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1、第三章第三章 生物信息的传生物信息的传递递 基本概念及关键酶 参与转录起始的元件 转录因子 转录的基本过程 转录后加工 原核生物与真核生物mRNA的特征比较 RNA合成与DNA合成异同点 其它RNA聚合酶及启动子Contents（一）、基本概念生物体以DNA为模板合成RNA的过程。转转录录RNADNA转录(transcription)：参与转录的物质参与转录的物质原料:NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)模板:DNA酶:RNA聚合酶其他蛋白质因子RNA合成方向合成方向：53转录的不对称性：在RNA的合成中，DNA的二条链中仅有一条链可作为转录的模板，称为转录的不对称性。编码链与模板链与mR
2、NA序列相同的那条DNA链称为编码链；将另一条根据碱基互补原则指导mRNA合成的DNA链称为模板链。模板链并非永远在同一条单链上转录方向转录方向5 5 3 3 3 3 5 5 模板链模板链编码链编码链编码链编码链模板链模板链转录方向转录方向DNA分子上转录出分子上转录出RNA的区段，称为结构基因。的区段，称为结构基因。结构基因：转录单元（transcription unit）一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列。（二）、参与转录起始的关键酶与元件1.RNA聚合酶原核生物RNA聚合酶（大肠杆菌为例）全酶=核心酶+因子大肠杆菌RNA聚合酶的组成分析亚基基因相对分子量亚基数组分功能rpoA365
3、002核心酶核心酶组装，启动子识别rpoB1510001核心酶和共同形成RNA合成的活性中心rpoC1550001核心酶？110001核心酶？rpoD700001因子存在多种因子，用于识别不同的启动子 真核生物RNA聚合酶酶位置转录产物相对活性对-鹅膏蕈碱的敏感性RNA聚合酶核仁rRNA50-70%不敏感RNA聚合酶核质hnRNA20-40%敏感RNA聚合酶核质tRNA约10%存在物种特异性真核细胞的三种RNA聚合酶特征比较RNA聚合酶与DNA聚合酶的区别RNA聚合酶DNA聚合酶大小(M)大，4.8105dol小，1.09105dol引物无有产物较短，游离较长，与模板以氢键相连作用方式一条链的
4、某一段两条链同时进行外切酶活性无5 3，3 5校对合成能力 无有修复能力无有（一）启动子(promoter)启动子定义：指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。参与转录起始的元件（二）原核生物启动子结构Pribnow41-44bpTTGACA区：提供了RNA聚合酶全酶识别的信号 TATA区：酶的紧密结合位点（富含AT碱基，利于双链打开）编码链AACTGTATATTA模板链TTGACATATAAT35DNA转录起始点Pribnow盒子启动子3510+1转录区53RNA转录起点与新生RNA链第一个核甘酸相对应DNA链上的碱基。大肠杆菌RNA聚合酶全酶所识别的启动子区T85T83
5、G81A61C69A52T89A89T50A65A100原核生物典型启动子的结构-35-10转录起点TTGACA16-19bpTATAAT5-9bp（三）真核生物启动子真核有三种不同的启动子和有关的元件启动子最为复杂，它和原核的启动子有很多不同1.特点启动子启动子最为复杂，它和原核的启动子有很多不同：最为复杂，它和原核的启动子有很多不同：（1 1）有）有多种元件多种元件：TATATATA框，框，GCGC框，框，CAATCAAT框，框，OCTOCT等；等；（2 2）结构不恒定；）结构不恒定；（3 3）它们的位置、序列、距离和方向都不完全相同；）它们的位置、序列、距离和方向都不完全相同；（4 4）
6、有的有）有的有远距离的调控元件远距离的调控元件存在，如增强子；存在，如增强子；（5 5）这这些些元元件件常常常常起起到到控控制制转转录录效效率率和和选选择择起起始始位位点点的的作作（6 6）不直接和不直接和RNA polRNA pol结合结合；(7)(7)需多种转录因子介入。需多种转录因子介入。类基因的启动子和调控区类基因的启动子和调控区 TATATATA框框 核心元件核心元件 起始子（起始子（initiatorinitiator，InrInr）:一般由一般由P PY2Y2CAPCAPY5Y5构成，构成，位于位于-3-3+5+5，可能提供，可能提供RNA pol RNA pol 识别。识别。C
