第七章 RNA的生物合成 一、转录概述 二、转录反应的模板 三、 DNA指导的RNA聚合酶 四、启动子与终止子 五、RNA的酶促合成 六、原核生物RNA的转录后加工 七、真核生物RNA的合成 八、真核生物RNA的转录加工 九、RNA 的生物学功能
第七章 RNA的生物合成 一、转录概述 二、转录反应的模板 三、 DNA指导的RNA聚合酶 四、启动子与终止子 五、RNA的酶促合成 六、原核生物RNA的转录后加工 七、真核生物RNA的合成 八、真核生物RNA的转录加工 九、RNA 的生物学功能
第七章 RNA的生物合成 一、转录概述(RNA生物合成概念) RNA几乎总是线性单链的，极少有环状RNA 分子。但几乎每个RNA分子都有许多短的双螺 旋部分，称为发夹。 除了标准的GC和AU对之外，还有较弱 的GU对可帮助单链RNA形成二级结构。 一条正在延伸的RNA链的二级结构会 影响这个RNA分子的剩下部分的合成。 一个细胞中含有许多不同的RNA分子， 其长度为50个核苷酸到数万个核苷酸不等
第七章 RNA的生物合成 一、转录概述(RNA生物合成概念) RNA几乎总是线性单链的，极少有环状RNA 分子。但几乎每个RNA分子都有许多短的双螺 旋部分，称为发夹。 除了标准的GC和AU对之外，还有较弱 的GU对可帮助单链RNA形成二级结构。 一条正在延伸的RNA链的二级结构会 影响这个RNA分子的剩下部分的合成。 一个细胞中含有许多不同的RNA分子， 其长度为50个核苷酸到数万个核苷酸不等
R17病每RNA中由氢键形成的双螺旋 RUGGCGUUCGUACUUAAAUAUGGAAUU GCCUCAAGCAUCGCUUUUAACCUUAU 发夹结构示意图
RNA合成需要RNA聚合酶。E.coli细胞中约 有RNA聚合酶分子3000个。此酶催化RNA主链中 核苷酸间的3’ ,5’磷酸二酯键的形成，催化反 应速度很快，在37℃时RNA链的延伸可达50～90 个核苷酸/秒。 RNA的合成是以DNA为模板合成核糖核 苷酸链的过程，故称为转录(transcription)。 RNA的合成非常精确，转录没有校正机 制（proofreading）。由于细胞RNA不能自我复 制，故即使偶有差错亦不会遗传下去
RNA合成需要RNA聚合酶。E.coli细胞中约 有RNA聚合酶分子3000个。此酶催化RNA主链中 核苷酸间的3’ ,5’磷酸二酯键的形成，催化反 应速度很快，在37℃时RNA链的延伸可达50～90 个核苷酸/秒。 RNA的合成是以DNA为模板合成核糖核 苷酸链的过程，故称为转录(transcription)。 RNA的合成非常精确，转录没有校正机 制（proofreading）。由于细胞RNA不能自我复 制，故即使偶有差错亦不会遗传下去
双链DNA分子中只有一条链作为RNA模板。作 模板的DNA链称为反义链，不作模板的DNA链称 为有义链。 如果DNA的两条链均作为RNA模板，则 每个基因必将产生两条互补的RNA。而遗传学证 明每个基因只合成了一条RNA链。即使合成两条 RNA链，其中也只有一条有功能。事实上，在活 体内只存在这两条RNA链中的一条。 如将双链DNA加热使之变性，再加入以 此DNA为模板所合成的单链RNA，进行退火。结 果除复性的DNA双螺旋外，还形成了DNA-RNA杂 种分子。结果表明只有一条DNA链被转录
双链DNA分子中只有一条链作为RNA模板。作 模板的DNA链称为反义链，不作模板的DNA链称 为有义链。 如果DNA的两条链均作为RNA模板，则 每个基因必将产生两条互补的RNA。而遗传学证 明每个基因只合成了一条RNA链。即使合成两条 RNA链，其中也只有一条有功能。事实上，在活 体内只存在这两条RNA链中的一条。 如将双链DNA加热使之变性，再加入以 此DNA为模板所合成的单链RNA，进行退火。结 果除复性的DNA双螺旋外，还形成了DNA-RNA杂 种分子。结果表明只有一条DNA链被转录
