第十二章 RNA的生物合成:RNA的生物合成是遗传信息从DNA向RNA传递的过程,就是把DNA模板链上的碱基序列转录成RNA链的碱基序列,因此称为转录。转录和复制有许多相似之处:都是酶促的核苷酸聚合过程;都以DNA为模板;都需依赖DNA的聚合酶,都需要三磷酸核苷酸作底物;聚合过程都是核苷酸之间生成磷酸二酯键;都从5,至3,方向延伸多聚核苷酸链,都遵从碱基配对规律。但是转录又不同与复制,主要表现在模板、原料、酶、产物、碱基配对关系上的差异。最明显的不同是复制需保留亲代全套的遗传信息,而转录只按需要表达部分遗传信息。因此,转录具有不对称性。不对称转录有两方面的含义:一是只以一条DNA链上部分的区段作为转录模板,二是模板链并非自始至终位于同一股DNA单链上。转录需要RNA聚合酶。原核生物的RNA聚合酶由多个亚基组成:α2ββ‘σ称为全酶。σ亚基在转录起始前辨认起始点。α2ββ,称为核心酶,在转录延长中发挥作用。真核生物RNA聚合酶有RNA-polⅠ、Ⅱ、Ⅲ三种,分别转录生成45s-rRNA;hnRNA;以及5s-rRNA、snRNA和tRNA。真核生物的RNA-polⅠ、Ⅱ、Ⅲ均由多个亚基组成,最大亚基的C末端重复序列称为CTD(羧基末端结构域)。转录模板上有被RNA聚合酶辨认和结合的位点。在转录起始前被RNA聚合酶结合的DNA部位称为启动子。典型的原核生物启动子序列是-35区的TTGACA序列和-10区的TATAAT序列(Pribnow box)。真核生物的转录上游调控序列称为顺式作用元件,主要有TATA box、GC box等。和顺式作用元件结合的蛋白质通称为反式作用因子。转录起始复合物就是由RNA聚合酶,模板和转录5,端首位核苷酸组成的复合体。原核生物起始复合物为:pppG-DNA-RNA聚合酶。真核生物转录起始,首先生成起始前复合物(PIC)。其结合顺序为:TATA → TFⅡD  →  TFⅡA  →TFⅡB → RANpolⅡ/TFⅡF →TFⅡE转录的延长是以首位核苷酸的3,-OH为基础逐个加入NTP形成磷酸二酯键,使RNA链逐步从5,向3,端延长的过程。在原核生物,转录未完成即已开始翻译,而且在同一DNA模板上同时进行多个转录过程。电镜下可看到的羽毛状图形和羽毛上的小黑点,就是转录和翻译高效率的直观表现。转录终止在原核生物分为依赖Rho因子与非依赖Rho因子两类。Rho因子有ATP酶和解螺旋酶两种活性,因此能结合转录产物的3,末端区并使转录停顿及产物RNA脱离DNA模板。非依赖Rho因子的转录终止,其RNA产物3,末端往往形成茎环结构,其后又有一串寡聚U。茎环结构可使RNA聚合酶变构而不再前移,寡聚U则有利于RNA不再依附DNA模板链而脱出。真核生物转录终止是和加尾(polyA)修饰同步进行的。真核生物转录生成的RNA,需经加工后才具备活性,这一过程称为转录后修饰,mRNA由hnRNA加工而成,mRNA转录后修饰包括首、尾修饰和剪接。加尾修饰是和转录终止同步的,5,端修饰主要是指生成帽子结构,即把5,-pppG转变为5,-mGpppG。真核生物基因由内含子隔断编码序列的外显子,称为断裂基因。内含子一般也出现在转录初级产物hnRNA。切除内含子,把外显子连接在一起,就是剪接加工。剪接过程中,需要由多种Sn-RNA与蛋白质共同组成的并接体。并接体和hnRNA上的内含子边界序列辨认结合。剪接过程通过二次转酯反应完成。tRNA的转录后修饰,除了剪接加工外,还包括tRNA链上稀有碱基的形成,以及加上3,端的CCA序列。rRNA加工多采用自我剪接的形式。本身具有酶活性的锤头结构。这种催化作用的RNA,称为核酶。核酶的发现,对酶学、分子生物学、进化生物学都有重要的理论意义,而且,医学上已开始利用人工合成的核酶去消灭一些作为病原体的RNA病毒或消除一些不利于生命活动的细胞内RNA。12.1原核生物转录的模版和酶:1、准确背诵转录、不对称转录、模板链和编码链的基本概念,记忆参与转录的物质。 2、准确背诵 E. coli RNA聚合酶组分,深入理解各亚基在转录过程中的作用。 3、测试题正确率在85%以上。
12.2原核生物的转录过程:准确背诵启动子的基本概念和组成部分、转录泡、复制叉、依赖Rho 因子的转录终止和非依赖Rho 因子的转录终止等基本概念,复述原核生物转录的过程,正确率达到85%以上。