7、AAT boxCAAT box、类启动子类启动子 上游元件组成上游元件组成 GC boxGC box Oct Oct 增强子（增强子（enhomcerenhomcer）远端调控区远端调控区 减弱子（减弱子（dehancerdehancer）静息子（静息子（sisencersisencer）上游激活序列（上游激活序列（upstream activating upstream activating seguences UASs seguences UASs）2.真核生物启动子的结构核心启动子（corepromoter）上游启动子元件（upstreampromoterelement，UPE）（1）、
8、核心启动子 定义：指保证RNA聚合酶转录正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括转录起始位点及转录起始位点上游TATA区作用：选择正确的转录起始位点，保证精确起始TATA 常在-25bp左右，相当于原核的-10序列T T8585A A9797T T9393A A8585A A6363A A8383A A5050核心元件核心元件 TATATATA框合又称框合又称HognessHogness框，框，Goldberg-HognessGoldberg-Hogness 框，俚语框，俚语 称为金砖（称为金砖（GoldbrickGoldbrick）其一致序列是：其一致序列是：T T8585A9A97 7T
9、T9393A A8585A A6363A A8383A A5050常在常在-25-25左右，相当于原核的左右，相当于原核的-10-10序列。序列。其作用是：其作用是：(1)(1)选择正确的转录起始位点，保证精确起始，选择正确的转录起始位点，保证精确起始，故也称为故也称为选择子选择子（selectorselector）。）。(2)(2)影响转录的速率。影响转录的速率。（2）、上游启动子元件包括CAAT盒（CCAAT）和GC盒（GGGCGG）等作用：控制转录起始频率。CAAT：-70-80bpGGGCGG：-80-110bp 上游启动子元件（上游启动子元件（UPEUPE）表表12-4 12-4 哺
10、乳动物哺乳动物RNA Pol RNA Pol 上游转录因子结合的元上游转录因子结合的元 元件元件保守序列保守序列结合结合DNADNA的长度的长度 蛋白质因子蛋白质因子TATAboxTATAboxTATAAAATATAAAA 10bp10bp TBP TBPCAAT boxCAAT boxGGCCAATCTGGCCAATCT 22bp22bp CTF/NF1 CTF/NF1GC boxGC boxGGGCGGGGGCGG 20bp20bp SP1 SP1OctamerOctamerATTTGCATATTTGCAT 20bp20bp Oct-1 Oct-1OctamerOctamerATTTGCA
11、TATTTGCAT 23bp 23bp Oct-2 Oct-2KB KB GGGACTTTCCGGGACTTTCC 10bp10bp NFKB NFKBATFATF GTGACGT GTGACGT 20bp20bp ATF ATF B.Lewin:B.Lewin:GENESGENES.1997,Table 28.2.1997,Table 28.2八核苷酸八核苷酸序列序列 SV40 早期启动子组蛋白H2B TATACAATGC（3）增强子特点它它是是在在19811981年年由由Benerji,RusconiBenerji,Rusconi小小组组和和ChambomChambom等等发发现现的的，又
12、又称称远上游序列远上游序列（far upstream seguencefar upstream seguence）。）。其特点是：其特点是：具有远距离效应。具有远距离效应。无方向性。无方向性。顺式调节。顺式调节。无物种和基因的特异性。无物种和基因的特异性。具有组织的特异性。具有组织的特异性。有相位性。其作用和有相位性。其作用和DNADNA的构象有关。的构象有关。有的增强子可以对外部信号产生反应。有的增强子可以对外部信号产生反应。增强子为什么具有远距离作用呢？（1）拓朴效应；拓朴效应说认为增强子的作用是诱导染色质结构变化，使核小体产生DNaseI敏感区。（2）滑动模型；（3）成环模型。Enhan
