以基因的形式荷載遺傳信息，是生命遺傳的物質基礎。

DNA序列是遺傳信息的貯存者，它通過自主復制得到永存（DNA復制）。作為基因復制和轉錄的模板，是個體生命活動的信息基礎。

DNA的生物學功能是以蛋白質的形式表達出來的。通過轉錄生成信使RNA，翻譯生成蛋白質的過程來控制生物個體性狀（基因表達）。DNA的基本功能：現在是1頁\一共有137頁\編輯于星期二

基因表達(geneexpression)：是指細胞在生命過程中,把儲存在DNA順序中遺傳信息經過轉錄和翻譯,轉變成具有生物活性的蛋白質分子。

現在是2頁\一共有137頁\編輯于星期二一、基本概念生物體以DNA為模板合成RNA的過程。轉錄RNADNA

轉錄(transcription)：轉錄是生物界RNA合成的主要方式，是遺傳信息從DNA向RNA傳遞過程，也是基因表達的開始。

第一節轉錄的基本原理現在是3頁\一共有137頁\編輯于星期二參與轉錄的物質模板:DNA酶:RNA聚合酶原料:NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)其他蛋白質因子RNA合成方向：5'3'現在是4頁\一共有137頁\編輯于星期二TCATGATTAAG

T

AC

TA

A

T

DNA的平面結構圖細胞核中現在是5頁\一共有137頁\編輯于星期二AG

T

AC

TA

A

T

DNA的一條鏈AGCUGACGGUUU游離的核糖核苷酸

(原料）DNA解旋，以一條鏈為模板合成RNA細胞核中現在是6頁\一共有137頁\編輯于星期二AG

T

AC

TA

A

T

AGCUGACGGUUU

DNA與RNA的堿基互補配對：A——U；T——A；C——G；G—CRNA聚合酶細胞核中現在是7頁\一共有137頁\編輯于星期二AG

T

AC

TA

A

T

AGCGACGGUUUU

組成

RNA的核糖核苷酸一個個連接起來細胞核中現在是8頁\一共有137頁\編輯于星期二AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGUUUUA細胞核中現在是9頁\一共有137頁\編輯于星期二AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGUUGUUA細胞核中現在是10頁\一共有137頁\編輯于星期二AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGUGUUAA細胞核中現在是11頁\一共有137頁\編輯于星期二AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGUUAAU細胞核中現在是12頁\一共有137頁\編輯于星期二AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGUUAAUA細胞核中現在是13頁\一共有137頁\編輯于星期二AG

T

AC

TA

A

T

GCGCGGUUAAUAU細胞核中現在是14頁\一共有137頁\編輯于星期二AG

T

AC

TA

A

T

GGCGGUUAAUAUC細胞核中現在是15頁\一共有137頁\編輯于星期二AG

T

AC

TA

A

T

GGCGGUUAAUAUCDNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上mRNADNA細胞核中現在是16頁\一共有137頁\編輯于星期二AG

