工 内含子内含子 外显子外显子 mRNA剪接剪接简述：简述：1. 1. 原核生物原核生物RNARNA聚合酶的组成及其作用？聚合酶的组成及其作用？2. 2. 真核生物真核生物mRNAmRNA转录后加工包括哪些内容？转录后加工包括哪些内容？3. 3. 什么是核酶，它们的发现有何意义？什么是核酶，它们的发现有何意义？4. 4. 转录与复制的区别转录与复制的区别。
