13第十三章 RNA的合成

第十三章RNA的生物合成一、填空题1．基因转录的方向是从端到端。

2．大肠杆菌RNA聚合酶由和因子组成，其中前者由亚基、____亚基和____亚基组成，活性中心位于_____亚基上。

3.使用_____可将真核细胞的三种RNA聚合酶区分开来。

4．所有真核细胞的RNA聚合酶Ⅱ的最大亚基的C端都含有一段高度保守的重复序列，这段重复序列是_____，它的功能可能是____。

5．第一个被转录的核苷酸一般是_____。

6．原核细胞启动子-10区的序列通常被称为_____，其一致序列是_____。

7．tRNA基因的启动子最重要的特征是______。

8．真核细胞转录因子的功能是_____和______。

9．逆转录酶通常以_____为引物，具有______、_____和______三种酶的活性，使用该酶在体外合成cDNA时常用_____为引物。

10．真核细胞的热鸡蛋白（HSP）上游除了启动子序列以外，还应具有_____、______、____和_____序列。

11．真核细胞Pre-mRNA的后加工方式主要_____、_____、_____、_____、和_____5种。

12．大肠杆菌RNaseP由_____和_____组成，其中_____能独立完成催化，该酶参与_____的后加工。

13．四膜虫Pre-RNA的剪接需要______作为辅助因子。

14．存在于真核细胞Pre-mRNA上的加尾信号是_____，剪接信号是_____。

15．原核细胞基因转录的终止有两种机制，一种是______，另一种是______。

16．核不均一RNA（hnRNA）实际上就是______。

17．使用______技术可以确定一个蛋白质基因是不是断裂基因。

18．所有的反转录病毒的基因都含有______ 、______和______三种基因。

19．HIV的宿主细胞是______。

20．真核细胞三种RNA聚合酶共有的转录因子是______。

21．RNA病毒的进化速度远高于它的宿主细胞是因为_______。

第二节RNA的生物合成RNA的生物合成包括RNA转录（transcription）与RNA复制。

除少数RNA病毒，以RNA复制的方式传递遗传信息外，大部分生物中遗传信息都是从DNA分子中以转录方式合成RNA而输出的，即以DNA为模板，以四种核糖核苷酸为原料，在RNA聚合酶催化下合成RNA。