T

AC

TA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

細胞質

細胞核

核孔DNAmRNA在細胞核中合成現在是17頁\一共有137頁\編輯于星期二AG

T

AC

TA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

細胞質

細胞核mRNA通過核孔進入細胞質UCAUGAUUAmRNA現在是18頁\一共有137頁\編輯于星期二mRNA：(messenger)編碼了一個或多個蛋白質序列；tRNA：(transfer)把mRNA上的遺傳信息變為多肽中的氨基酸信息；rRNA：(ribosomal)是合成蛋白質的工廠核糖體中的主要成分。hnRNA：(heterogeneousnuclear)由DNA轉錄生成的原始轉錄產物，即前體mRNA。現在是19頁\一共有137頁\編輯于星期二snRNA：(smallnuclear)在前體mRNA加工中，參與去除內含子。snoRNA：(smallnucleolar)核仁小RNA，主要參與rRNA及其它RNA的修飾、加工、成熟等過程。scRNA：細胞質小RNA(smallcytoplasmic)主要在蛋白質合成過程起作用?，F在是20頁\一共有137頁\編輯于星期二其他非編碼RNA：按大小分：(1)21～25個核苷酸的RNA,包括microRNA(miRNA)和小干擾RNA(smallinterferinRNA（siRNA）。(2)100～200個核苷酸的smallRNA(sRNA),往往在細菌細胞起翻譯調節子功能。(3)大于10000個核苷酸的非編碼RNA，參與更高級真核生物的基因沉默?，F在是21頁\一共有137頁\編輯于星期二微小RNA(microRNA,miRNA)小干擾RNA(smallinterferingRNA,siRNA)相同點:(1)二者的長度都約22nt左右;(2)二者同是Dicer（一種具有RNAaseⅢ活性的核酸酶）產物;(3)二者同是RISC(RNA－inducedsilencingcomplex)的組分，因此在siRNA和miRNA介導的沉默機制上有重疊。現在是22頁\一共有137頁\編輯于星期二不同點：(1)二者的來源不同，miRNA來源于內源轉錄本，即單鏈RNA；siRNA來源于內源或外源的同源雙鏈RNA；(2)miRNA參與動植物正常的生長發育基因調控，而現在一般認為siRNA不參與正常的基因調控，只在病毒或其他dsRNA誘導的情況下才產生;(3)miRNA主要在翻譯水平起作用，而siRNA為轉錄后水平調控?，F在是23頁\一共有137頁\編輯于星期二端體酶RNA(telomeraseRNA):與染色體末端的復制有關；反義RNA(antisenseRNA):是指與mRNA互補的RNA分子,也包括與其它RNA互補的RNA分子。它參與基因表達的調控。現在是24頁\一共有137頁\編輯于星期二轉錄模板DNA分子上轉錄出RNA的區段，稱為結構基因。一段從啟動子開始至終止子結束的DNA序列為一個轉錄單元。DNA雙鏈按堿基配對規律能指引轉錄生成RNA的一股單鏈，稱為模板鏈(templatestrand)，也稱作反意義鏈或Waston鏈。相對的另一股單鏈是編碼鏈(codingstrand)，也稱為有意義鏈或Crick鏈。現在是25頁\一共有137頁\編輯于星期二5′……GCAGT

ACAT

GT

C……3′3′……cgtcatgtacag……5′5′……GCAGU

ACAU

GU

C……3′N……Ala·Val·His·Val……CDNA轉錄mRNA翻譯肽DNA模板、轉錄產物mRNA

和氨基酸序列之間的關系編碼鏈模板鏈｝現在是26頁\一共有137頁\編輯于星期二不對稱轉錄(asymmetrictranscription)在DNA分子雙鏈上某一區段，一股鏈用作模板指引轉錄，另一股鏈不轉錄；模板鏈并非永遠在同一條單鏈上。轉錄方向5335模板鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈轉錄方向現在是27頁\一共有137頁\編輯于星期二轉錄與復制的相似之處：⑴都是酶促的核苷酸聚合過程；⑵都以DNA為模板；⑶都需依賴DNA的聚合酶；⑷聚合過程都是核苷酸之間生成磷酸二酯鍵；⑸都從5′至3′方向延伸成新鏈多聚核苷酸；⑹都遵從堿基配對規律——

但轉錄忠實性要低于DNA復制。⑺轉錄與復制都受到嚴格的調控

二、轉錄與復制的異同現在是28頁\一共有137頁\編輯于星期二轉錄和復制的區別

引物有無高度進行性中途不停止可一段一段復制A-U，T-A，G-CA-T，G-C配對mRNA，tRNA，rRNA子代雙鏈DNA（半保留復制）產物RNA聚合酶（RNA-pol）DNA聚合酶酶NTPdNTP原料模板鏈轉錄（不對稱轉錄）兩股鏈均復制模板轉錄復制A-U，T-A，G-CA-T，G-C配對mRNA，tRNA，rRNA子代雙鏈DNA（半保留復制）產物RNA聚合酶（RNA-pol）DNA聚合酶酶NTPdNTP原料模板鏈轉錄（不對稱轉錄）兩股鏈均復制模板轉錄復制現在是29頁\一共有137頁\編輯于星期二（一）原核生物RNA聚合酶●RNA聚合酶（大腸桿菌為例）全酶=核心酶+σ因子第二節DNA指導下的RNA聚合酶核心酶(coreenzyme)全酶(holoenzyme)現在是30頁\一共有137頁\編輯于星期二大腸桿菌RNA聚合酶的組成分析現在是31頁\一共有137頁\編輯于星期二RNA聚合酶全酶在轉錄起始區的結合RNA聚合酶——現在是32頁\一共有137頁\編輯于星期二α:二聚體存在，核心酶組裝，啟動子識別，參與RNA聚合酶和部分調節因子的相互作用。β:能與模板DNA、新生RNA鏈及核苷酸底物相結合。催化磷酸二酯鍵的形成。β和β′共同形成聚合酶的催化中心σ：負責模板鏈的選擇和轉錄的起始，是酶的別構效應物，使酶和專一性識別模板上的啟動子，起始轉錄。現在是33頁\一共有137頁\編輯于星期二某些細菌含有能識別不同啟動子的σ因子，調控不同基因轉錄的起始，如枯草桿菌有6種不同的σ因子：σ55、σ29等。現在是34頁\一共有137頁\編輯于星期二