13、cer Promotor小结小结1 1、直接与、直接与DNADNA结合结合 A A、与启动子结合：基本转录因子、与启动子结合：基本转录因子 B B、与增强子结合：转录调控因子、与增强子结合：转录调控因子2 2、非直接结合蛋白质、非直接结合蛋白质 与其他转录因子结合，通过蛋白质之与其他转录因子结合，通过蛋白质之间的相互作用，改变其他蛋白质结合间的相互作用，改变其他蛋白质结合DNADNA的的专一性和亲和性。专一性和亲和性。（一）、转录因子的种类（一）、转录因子的种类（二）、（二）、TFIIDTFIID1 1、TFIIDTFIID与与TATA box TATA box 的结合是形成转录起始复合物的结
14、合是形成转录起始复合物最早阶段。最早阶段。2 2、TFIIDTFIID由多种蛋白质组成：由多种蛋白质组成：TBP TBP（TATA-binding protein),TATA-binding protein),仅一条多肽链仅一条多肽链与与TATA box binding,TATA box binding,(1)(1)、存在于三种真核转录酶中、存在于三种真核转录酶中:SL1,:SL1,TFIIIB TFIIIB 和和TFIIDTFIID；(2)(2)、在、在C C端存在保守域，含端存在保守域，含180180个残基；个残基；(3)(3)、具有对称的马鞍型结构，马鞍结构的内侧、具有对称的马鞍型结构，
15、马鞍结构的内侧与与TATA box TATA box 结合，外侧与其它蛋白因子相互作结合，外侧与其它蛋白因子相互作用；用；(4)(4)、TBPTBP与与TATA boxTATA box的结合造成的结合造成DNADNA的的4545度的扭度的扭结。结。TAFTAFIIIIs s ：TBP-associated factors.TBP-associated factors.It seems that in mammalian It seems that in mammalian cells,TBP binds to the TATA box and is cells,TBP binds to the
16、 TATA box and is then joined by at least eight TAFthen joined by at least eight TAFIIIIs to s to form TFIID.form TFIID.（三）、（三）、TFII ATFII ATFIIATFIIA与与TFIIDTFIID结合，增强结合，增强TFIID TFIID 与与TATA box TATA box 的的结合力。可能消除抑制因子的作用，使装配过程继结合力。可能消除抑制因子的作用，使装配过程继续进行。续进行。TATATBPTAFIIsTBPTAFIIsTFIIDInhibitorsofTFII
17、DATFIIA（四）、（四）、TFIIB TFIIB 和其它转录因子和其它转录因子1、Once TFIID has bound to the DNA,TFIIB binds to TFIID.TFIIB acts as a bridging factor for RNA polymerase II binding.TBPTAFIIsBTBPTAFIIsATFIIBBATFIIFFCTD2、The RNA polymerase with TFII F rapidly associates to the complex.TBPTAFIIsBAFFCTDTFIIFTBPBTAFIIsAEHJCTDp
18、hosphorlatedbyTFIIHCTD3、After RNA polymerase binding,TFIIE、TFIIH and TFIIJ associate with the transcription complex in a defined sequence.（五）、（五）、TFII HTFII HTFII H is a large multicomponent protein complex which contains both kinase and helicase activity.Activation of TFIIH results in phosphorylati
19、on of CTD.This phosphorylation results in formation of a processive RNA polymerase complex and allow RNA polymerase to leave the promoter region.（六）、（六）、RNA PolIIRNA PolII的羧基末端结构域（的羧基末端结构域（CTDCTD）RNA Pol IIRNA Pol II最大亚基的羧基端最大亚基的羧基端,含有含有7 7个氨个氨基酸的重复序列基酸的重复序列:Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-:Tyr-Ser-Pro-Thr-