转录是基因表达的第一步，是遗传信息传递的重要环节。

转录产物有：mRNA 、rRNA、tRNA、小RNA。

一、转录体系参与RNA合成的成分有多种，包括DNA模板、四种三磷酸核糖核苷（NTP）、RNA聚合酶、某些蛋白质因子及必要的无机离子等，这些总称为转录体系。

（一）DNA模板转录以DNA为模板，根据碱基配对原则，按照DNA模板中核苷酸的排列顺序合成互补的RNA分子。

DNA分子中的A、G、C、T分别对应于合成RNA分子中的U、C、G、A。

模板DNA的序列决定着转录RNA的序列，从而将DNA的遗传信息传给RNA。

与DNA复制不同，转录具有不对称性。

即在一个包含多个基因的双链DNA分子中（如称为A链及B 链），某个基因节段只以A链为模板进行转录，B链不转录，而在另一个基因节段可由B链为模板，A链不转录。

在转录中，基因的DNA双链中可以作模板的链称为模板链，不作为模板的另一条DNA链称为编码链。

转录的RNA序列与DNA模板链序列是互补的，而与DNA中编码链序列基本相同（U代替了T）。

（二）底物转录所需的底物（原料）是四种三磷酸核糖核苷（NTP），即ATP、GTP、CTP、UTP。

每聚合1分子核糖核苷酸需水解掉NTP的1个磷酸键以提供所需能量。

（三）RNA聚合酶RNA聚合酶是依赖DNA的RNA聚合酶（DNA dependent RNA polymerase，DDRP）。

RNA聚合酶在原核生物、真核生物、病毒及噬菌体中均普遍存在。

1、原核生物RNA聚合酶以大肠杆菌（E.coli）为例，E.coli和其它原核细胞一样，只有一种RNA聚合酶，合成各种RNA。

RNA生物合成介绍RNA（核糖核酸）是生物体内的一种重要的核酸分子，主要参与基因组转录、翻译和调控等生命活动。

RNA生物合成是指RNA从DNA 模板合成的过程，包括3个主要的步骤：转录初始化、RNA链延伸和终止。

转录初始化转录初始化是RNA生物合成的第一步，它涉及到转录的起始和RNA聚合酶的结合。

在细胞核中，DNA的双链被RNA聚合酶酶启动因子（TFs）识别和结合，形成转录前初始化复合体。

这些酶启动因子是一些特定的蛋白质，它们与DNA序列发生特异性相互作用，并招募RNA聚合酶。

一旦酶启动因子与DNA结合，RNA聚合酶就会在转录起始位点处结合，准备开始RNA合成。

RNA链延伸在转录初始化的阶段，RNA聚合酶结合并开始合成RNA链。

RNA链的合成是通过将合适的核苷酸三磷酸核苷酸与DNA模板上的互补碱基配对而实现的。

当RNA聚合酶酰化核苷酸与DNA模板上的首个核苷酸基对时，转录泡泡形成，并且转录复合物会从起始位点移开，保持转录链的延伸。

转录过程中，DNA的双链减速融解以供RNA聚合酶复制模板链，然后缓慢重组以恢复DNA双链。

与DNA复制不同，转录过程中只有一个DNA模板链被用来合成RNA链。

终止在RNA链延伸过程完成后，终止是RNA生物合成的最后一个步骤。

终止的发生是由一系列的终止信号和蛋白质因子的作用决定的。

当RNA聚合酶遇到终止信号时，它会停止RNA链的合成并与DNA分离。

终止信号通常是一些特定的序列，如终止密码子和转录终止序列。

一旦RNA链被释放，RNA聚合酶与DNA分离，RNA链可以被修饰和进一步加工，以在细胞质中发挥其功能。

RNA合成调控RNA生物合成的调控是细胞内基因表达的重要手段之一。

细胞可以通过多个途径调控RNA生物合成活性，从而控制基因表达的水平和模式。

例如，转录因子和辅助蛋白可以与RNA聚合酶和酶启动因子相互作用，影响转录的起始和效率。

另外，某些RNA分子本身也可以参与调控RNA合成的过程，形成正、负反馈回路，进一步调节基因表达。

第十三单元RNA 的生物合成一、DNA指导的RNA合成（转录）（一）概述转录（transcription ）：以一段DN的遗传信息为模板，在RN聚合酶作用下，合成出对应的RN的过程，或在DN指导下合成RNA转录产物：mRNA rRNA tRNA 小RNA除某些病毒基因组RN外，绝大多数RN分子都来自DN转录的产物。

1.转录研究的主要问题①RN聚合酶，②转录过程，③转录后加工，④转录的调控。

①-③是基本内容，④是目前研究的焦点，转录调控是基因调控的核心。

2.转录与DN复制的异同相同：要有模板，新链延伸方向5/-孑，碱基的加入严格遵循碱基配对原则。

相异：①复制需要引物，转录不需引物。

②转录时，模板DN的信息全保留，复制时模板信息是半保留。

③转录时，RN聚合酶只有/聚合作用，无5-3/及3/-5/外切活性。

3.转录过程①RN合成的酶学过程；②RN合成的起始信号和终止信号，艮IDN分子上的特定序列。

DN正链为与mRN序列相同的DNA®，负链为与正链互补的DN链。

转录单位的起点核苷酸为+1，起点右边为下游（转录区），转录起点左侧为上游，用负数表示：-1，-2，-3。

RN链的转录，起始于DN模板的一个特定位点，并在另一位点终止，此转录区域称为一个转录单位。

一个转录单位可以是一个基因（真核，）也可以是多个基因（原核）。

转录是有选择性的，细胞不同生长发育阶段和细胞环境条件的改变，将转录不同的基因。

转录的起始由DN上的启动子区控制，转录的终止由DN上的终止子控制，转录是通过DNA 指导的RN聚合酶来实现的。

（二）RN聚合酶I.E.coli RNA聚合酶（原核）E.coli和其它原核细胞一样，只有一种RN聚合酶，合成各种RN（mRNAtRNA rRNA。

一个E.coli细胞中约有700（个RN聚合酶分子，在任一时刻，大部分聚合酶（500（左右）正在参与RN的合成，具体数量依生长条件而定。

E.coli RN聚合酶全酶| （holoenzymg分子量46万Da由六个亚基组成，a 2^ p 7，另有两个zrT。

第十三章RNA的生物合成..三。

典型试题分析（一）A型题1. 识别转录起点的是(1992年生化考题)A. 6因子B，核心酶C．ρ因子D. RNA聚合酶的α亚基E，RNA聚合酶的β亚基[答案] A2. 对于RNA聚合酶的叙述，不正确的是A. 核心酶和6因子构成B．核心酶由a2ββ’组成C. 全酶与核心酶的差别在于β亚单位的存在D. 全酶包括6因子E，6因子仅与转录起动有关[答案] C3．RNA的剪接作用(1999年生化试题)A．仅在真核发生B．仅在原核发生 C. 真核原核均可发生D．仅在rRNA发生E，以上都不是(答案) A4．以下关于转录终止子结构及转录终止的叙述，正确的是（2000年生化试题)A．由终止因子RF参与完成终止B．DNA链上的终止信号含GC富集区和AA富集区C．终止信号含GC富集区和AT富集区D. 终止信号需ρ因子辅助识别E．以上描述均不正确(答案) C四、测试题(一)A型题1．以下对tRNA合成的描述，错误的是A．RNA聚合酶Ⅲ参与tRNA前体的生成B．tRNA前体在酶作用下切除5’和3’末端处多余的核苷酸C. tRNA前体中含有内含子D，tRNA3’末端需加上ACC-OHE．tRNA前体还需要进行化学修饰加工2．以下对rRNA的转录加工的描述错误的是A．染色体DNA中rRNA基因是多拷贝的B，真核生物的5SrRNA自成独立的体系，不进行修饰和剪切C. 真核生物45SrRNA前体中包括16S，5．8S及28SrRNAD，原核生物30SrRNA前体中含有16S,23S及5SrRNAE，真核生物45SrRNA前体经一次剪切成为41SrRNA中间前体3．酶RNA是在研究哪种RNA的前体中首次发现的A．hnRNA B．tRNA前体 C. SnRNA D．ScRNA E．rRNA前体4．生物体系下列信息传递方式中尚无证据的是A．DNA→RNA B．RNA→蛋白质C．蛋白质→RNA D．RNA→DNA E．以上都不是5。