E.coli中不同的因子

可識別不同的啟動子現在是35頁\一共有137頁\編輯于星期二(二）真核生物RNA聚合酶真核生物的RNA聚合酶定位核仁核質核質轉錄產物45s-rRNAhnRNA5s-rRNA,tRNA,U1-13snRNAU6snRNA，（U6除外）非UsnRNA對鵝膏蕈堿反應耐受極敏感中度敏感種類ⅠⅡⅢ現在是36頁\一共有137頁\編輯于星期二除了細胞核RNA聚合酶外，真核生物線粒體和葉綠體中存在不同的RNA聚合酶。線粒體RNA聚合酶：一條多肽鏈，小，小于7×104，不受α-鵝膏蕈堿抑制；葉綠體RNA聚合酶：多亞基，部分亞基由葉綠體基因編碼，較大，不受α-鵝膏蕈堿抑制。現在是37頁\一共有137頁\編輯于星期二羅杰·大衛·科恩伯格（RogerDavidKornberg，1947年—?），2006年獲諾貝爾化學獎得主，美國生物學家，斯坦福大學結構生物學教授。因其對“真核轉錄的分子基礎所作的研究”而榮獲2006年諾貝爾化學獎。他的父親阿瑟·科恩伯格也是斯坦福大學的教授，并且是1959年諾貝爾生理學或醫學獎獲得者?，F在是38頁\一共有137頁\編輯于星期二RNA聚合酶與DNA聚合酶的區別現在是39頁\一共有137頁\編輯于星期二三、轉錄的基本過程模板識別轉錄起始通過啟動子轉錄延伸轉錄終止現在是40頁\一共有137頁\編輯于星期二全酶識別啟動子，與其可逆性結合形成封閉復合物——DNA為雙鏈。DNA構象變化，開放復合物形成，全酶結合的一小段雙鏈解開。開放復合物與最初2個NTP結合，短RNA鏈形成。模板識別和轉錄起始現在是41頁\一共有137頁\編輯于星期二轉錄起始：第一個核苷酸鍵的形成通過啟動子：2-9核苷酸短鏈形成啟動子的強弱：通過啟動子的時間，時間越短，起始頻率越高。真正的起始——釋放σ因子，轉錄起始復合物通過啟動子區，并生成由核心酶、DNA和新生RNA所組成的轉錄延伸復合物。σ因子決定轉錄的起始，不參與延伸?，F在是42頁\一共有137頁\編輯于星期二真核生物還需要至少7種輔助因子——轉錄因子參與，形成復雜的前起始復合物。現在是43頁\一共有137頁\編輯于星期二

轉錄因子轉錄復合體TBPTAFsTFIIATFIIBTFIIFPolIITFIIERNApolⅡ的轉錄起始現在是44頁\一共有137頁\編輯于星期二表12-5人類Ⅱ型啟動子的轉錄因子 因子 分子量 功能 RNAPolⅡ≥10K 依賴模板合成RNA TFⅡA 12,19,35K穩定TFⅡD和DNA的結合，激活TBP亞基 TFⅡB 33K 結合模板鏈（-10～+10），起始PolⅡ結合，和TFⅡE/F

相互作用 TFⅡD (TBP,30K)TBP亞基識別TATA，將聚合酶組入復合體中，TAFs識別特殊啟動子 TFⅡE 34K(β)結合在PolⅡ的前部，使復合體的保護區延伸到下游

57K(α)TFⅡF 38,74K 大亞基具解旋酶活性（RAP74）,小亞基和PolⅡ結合，介導其加入復合體 TFⅡH 具激酶活性，可以磷酸化PolⅡC端的CTD，使PolⅡ逸出，延伸 TFⅡI 120K 識別Inr，起始TFⅡF/D結合 TFⅡJ 在TFⅡF后加入復合體，不改變DNA的結合方式 TFⅡS RNA合成延伸 現在是45頁\一共有137頁\編輯于星期二聚合酶橫跨約40bp，解旋的DNA約17bp。現在是46頁\一共有137頁\編輯于星期二轉錄的延伸：RNA鏈不斷伸長，速度不均一。大腸桿菌：50-90個核苷酸/秒。解鏈區：RNA-DNA雜合鏈解開，DNA雙鏈重新形成?，F在是47頁\一共有137頁\編輯于星期二轉錄的終止：轉錄到終止位點，不再形成磷酸二酯鍵，RNA-DNA雜合鏈分開，DNA雙鏈形成，聚合酶及RNA單鏈釋放?，F在是48頁\一共有137頁\編輯于星期二現在是49頁\一共有137頁\編輯于星期二現在是50頁\一共有137頁\編輯于星期二