20、Ser-Pro-Ser,Ser,在哺乳类中重复在哺乳类中重复5252次，在酵母中重复次，在酵母中重复2626次，次，称为称为 (Carboxyl-terminal domain)(Carboxyl-terminal domain)CTDCTD。转录起始时：转录起始时：SerSer、Thr Thr 的羟基去磷酸化的羟基去磷酸化，易与易与DNA DNA 结合；结合；转录延伸时，转录延伸时，磷酸化磷酸化，松弛与，松弛与DNADNA的结合。的结合。表表12-5 12-5 人类人类型启动子的转录因子型启动子的转录因子因子因子 分子量分子量 功能功能RNAPol 10KRNAPol 10K 依赖模板合成依
21、赖模板合成RNARNATFATFA12,19,35K 12,19,35K 稳定稳定TFDTFD和和DNADNA的结合，激活的结合，激活TBPTBP亚基亚基TFBTFB33K33K 结合模板链（结合模板链（-10-10+10+10），起始），起始PolPol结合，和结合，和TFE/FTFE/F 相互作用相互作用TFDTFD(TBP,30K)TBP(TBP,30K)TBP亚基识别亚基识别TATATATA，将聚合酶组入复合体中，将聚合酶组入复合体中，TAFsTAFs识别识别 特殊启动子特殊启动子TFETFE34K()34K()结合在结合在PolPol的前部，使复合体的保护区延伸到下游的前部，使复合体
22、的保护区延伸到下游 57K()57K()TFFTFF38,74K38,74K 大亚基具解旋酶活性（大亚基具解旋酶活性（RAP74RAP74）,小亚基和小亚基和PolPol结合，结合，介导其加入复合体介导其加入复合体TFHTFH 具激酶活性，可以磷酸化具激酶活性，可以磷酸化PolCPolC端的端的CTDCTD，使，使PolPol逸出，延伸逸出，延伸TFITFI120K120K 识别识别InrInr，起始，起始TFF/DTFF/D结合结合TFJTFJ 在在TFFTFF后加入复合体，不改变后加入复合体，不改变DNADNA的结合方式的结合方式TFSTFS RNA RNA合成延伸合成延伸 转录因子转录复
23、合体TBPTAFsTFIIATFIIBTFIIFPolIITFIIE RNA pol 的转录起始 真核生物转录起始复合物高泳动蛋白转录的基本过程1、起始位点的识别：RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程。2、转录起始RNA链上第一个核甘酸键的产生3、RNA链的延伸 亚基脱落，RNApol聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移；在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长。（一）转录起始复合物 原核生物转录起始复合物1.全酶与模板的全酶与模板的DNA接触，生成非专接触，生成非专一的一的,不稳定的复合物在模板上移动；不稳定的复合物在模板上移动；2.起始识别：全酶
24、与起始识别：全酶与35序列结合，序列结合，产生产生封闭的酶封闭的酶-启动子二元复合物启动子二元复合物（closed binary complex）；）；3.全酶紧密地结合在全酶紧密地结合在-10序列处，模板序列处，模板DNA局部变性，形成局部变性，形成开放的启动子二开放的启动子二元复合体元复合体；4.酶移动到酶移动到I，第一个，第一个rNTP转录开始转录开始,因子释放因子释放,形成形成酶酶-启动子启动子-rNTP三元复三元复合体合体（ternary complex）。）。Figure26.6:Initiationandelongationstepsoftranscriptionbybacter
25、ialRNApolymerase.4、转录终止 终止子（terminator，t）强终止子内部终止子 弱终止子 需要因子（rho factor）又称为依赖性终止子 （Rho-dependent terminator）不依赖Rho()因子的转录终止依赖Rho()因子的转录终止不依赖因子的终止 终止位点上游一般存在一个富含GC碱基的二重对称区，RNA形成发夹结构；在终止位点前面有一段由4-8个A组成的序列，RNA的3端为寡聚U发夹式结构和寡聚U的共同作用使RNA从三元复合物中解离出来。终止效率与二重对称序列和寡聚U的长短有关，长度 效率 依赖因子的终止因子：六聚体蛋白、水解各种核甘三磷酸促使新生R