12.3真核生物转录过程:1、背诵三类真核生物的RNA聚合酶的功能特点。 2、准确背诵顺式作用元件、反式作用因子、转录起始前复合物等基本概念,区分真核生物与原核生物转录过程的异同,正确率达到85%以上。
12.4真核生物RNA转录后加工修饰:1、准确背诵真核mRNA的首、尾修饰结构、内含子、外显子和剪接的概念,正确率达100%;背诵真核mRNA的转录后加工过程。 准2、确背诵真核rRNA前体的组成和加工发生的部位,准确描述自剪接的I型内含子和II型内含子的剪接过程的区别。 3、准确描述tRNA的转录后加工过程,测试题正确率在85%以上。
12.1原核生物转录的模版和酶:1、准确背诵转录、不对称转录、模板链和编码链的基本概念,记忆参与转录的物质。 2、准确背诵 E. coli RNA聚合酶组分,深入理解各亚基在转录过程中的作用。 3、测试题正确率在85%以上。
12.2原核生物的转录过程:准确背诵启动子的基本概念和组成部分、转录泡、复制叉、依赖Rho 因子的转录终止和非依赖Rho 因子的转录终止等基本概念,复述原核生物转录的过程,正确率达到85%以上。
12.3真核生物转录过程:1、背诵三类真核生物的RNA聚合酶的功能特点。 2、准确背诵顺式作用元件、反式作用因子、转录起始前复合物等基本概念,区分真核生物与原核生物转录过程的异同,正确率达到85%以上。
12.4真核生物RNA转录后加工修饰:1、准确背诵真核mRNA的首、尾修饰结构、内含子、外显子和剪接的概念,正确率达100%;背诵真核mRNA的转录后加工过程。 准2、确背诵真核rRNA前体的组成和加工发生的部位,准确描述自剪接的I型内含子和II型内含子的剪接过程的区别。 3、准确描述tRNA的转录后加工过程,测试题正确率在85%以上。
[单选题] 关于DNA复制和转录的描述中错误的是
两个过程中新链合成方向都为5'- 3'
DNA聚合酶和RNA聚合酶都需要Mg2+
两过程均需RNA为引物
转录以DNA其中一条链为模板
复制的产物通常大于转录的产物
答案:两过程均需RNA为引物
[单选题] DNA上某段碱基顺序5'-ACTAGTCAG-3',转录后的mRNA上相应的碱基顺序为
5'-CTGACCTAGT3'
5'-CAGCUGACU3'
5'-UGAUCAGUC3'
5'-CUGACUAGU3'
5'-TGATCAGTC3'[单选题] 不对称转录是指
同一单链DNA,转录时可以交替做有义链和反义链
同一DNA模板链转录可以是从5'至3'延长和从3'至5'延长
没有规律的转录
转录经翻译生成氨基酸,氨基酸含有不对称碳原子
双向复制后的转录[单选题] Pribnow box 序列是指
TATAAT
AAUAAA
TTGACA
TAAGGC
AATAAA[单选题]AAUAAA是
真核生物转录加尾修饰点
线粒体的起始密码序列
真核生物的反式作用因子
真核生物的顺式作用元件
启动子的辨认序列[单选题]转录的反义链
也称为Watson链
同一DNA单链不同片断可作有义链或反义链
是不能转录出mRNA的DNA链
是转录生成tRNA和rRNA的母链
是基因调节的成分[单选题]关于σ因子的描述正确的是
与转录全过程有关
原核生物只有一种σ因子
能沿5'- 3'及3'- 5'方向双向合成RNA
负责识别DNA模板上转录RNA的特殊起点
是转录核心酶的一部分[单选题]在转录延长中,σ因子
与核心酶分离,从模板上脱落
较松弛的结合在模板上
作为终止因子在转录终止时起作用
发生构象改变,与核心酶结合更紧密
随全酶在模板上移动[单选题]RNA聚合酶催化转录,其底物是
AMP  GMP  TMP  CMP
dATP  dGTP  dTTP  dCTP
ATP  GTP  TTP  CTP
ATP  GTP   UTP  CTP
dATP  dGTP  dUTP  dCTP[单选题]tRNA 的转录后修饰
由核酶催化
包括加入帽子结构
是自我剪接过程
包括加入3'-CCA末端
与并接体结合后完成

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