與轉錄起始和終止有關的DNA結構一、原核生物的啟動子和終止子啟動子定義：指能被RNA聚合酶識別、結合并啟動基因轉錄的一段DNA序列?，F在是51頁\一共有137頁\編輯于星期二5335結構基因調控序列RNA-pol原核生物一個轉錄區段可視為一個轉錄單位，稱為操縱子(operon)，包括若干個結構基因及其上游(upstream)的調控序列。

（一）啟動子結構轉錄單元現在是52頁\一共有137頁\編輯于星期二●RNA聚合酶保護法分析啟動子結構Pribnow41-44bp現在是53頁\一共有137頁\編輯于星期二開始轉錄TTGACAAACTGT-35區(Pribnowbox)酶的緊密結合位點（富含AT堿基，利于雙鏈打開）TATAATPuATATTAPy-10區1-30-5010-10-40-205335原核生物啟動子保守序列(Sextamabox)提供了RNA聚合酶全酶識別的信號55RNA聚合酶保護區結構基因33現在是54頁\一共有137頁\編輯于星期二大腸桿菌RNA聚合酶全酶所識別的啟動子區序列分析T85T83G81A61C69A52T89A89T50A65A100Pribnow框Sextama框現在是55頁\一共有137頁\編輯于星期二1、Pribnow框：－10區，保守序列為TATAAT。Pribnow框是RNA聚合酶的牢固結合位點，細菌中常見兩種啟動子突變：啟動子上升突變，提高轉錄活性；啟動子下降突變，降低轉錄水平。

σ的存在保證原核生物RNA聚合酶只能與啟動子區而不是其它區域形成穩定的二元復合物?，F在是56頁\一共有137頁\編輯于星期二2、Sextama框：－35區，保守序列為TTGACA。Sextama框是RNA聚合酶中σ

的識別位點，也是RNA聚合酶的初始結合位點。

Pribnow框與Sextama框之間的堿基序列并不重要，但兩個序列之間的距離十分重要；天然啟動子這段距離多為15～20bp，距離的大小可能是決定啟動子強度的因素之一。實驗表明：兩個序列之間的距離為17bp時，轉錄效率最高。現在是57頁\一共有137頁\編輯于星期二3、CAP位點：（乳糖操縱子的啟動子序列）

CAP即分解代謝物基因激活蛋白

(catabolitegeneactivationProtein)

也稱環腺苷酸受體蛋白（CRP）。

CAP分子內有兩個結構域：羧基末端結構域是DNA結合區；氨基末端結構域是cAMP結合位點。

CAP與cAMP的結合能提高CAP對雙鏈DNA的親和力；

CAP與啟動子（CAP位點）的結合是激活乳糖操縱子轉錄的必要條件?，F在是58頁\一共有137頁\編輯于星期二乳糖啟動子中有兩個CAP結合位點：一個在－70～－50位點，稱位點Ⅰ；一個在－50～－40位點，稱位點Ⅱ。位點Ⅰ包含一個反向重復序列，是強結合位點；位點Ⅱ是弱結合位點。AATGTGAGTT

AGCTCACTCATTACACTCAA

TCGAGTGAGT位點Ⅰ的反向重復序列現在是59頁\一共有137頁\編輯于星期二典型啟動子的結構

-35-10轉錄起點TTGACA16-19bpTATAAT5-9bp現在是60頁\一共有137頁\編輯于星期二●真核生物啟動子真核有三種不同的啟動子和有關的元件啟動子Ⅱ最為復雜，它和原核的啟動子有很多不同現在是61頁\一共有137頁\編輯于星期二真核生物啟動子的結構核心啟動子（corepromoter）上游啟動子元件（upstreampromoterelement，UPE）現在是62頁\一共有137頁\編輯于星期二1、核心啟動子●定義：指保證RNA聚合酶Ⅱ轉錄正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括轉錄起始位點及轉錄起始位點上游TATA區●作用：選擇正確的轉錄起始位點，保證精確起始TATA常在-25bp左右，相當于原核的-10序列T85A97T93A85A63A83A50現在是63頁\一共有137頁\編輯于星期二現在是64頁\一共有137頁\編輯于星期二2、上游啟動子元件●包括CAAT盒（CCAAT）和GC盒（GGGCGG）等●作用：控制轉錄起始頻率。CAAT：-70--80bpGGGCGG：-80--110bp現在是65頁\一共有137頁\編輯于星期二SV40早期啟動子組蛋白H2B