26、NA链从三元转录复合物中解离出来，从而终止转录。野生型突变型核糖体结合到mRNA上核糖体阻碍核糖体在突了因子的 变位点解离 附着和移动 因子附着 因子和核核糖体阻碍核糖体接触因子移动 转录继续 转录提前 终止nusAnusA蛋白蛋白 是一种分子量为69kd的酸性蛋白，它能与RNA及RNA聚合酶相结合，在终止部位使两者被释放。即NusA结合到核心酶上（形形成成2 2 NusA NusA 复复合合物物），由NusA识别终止子序列；转录终止后，RNA聚合酶脱离模板，NusA又被所取代，由此形成RNA聚合酶起始复合物和终止复合物两种形式的循环。转录后加工5端加帽3端加尾RNA的剪接RNA的编辑 5端的
27、一个核苷酸总是7-甲基鸟核苷三磷酸（m7Gppp）。mRNA5端的这种结构称为帽子（cap）。0号帽子：m7GpppX,单细胞真核生物如酵母 帽子1：m7GpppXm,这是除了单细胞真核生物外的其 余真核生物的主要帽子形式。帽子2：m7GpppXmYm,只占有帽子的10%-15%。1、在5端加帽m7Gppp鸟甘酸转移酶 帽子结构功能：能被核糖体小亚基识别，促使mRNA和核糖体的结合；m7Gppp结构能有效地封闭mRNA 5末端，以保护mRNA免受5核酸外切酶的降解，增强mRNA的稳定。2、3端加尾多聚腺苷酸尾巴AAUAAA：准确切割加poly（A）多聚腺苷酸尾巴功能：提高了mRNA在细胞质中的
28、稳定性。3、RNA的剪接地中海贫血病人的珠蛋白基因，1/4正常，由于珠蛋白基因突变，mRNA缺乏或转录及翻译缺陷，导致肽链减少或缺如。(1).核酶(Ribozyme)一般的酶是纯的蛋白质，而核酶是RNA或带有蛋白的RNA；核酶既是催化剂又是底物，随着反应的进行，本身也消失了。图13-18组蛋白的mRNA，它的3形成是依赖于末端的二级结构（引自B.Lewn:GENES2000,Fig.22-30）保守序列核酶催化核酶催化 的反应分为自体催的反应分为自体催化和半自体催化两类。自体化和半自体催化两类。自体催化催化 包括：包括：I I类内含子的自类内含子的自我剪接；我剪接；IIII类内含子的自我类内含
29、子的自我剪接；剪接；半自体催化包括：核半自体催化包括：核mRNAmRNA内内含子的剪接；含子的剪接；tRNA5tRNA5加工加工(2).边界顺序连接点具有很短的保守序列（图连接点具有很短的保守序列（图13-2013-20）也称）也称为边界顺序。为边界顺序。100100种内含子的种内含子的55端都是端都是GTGT；33端都是端都是AGAG，因此称为，因此称为GT-AGGT-AG法则（法则（GT-AG GT-AG rulerule），又称为），又称为ChambonChambon法则。法则。但不适用于但不适用于类内含子。类内含子。内含子的两个末端并不存在同源或互补序列。内含子的两个末端并不存在同源或
30、互补序列。在剪切的初始阶段，可能直接连接在剪切的初始阶段，可能直接连接5.AAGUAAGU.CURAY.(10-40)(U/C)11NCAG G.3IntronexonexonPolyprimidine:多多聚嘌呤位点聚嘌呤位点分支点富嘧啶区分支点富嘧啶区33下游的第一个下游的第一个AGAG作为剪接的作为剪接的33 受点。受点。AGAG前一前一位核苷酸可以影响剪接效率。位核苷酸可以影响剪接效率。CAG CAG=UAG AAG GAG=UAG AAG GAG(3)内含子的主要类型：GU-AG、AU-AC、类内含子、类内含子（4）核）核mRNA的剪接的剪接参与RNA剪接的物质：snRNA（核内小分
31、子RNA）snRNP（snurp 小的细胞核核糖核蛋白）scRNA(小胞质RNA)scRNP(scyrp 小的细胞质核糖核蛋白)UACUACA-AGUGU4U5U6E1E2U1U2UACUACA-AGUGU6E1E2U1、U4、U51.边界顺序:其边界序列是完全符合GU-AG法则。2.分枝点顺序：它和类内含子相似也具有分枝点顺序。位于内含子3端上游18-40nt处，序列为Py80NPy87Pu75APy95其中A为百分之百的保守，且具有2-OH。3.内含子5端有一保守序列（5GUAAGUA3）可以和U1 snRNA的5端的保守顺序3CAUUUCAU5互补 和类内含子十分相似，但根本的不同点是核