用RNA聚合酶在体外对DNA双螺旋进行转录， 结果取决于DNA模板受到损伤的程度。 例如将T7 DNA变性，RNA聚合酶能与单 链DNA结合，两条均能被转录。但如果用天然的 完整双链DNA为模板，则RNA聚合酶仅能和称为 启动子的顺序结合，从而只能转录在活体内被 转录的那条链。 RNA转录还需要两个基本结构元件—— 启动子和终止子。 DNA链上从启动子到终止子 为止的长度称为一个转录单位。一个转录单位 可以包括一个基因，也可以包括几个基因
用RNA聚合酶在体外对DNA双螺旋进行转录， 结果取决于DNA模板受到损伤的程度。 例如将T7 DNA变性，RNA聚合酶能与单 链DNA结合，两条均能被转录。但如果用天然的 完整双链DNA为模板，则RNA聚合酶仅能和称为 启动子的顺序结合，从而只能转录在活体内被 转录的那条链。 RNA转录还需要两个基本结构元件—— 启动子和终止子。 DNA链上从启动子到终止子 为止的长度称为一个转录单位。一个转录单位 可以包括一个基因，也可以包括几个基因
二、转录反应的模板 转录反应不但需要DNA作为模板， 而且不同的RNA聚合酶对DNA两股链 以及不同的DNA段落都有一定的选择 性
二、转录反应的模板 转录反应不但需要DNA作为模板， 而且不同的RNA聚合酶对DNA两股链 以及不同的DNA段落都有一定的选择 性
• 对于不同的基因来说，其转录信息可以存在于 两条不同的DNA链上。能够转录RNA的那条 DNA链称为模板链，或负链（-链）；对应的 链称为编码链，即正链（+链）。 模板链 （-链） 编码链 （+链） 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 5’
• 对于不同的基因来说，其转录信息可以存在于 两条不同的DNA链上。能够转录RNA的那条 DNA链称为模板链，或负链（-链）；对应的 链称为编码链，即正链（+链）。 模板链 （-链） 编码链 （+链） 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 5’
（一）、模板的必要性 • 实验证明：在RNA聚合酶参与RNA合成的 系统中，若是缺少DNA模板，或者事先用 脱氧核糖核酸酶（DNase）处理，破坏 DNA模板，这个系统就不能合成RNA。若 在这个系统中补加DNA，或者使DNase钝 化，或分离除去DNase，这个系统就能恢 复合成RNA的正常功能。新合成的RNA碱 基顺序完全与该系统中DNA的
（一）、模板的必要性 • 实验证明：在RNA聚合酶参与RNA合成的 系统中，若是缺少DNA模板，或者事先用 脱氧核糖核酸酶（DNase）处理，破坏 DNA模板，这个系统就不能合成RNA。若 在这个系统中补加DNA，或者使DNase钝 化，或分离除去DNase，这个系统就能恢 复合成RNA的正常功能。新合成的RNA碱 基顺序完全与该系统中DNA的
• 碱基顺序互补。新生RNA即是模板DNA的 互补体。这说明，在RNA聚合酶参与的反 应中，DNA不但能起动RNA的合成，而且 它也能决定RNA产物的全部碱基顺序。另 一方面，在DNA链上有许多可以构成回文 结构的对称顺序。它是转录调控因子的 识别信号。这都说明模板在转录作用中 所处的重要地位
• 碱基顺序互补。新生RNA即是模板DNA的 互补体。这说明，在RNA聚合酶参与的反 应中，DNA不但能起动RNA的合成，而且 它也能决定RNA产物的全部碱基顺序。另 一方面，在DNA链上有许多可以构成回文 结构的对称顺序。它是转录调控因子的 识别信号。这都说明模板在转录作用中 所处的重要地位