TATACAATGC返回現在是66頁\一共有137頁\編輯于星期二（三）轉錄起始復合物●原核生物轉錄起始復合物現在是67頁\一共有137頁\編輯于星期二三、轉錄的基本過程1、起始位點的識別：RNA聚合酶與啟動子DNA雙鏈相互作用并與之相結合的過程。2、轉錄起始RNA鏈上第一個核苷酸鍵的產生現在是68頁\一共有137頁\編輯于星期二3、RNA鏈的延伸●亞基脫落，RNA–pol聚合酶核心酶變構，與模板結合松弛，沿著DNA模板前移；●在核心酶作用下，NTP不斷聚合，RNA鏈不斷延長。核心酶

····DNA

····RNA現在是69頁\一共有137頁\編輯于星期二（二）終止子結構提供轉錄終止信號的序列稱為終止子（terminator）;終止信號存在于RNA聚合酶已經轉錄過的序列之中。原核生物終止子分為兩類：一類是不依賴于ρ因子的轉錄終止；一類是依賴ρ因子的轉錄終止；兩類終止子有共同的序列特征：

在轉錄終止點之前有一段間斷的回文結構。兩類終止子堿基組成的不同點：

不依賴ρ因子回文結構富含G-C下游富含A-T

依賴ρ因子G-C含量較少下游無特征現在是70頁\一共有137頁\編輯于星期二轉錄方向3′3′5′TCGGGCGAGCCCGCCGCCCGAGCGGGCTAAAAAATTTTTT3′3′5′5′DNA模板鏈編碼鏈AAAAAAUUUUUU5′CGCCCGAGCGGGCU5′TTTTTTDNA模板鏈編碼鏈轉錄產物3′不依賴ρ因子的終止子現在是71頁\一共有137頁\編輯于星期二轉錄方向3′3′5′TAAGTAGATTCATCCTACTTAGATGAATAGCTACTCGATG3′3′5′5′DNA模板鏈編碼鏈AGCTACUCGAUG5′CUACUUAGAUGAAU5′TCGATGDNA模板鏈編碼鏈轉錄產物3′依賴ρ因子的終止子現在是72頁\一共有137頁\編輯于星期二

Ⅰ類啟動子分兩部分：－40～＋5稱為近啟動子，決定轉錄起始的位點；－165～－40稱為遠啟動子，影響轉錄的頻率。（一）RNA聚合酶Ⅰ的啟動子即rRNA基因的啟動子，稱Ⅰ類啟動子。

二、真核生物的啟動子和終止子真核有三種不同的啟動子和有關的元件啟動子Ⅱ最為復雜，它和原核的啟動子有很多不同現在是73頁\一共有137頁\編輯于星期二（二）RNA聚合酶Ⅱ的啟動子1、帽子位點（capsite）：

即轉錄起始位點，其堿基大多為A。2、TATA框：又稱Hogness框，位于－25附近，由含有TATA的6～7個核苷酸組成，保守序列為TATA（A/T）A（A/T）。但TATA框的兩側富含G-C堿基對。即mRNA基因的啟動子，稱Ⅱ類啟動子

核心啟動子元件

作用：選擇正確的轉錄起始位點，保證精確起始。其序列的完整與準確對維持啟動子的功能是必需的?，F在是74頁\一共有137頁\編輯于星期二3、CAAT框：位于－75附近，保守序列為GGNCAATCT。頭兩個G非常重要，一但突變，轉錄效率大大下降。4、GC框：位于－110附近，以5′CCGCC3′序列為特征。上游啟動子元件

作用：

控制著轉錄起始的頻率?，F在是75頁\一共有137頁\編輯于星期二現在是76頁\一共有137頁\編輯于星期二5、增強子（enhancer）：能結合反式作用因子，決定基因的時間和空間特異性表達，增強啟動子轉錄活性的DNA序列。增強子作用特點：⑴增強效應十分明顯：使轉錄頻率增加百倍或千倍。⑵增強效應與其所處的位置和取向無關：增強子以5′→3′或3′→5′排列對啟動子都有作用。⑶大多為重復序列：長約50bp，適合與反式因子結合，內部常有一個核心序列，為增強效應所必需。⑷增強效應具有嚴密的組織和細胞特異性。⑸沒有基因專一性。⑹許多增強子受外部信號的調控?，F在是77頁\一共有137頁\編輯于星期二增強子能從上游或下游位置激活啟動子,并且與啟動子相比,增強子的序列顛倒后仍能起作用.