32、mRNA前体的剪接本身不能形成二级结构，必需依赖于snRNP（U1，U2，U4，U5，U6）的帮助才能形成剪接体，进行自我剪接。它们自己本身不能象I类及类内含子那样依赖核心结构，形成茎环，将5和3剪切点拉在一起。和snRNA的结合是相当复杂的，但剪接反应的第一步5位点的剪接是由U6催化的，3位点是由5外显子1的3-OH对内含子3端切点进行转酯反应来完成。首先是GTP进入G结合位点，左边外显子的3端通过和引导序列的互补配对进入底物位点。GTP的3OH作用左边外显子和内含子交界处的磷酸二酯键，本身结核到内含子的5末端，备切下的5外显子仍保持在底物位点上，并未游离。第二步内含子的G414又进入了G结
33、合位点，切下的外显子的3OH又对G结合位点上的G与3外显子之间的磷酸二酯键发动亲核进攻，切开磷酸二酯键，而其3OH和3外显子的P重新形成磷酸二酯键而连接起来，这样就完成内含子的剪接。内含子成为显性的413nt的RNA分子。第三步，内含子5端和引导序列相邻的序列通过引导序列互补配对，进入底物位点。G414仍然留在G结合位点上，其3OH再作用底物位点上的序列，切下19nt的内含子5端，并和余下内含子的5P形成二酯键，形成414nt的环状内含子。(5)类内含子的剪接机制类内含子的剪接机制类内含子的自我剪接图13-241类内含子中含有的共同的二级结构（6）类内含子的自我剪接图13-27II型内含子的结
34、构特点1列为5GUGCGYnAG，符合GT-AG法则。2二级结构的形成使两个并列的功能区靠近。功能区5和功能区6被2碱基隔离开。功能区6含有1个不配对A残基，其上带有2-OH首先进行转酯反应。3在内含子的近3端具有分支点顺序（branch-pointseguence），也就是在第6功能区有6-12nt保守序列，在哺乳动物中为YNCURAY（Y：嘧啶，R：代表嘌呤，N表示任何核苷酸）。分支点顺序可和上游序列互补，形成茎环，但A不配对。(7)原核生物原核生物tRNA的转录后加工的转录后加工主要有以下几种加工方式：主要有以下几种加工方式：1.切断。切断。（由核酸内切酶在（由核酸内切酶在tRNA两端切
35、断）两端切断）2.剪接。剪接。由核酸外切梅从由核酸外切梅从3端逐个地切去附加的端逐个地切去附加的顺序，进行修剪（顺序，进行修剪（trimming）3.化学修饰。化学修饰。在在tRNA 3端加上端加上-CCAOH4.核苷酸的修饰和异构化。核苷酸的修饰和异构化。核苷酸的修饰和异构化。核苷酸的修饰和异构化。原核生物tRNA前体分子的加工a a、切除、切除tRNAtRNA前体两端多余的序列：前体两端多余的序列：5 5端切除几到端切除几到1010个核苷酸。个核苷酸。b、末端添加：、末端添加：3-端添加端添加CCA序列。序列。c、修饰：形成稀、修饰：形成稀有有碱基如碱基如DH2 。RNAasePRNAas
36、eFRNAasePRNAaseFRNAaseDRNAaseDACC表示核酸内切酶的作用表示核酸内切酶的作用 表示核苷酸转移酶的作用表示核苷酸转移酶的作用 表示核酸外切酶的作用表示核酸外切酶的作用 表示异构化酶的作用表示异构化酶的作用 早转录本早转录本成熟成熟tRNA加工加工酵母酪氨酸酵母酪氨酸tRNA前体的加工前体的加工(9)RNA(9)RNA的拼接方式的拼接方式 类型类型I I自我拼接自我拼接 类型类型IIII自我拼接自我拼接 核核mRNAmRNA的拼的拼接体的拼接接体的拼接 核核tRNAtRNA的的酶促拼接酶促拼接几种不同内含子剪接反应的区别酵母tRNAI类内含子类内含子核mRNA前体边界
37、顺序无5U-G35GU-AG35GU-AG3特殊顺序C（茎上）G(环上)内部引导序列分支点顺序分支点顺序,5外显子顺序二级结构茎环构象核心结构5、6功能区连接体基因外的成分内切酶，连接酶GTP，镁离子镁离子U1U2,U4,U5,U6能量要求ATP不不ATP中间型分子半分子tRNA环状L-19IVS套索套索4、RNA的编辑编编辑辑（editing）是指转录后的RNA在编码区发生碱基的突变、加入或丢失等现象。C变为U碱基的突变这一改变不是突变引起的：突变是指DNA上的碱基发生改变，而ApoB的DNA模板并未发生改变。上述转换的频率远高于突变。尿苷酸的缺失和添加1986.R.Benne在研究锥虫线粒
38、体mRNA转录加工时发现mRNA的多个编码位置上加入或丢失尿苷酸，1990年在高等动物和病毒中也发现了编辑现象。锥虫coxII 基因的编辑编辑的生物意义校正作用调控翻译扩充遗传信息，例如锥虫的coxIIImRNA的编辑后增长。五、原核生物与真核生物mRNA的特征比较1、原核生物mRNA的特征 半衰期短 多以多顺反子的形式存在 多顺反子mRNA：编码多个蛋白质的mRNA。单顺反子mRNA：只编码一个蛋白质的mRNA。结构基因结构基因Z：-半乳糖苷酶半乳糖苷酶Y：透过酶透过酶A：乙酰基转移酶：乙酰基转移酶ZYAOPDNA 5 端无“帽子”结构，3 端没有或只有较短的poly（A）结构。SD序列：m
39、RNA中用于结合原核生物核糖体的序列。2、真核生物mRNA的特征 5 端存在“帽子”结构多数mRNA 3 端具有poly（A）尾巴（组蛋白除外）以单顺反子的形式存在“基因”的分子生物学定义：产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核甘酸序列。原核生物和真核生物mRNA结构的比较RNA合成与DNA合成异同点相同点：1、都以DNA链作为模板2、合成的方向均为53 3、聚合反应均是通过核苷酸之间形成的3,5-磷酸 二酯键，使核苷酸链延长。不同点：复制转录模板两条链均复制模板链转录（不对称转录）原料dNTPNTP酶DNA聚合酶RNA聚合酶产物子代双链DNA（半保留复制）mRNA，tRNA，rRNA配对A
40、-T；G-CA-U；T-A；G-C引物RNA引物无 RNA Pol I Genes（一）、（一）、RNARNA聚合酶聚合酶I I的功能：细胞间期，的功能：细胞间期，合成除了合成除了5SrRNA5SrRNA外，其它外，其它rRNArRNA。（二）、（二）、rRNA-encoding genes(rDNA)rRNA-encoding genes(rDNA)1 1、Pre-rRNAPre-rRNA的转录单位的转录单位在人体中，在人体中，45S rRNA45S rRNA基因，分布基因，分布在在5 5条染色体上，每一条染色体含有条染色体上，每一条染色体含有4040拷贝。在细胞间期，这些区域形成拷贝。在细
41、胞间期，这些区域形成核仁。核仁。核仁：细胞核中的稠密区，核仁：细胞核中的稠密区，rRNArRNA的生产和修饰区域。的生产和修饰区域。2、前后串联形成基因簇、前后串联形成基因簇 （Tandem gene cluster)（三）（三）、RNA Pol I promotersUCEUCE:Upstreamcontrolelement核心启动子（核心启动子（core promotercore promoter）或核心元件（或核心元件（core elementcore element），），位于位于-4545到到+20+20，负责转录的起始。，负责转录的起始。上游控制元件（上游控制元件（upstream
42、,control element UCEupstream,control element UCE），），从从-180-180延伸到延伸到-107107，可增加核心元件的转录起始的效率。可增加核心元件的转录起始的效率。Coreelement-31+6-100（四）、转录因子：（四）、转录因子：UBFUBF和和 SLISLIUBF：upstream binding factor（Two）SLI:selectivity factor which contains:TBP:TATA-binding protein TAFs:TBP-associated factors TAF1s:Those subu
43、nits required for RNA Pol I transcription RNA Polymerase III Genes（一）、（一）、RNA polymerase III RNA polymerase III 的特点：的特点：1 1、至少由、至少由1616个不同亚基组成；个不同亚基组成；2 2、位于核质中；、位于核质中；3 3、合成前体、合成前体 tRNA tRNA 5S rRNA 5S rRNA U6 snRNA and scRNA U6 snRNA and scRNA（二）、（二）、tRNA tRNA 基因的转录基因的转录1 1、转录控制区位于转录起始点的转录单位内、转录控制
44、区位于转录起始点的转录单位内+1A boxB boxConservdsequencesinAbox5-TGGN/NAGTGGistheofDloopoftRNA;Bbox5-GGTTCGAN/NCCistheTCloopoftRNA.2、Two complex DNA-binding factors(1)、TFIIIC an assembly factor for the position of the initiation factor TFIIIB.（定位）（定位）(2)、TFIIIB consists of 3 subunits:TBP BRF TFIIB-related factor