現在是78頁\一共有137頁\編輯于星期二（三）RNA聚合酶Ⅲ的啟動子即tRNA基因的啟動子，稱Ⅲ類啟動子。

Ⅲ類啟動子位于轉錄起始點下游，稱下游啟動子或內部啟動子。

Ⅲ類啟動子包括：A盒、B盒

A盒靠近5′方向；B盒靠近3′方向。

Ⅲ類啟動子需要的轉錄因子包括：

TFⅢC、TFⅢB、TFⅢA，前兩者是共同的，后者為5SrRNA基因轉錄所需?，F在是79頁\一共有137頁\編輯于星期二現在是80頁\一共有137頁\編輯于星期二三、原核生物和真核生物轉錄起始位點的結構差異原核生物真核生物帽子結構沒有有起始核苷酸嘌呤或嘧啶嘌呤（A為主）啟動區范圍較小(＋1～－70)較大(＋1～－110)上游序列TTGACACAAT、GC、增強子現在是81頁\一共有137頁\編輯于星期二圖5-4P155頁原核生物與真核生物啟動子比較現在是82頁\一共有137頁\編輯于星期二原核生物和真核生物轉錄及抑制劑第四節原核生物轉錄的起始原核生物轉錄的延長原核生物轉錄的終止與新合成RNA鏈的釋放真核生物的轉錄

RNA生物合成抑制劑現在是83頁\一共有137頁\編輯于星期二轉錄起始需解決兩個問題：DNA雙鏈解開，使其中的一條鏈作為轉錄的模板。

RNA聚合酶必須準確地結合在轉錄模板的起始區域。一、原核生物轉錄的起始現在是84頁\一共有137頁\編輯于星期二4.當三元復合物中RNA長6～9個核苷酸時，因子從全酶解離下來，進入延長階段。2.RNA聚合酶向－10區轉移，并與之牢固結合。－10區DNA雙鏈解開12～17bp，形成開放的二元啟動子復合物（模板－酶）。

轉錄起始過程1.因子辨認轉錄起始點（-35區的TTGACA序列），RNA聚合酶全酶(2)與模板－35序列結合，形成閉合的二元閉合啟動子復合物。3.在RNA聚合酶β亞基催化下形成第一個磷酸二酯鍵，形成三元復合物（模板－酶－RNA）。轉錄復合物：

RNApol(2)-DNA-pppGpN-OH3現在是85頁\一共有137頁\編輯于星期二二、原核生物轉錄的延長1.亞基脫落，RNA–pol聚合酶核心酶變構，與模板結合松弛，沿著DNA模板前移；

2.在核心酶作用下，以模板鏈作指導，按照堿基配對原則：A-U，T-A，G-C；NTP不斷聚合，RNA鏈不斷延長。(NMP)n+NTP(NMP)n+1

+PPi延長中的轉錄復合物也叫轉錄空泡。隨著RNA聚合酶前移，轉錄產物RNA不斷移出轉錄空泡，已轉錄完畢的DNA雙鏈又重新復合而不再打開。原核生物的轉錄和翻譯偶聯進行。現在是86頁\一共有137頁\編輯于星期二轉錄空泡(transcriptionbubble)：RNA-pol（核心酶）

····DNA····RNA現在是87頁\一共有137頁\編輯于星期二53DNA原核生物轉錄過程中的羽毛狀現象核糖體RNARNA聚合酶現在是88頁\一共有137頁\編輯于星期二三、原核生物轉錄的終止和新生RNA鏈的釋放指RNA聚合酶在DNA模板上停頓下來不再前進，轉錄產物RNA鏈從轉錄復合物上脫落下來。分類：不依賴Rho(ρ)因子的轉錄終止依賴Rho(ρ)因子的轉錄終止現在是89頁\一共有137頁\編輯于星期二（一）依賴ρ因子的轉錄終止

1969年，Roberts發現了能控制轉錄終止的蛋白質，即ρ因子。由相同的6個亞基組成六聚體，分子量200kD。

ρ因子具有NTP酶活性和解螺旋酶活性，是促使轉錄三元復合物解離的根本原因。

ρ因子的NTP酶活性依賴于單鏈RNA的結構。

ρ因子依賴性終止子含有一個反向重復序列，使

RNA末端形成一個發夾結構，導致轉錄延宕，ρ因子得以發揮作用，終止轉錄?，F在是90頁\一共有137頁\編輯于星期二水解各種核甘三磷酸促使新生RNA鏈從三元轉錄復合物中解離出來，從而終止轉錄?，F在是91頁\一共有137頁\編輯于星期二（二）非依賴ρ因子的轉錄終止

DNA模板接近轉錄終止的區域內，有較密集的A-T配對區或G-C配對區，且G-C配對為回文結構。

轉錄產物RNA的3′-末端有若干個連續的U。連續U區的5′-端前方堿基形成莖環結構或發夾結構。這種二級結構是阻止轉錄繼續向下游推進的關鍵?，F在是92頁\一共有137頁\編輯于星期二莖環結構使轉錄終止的機理使RNA聚合酶變構，轉錄停頓；密集A-U配對使轉錄復合物趨于解離，釋放RNA。