45、B”（三）、（三）、5S rRNA5S rRNA基因的转录基因的转录1 1、5S rRNA5S rRNA是核糖体大亚单位的组成分，是核糖体大亚单位的组成分，唯一独立分开转录的唯一独立分开转录的rRNArRNA。约。约20002000个基个基因串联成簇（因串联成簇（clustercluster）。）。2 2、转录控制区、转录控制区boxCboxC位于起始点下游位于起始点下游81-81-99bp99bp处。启动子区域。处。启动子区域。+1C boxA box（四）、转录因子（四）、转录因子（1）、）、TFIIIA C box specific DNA-binding protein;（2）、）、T
46、FIIIC binding both A and B boxes;（3）、）、TFIIIB Once TFIIIC has bound,TFIIIB can interact with the complex and recruit PolIII to initiate transcription1型内部启动子5SrRNA2型内部启动子(tRNA)转录起始点转录起始点 boxA boxC boxA boxB TFIIIA TFIII C TFIII C TFIII B TBP A BA B TFIII C TFIII B Plo III Pol III 表表12-6 RNA pol 12-6
47、RNA pol 启动子的转录因子的结构和功能启动子的转录因子的结构和功能因子因子 结构结构 功能功能TFA 38Kda,TFA 38Kda,有有9 9个锌指个锌指 结合于结合于1 1型内部启动子型内部启动子(5sRNA(5sRNA基因基因)的的C C框，框，使使CC结合在结合在C C框下游，辅助框下游，辅助 B B定位结合定位结合TFB TFB 含含TBPTBP和另外二种蛋白和另外二种蛋白定位因子，使定位因子，使PolPol结合在起始位点上结合在起始位点上TFC TFC 含含AA和和B,B,有有5 5个亚基个亚基 BB结合结合型内部启动子型内部启动子(tRNA(tRNA基因基因)的的B B框，
48、框，起增强子的作用。起增强子的作用。AA结合结合A A框，起启动框，起启动 子的作用；辅助子的作用；辅助 B B定位结合定位结合TBPTBP是是B,D,SL1B,D,SL1的亚基的亚基和特异和特异DNADNA序列及序列及RNA PolRNA Pol结合，使结合，使PolPol结合结合 在正确的位点上在正确的位点上TFDTFD含含TBPTBP亚基亚基 结合结合TATATATA框，确定选择框，确定选择Pol Pol PBPPBP次近端结合蛋白次近端结合蛋白 可能和可能和DD一道辅助一道辅助 B B定位结合的另一途定位结合的另一途 径径1、下列有关TATA盒(Hognessbox)的叙述,哪个是正确
49、的:A.它位于第一个结构基因处B.它和RNA聚合酶结合C.它编码阻遏蛋白D.它和反密码子结合B2.转录需要的原料是:A.dNTPB.B.dNDP C.C.dNMP D.D.NTP E.E.NMPD3、DNA模板链为 5-ATTCAG-3 ,其转录产物是:A.5 -GACTTA-3 B.5 -CTGAAT-3 C.5 -UAAGUC-3 D.5 -CUGAAU-3 D4、DNA复制和转录过程有许多相同点,下列描述哪项是错误的?A.转录以DNA一条链为模板,而以DNA两条链为模板进行复制 B.在这两个过程中合成均为5-3方向 C.复制的产物通常情况下大于转录的产物 D.两过程均需RNA引物 D 5
50、、真核生物的mRNA加工过程中,5端加上（），在3端加上（），后者由（）催化。如果被转录基因是不连续的，那么，（）一定要被切除，并通过（）过程将（）连接在一起。帽子结构、多聚腺苷酸尾巴、poly(A)聚合酶、内含子、剪接、外显子6、10位的（）区和35位的（）区是RNA聚合酶与启动子的结合位点，能与因子相互识别而具有很高的亲和力。TATA、TTGACA7、决定基因转录基础频率的 DNA 元件是（），它是（）的结合位点 启动子、RNA聚合酶 8、原核生物 RNA 聚合酶核心酶由（）组成，全酶由（）组成。22、229、下面那一项不属于原核生物mRNA的特征（）A：半衰期短 B：存在多顺反子的形式