終止效率與二重對稱序列和寡聚U的長短有關。

現在是93頁\一共有137頁\編輯于星期二四、真核生物的轉錄（一）轉錄起始真核生物的轉錄起始上游區段比原核生物多樣化。轉錄起始時，RNA-pol不直接結合模板，而需依靠眾多的轉錄因子，與模板結合形成轉錄起始前復合物，其起始過程比原核生物復雜得多?，F在是94頁\一共有137頁\編輯于星期二真核生物RNA聚合酶II所形成的轉錄起始復合物

現在是95頁\一共有137頁\編輯于星期二

轉錄因子轉錄復合體TBPTAFsTFIIATFIIBTFIIFPolIITFIIE、●真核生物轉錄起始復合物PIC組裝完成，TFⅡH使CTD磷酸化現在是96頁\一共有137頁\編輯于星期二（二）轉錄延長真核生物轉錄延長過程與原核生物大致相似，但因有核膜相隔，沒有轉錄與翻譯同步的現象。RNA-pol前移處處都遇上核小體。轉錄延長過程中可以觀察到核小體移位和解聚現象。現在是97頁\一共有137頁\編輯于星期二RNA-PolRNA-PolRNA-Pol核小體轉錄延長中的核小體移位轉錄方向現在是98頁\一共有137頁\編輯于星期二（三）轉錄終止1、RNA聚合酶Ⅰ轉錄出rRNA前體3′末端后，繼續向下游轉錄超過1000個bp時，存在一個

18bp的終止序列。2、RNA聚合酶Ⅲ

轉錄模板的下游存在一個終止子，是位于GC豐富序列之中的TTTT。

RNA聚合酶Ⅲ有內原性的轉錄終止功能。3、RNA聚合酶Ⅱ的轉錄沒有明確的終止信號?，F在是99頁\一共有137頁\編輯于星期二五、RNA生物合成抑制劑概念：能阻斷、抑制或者干擾核酸的代謝過程，最終抑制轉錄的一類化合物，稱RNA生物合成抑制劑。分三類：

1、嘌呤和嘧啶類似物，抑制核酸前體的合成；

2、通過與DNA結合而改變模板的功能；

3、與RNA聚合酶結合而影響其活力?，F在是100頁\一共有137頁\編輯于星期二（一）利福霉素及利福平作用：抗結核藥物，特異地抑制細菌RNA聚合酶的活性，因而抑制細菌RNA的合成。機制：利福霉素可與RNA聚合酶的β亞基結合，并阻止起始位點的填充，抑制二核苷酸

RNA的形成；

利福平則阻止RNA聚合酶的移動，抑制頭三個核苷酸的形成。因此，利福霉素和利福平都是RNA鏈合成起始過程的抑制劑?，F在是101頁\一共有137頁\編輯于星期二（二）利迪鏈菌素作用：與細菌的RNA聚合酶β亞基結合，抑制轉錄過程中RNA鏈的延長反應。（三）α-鵝膏蕈堿

作用：抑制真核生物的RNA聚合酶，且RNApolⅡ

極為敏感。對細菌RNA聚合酶作用極弱。現在是102頁\一共有137頁\編輯于星期二轉錄后加工過程及其機制第五節

mRNA的前體加工

rRNA的前體加工

tRNA的前體加工現在是103頁\一共有137頁\編輯于星期二⑴真核細胞每種轉錄產物都是各種RNA的前身，即無活性，亦無功能。⑵真核初級轉錄產物必須在胞核內經過適當加工，使之變成具有活性的成熟RNA后，由胞核運至胞質才能執行翻譯功能。⑶真核細胞轉錄作用和翻譯作用無論在空間上還是時間上都是彼此分開進行的。⑷原核細胞mRNA不需加工，tRNA和rRNA加工。真核細胞與原核細胞轉錄產物的區別：現在是104頁\一共有137頁\編輯于星期二現在是105頁\一共有137頁\編輯于星期二一、mRNA的前體加工1、5端形成帽子結構(m7GpppNp—)2、3端加上多聚腺苷酸尾巴(polyAtail)3、中部剪接除去內含子4、鏈內部核苷酸的甲基化hnRNA轉變成mRNA的加工過程包括：現在是106頁\一共有137頁\編輯于星期二⑴修飾的化學反應：⑵5′-端的修飾在核內完成，且在轉錄到20個核苷酸時在轉鳥嘌呤核苷酸酶催化下加到5ˊ端的。先于中段剪切。⑶5′帽子分Cap0、Cap1、Cap2。（一）5′-端加上帽子結構(mGpppNp—）真核生物mRNA的5’末端的第一個核苷酸總是7-甲基鳥核苷三磷酸（m7Gppp）。mRNA5’端的這種結構稱為帽子（cap）?，F在是107頁\一共有137頁\編輯于星期二

由稀有的7-甲基鳥嘌呤通過5ˊ,5ˊ－三磷酸鍵與初始轉錄物的起始（5ˊ）核苷酸連接形成的。5′pppN…磷酸酶ppi5′pN…pppGpi5′GpppN…甲基化酶+CH3m7GpppN…現在是108頁\一共有137頁\編輯于星期二轉鳥嘌呤核苷酸酶催化尿苷酸-7甲基轉移酶2’-O-甲基轉移酶（cap1）（cap0）（cap2）2’-O-甲基轉移酶現在是109頁\一共有137頁\編輯于星期二

mRNA帽子的生理功能：⑴帽子結構參與翻譯起始，帽0結構是核糖體小亞基識別mRNA所必需的；核糖體上有帽結合蛋白。⑵m7Gppp結構能有效地封閉mRNA5’末端，以保護mRNA免受5’核酸外切酶的降解，增強mRNA的穩定。現在是110頁\一共有137頁\編輯于星期二（二）3′-端加上多聚腺苷酸尾巴(polyA)。⑴polyA的出現不依賴DNA模板。⑵加尾信號：3′-末端出現AAUAAA及下游的

GU豐富區。在兩序列之間由特異的核酸內切酶切除多余的核苷酸，然后加上polyA。

尾部修飾和轉錄終止同時進行。⑶3′-端修飾也在核內完成，并先于mRNA中段的剪接。⑷polyA的有無及長短是維持mRNA作為翻譯模板的活性，以及增加mRNA本身穩定性的因素。現在是111頁\一共有137頁\編輯于星期二約20NT第一步：CPSF識別AAUAA信號，CstF結合GU/U區，激活CF核酸酶，發生斷裂CPSF:斷裂識別因子CstF:斷裂刺激因子第二步：PAP結合到斷裂點，聚合約個腺苷酸的poly（A）尾巴，這個短的尾巴通過寡聚腺苷酸結合蛋白刺激PAP活性再進一步延伸到大約200個腺苷酸。聚腺苷酸聚合酶（PAP）現在是112頁\一共有137頁\編輯于星期二

mRNA3′-端的多聚腺苷酸化可被冬蟲夏草素

（3′-脫氧胸苷）所阻止；

即冬蟲夏草素是多聚腺苷酸化的特異抑制劑。

（三）mRNA的甲基化真核生物mRNA分子中有許多甲基化的堿基，主要是：N6-甲基腺嘌呤（m6A）?，F在是113頁\一共有137頁\編輯于星期二（四)mRNA的自我剪接現在是114頁\一共有137頁\編輯于星期二自我剪接的概念——除去hnRNA中的內含子，將外顯子連接。

snRNP與hnRNA結合成為剪接體，進行剪接；參與mRNA剪切的snRNP包括U1、U2、U4、U5、U6內含子上有3個保守性序列——剪接位點：

①

5′端起始序列GU；

②

3′端AG;③距3′端18～40個核苷酸處有一個“分支點”，一定含A﹡，由A﹡發動第一次轉酯反應。剪接過程是兩次轉脂反應。與Ⅱ類內含子相似?，F在是115頁\一共有137頁\編輯于星期二

5’..AAGUAAGU…….CURAY..(10-40)…(U/C)11NCAGG….3’IntronexonexonPolyprimidineCAG=UAG>AAG>GAG現在是116頁\一共有137頁\編輯于星期二現在是117頁\一共有137頁\編輯于星期二現在是118頁\一共有137頁\編輯于星期二現在是119頁\一共有137頁\編輯于星期二

①GU-AG、AU-AC：真核生物細胞核mRNA基因

②Ⅰ類內含子：線粒體、葉綠體及低等真核生物細胞核的rRNA基因

③Ⅱ類內含子：線粒體、葉綠體的mRNA基因生物體內內含子的主要類型：現在是120頁\一共有137頁\編輯于星期二Ⅰ類內含子的自我剪接現在是121頁\一共有137頁\編輯于星期二Ⅱ類內含子的自我剪接現在是122頁\一共有137頁\編輯于星期二組成型剪接：一個基因的轉錄產物通過剪接只能產生一種成熟的mRNA。選擇性剪接：同一基因的轉錄產物由于不同的剪接方式形成不同mRNA。

組成型剪接和可變剪接現在是123