第五章遗传信息的表达
1 第五章 遗传信息的表达
中心法则： 转录 翻译 DNA RNA pr 逆转录 第一节转录(transcription) 以DNA为模板合成RNA的过程 2
2 中心法则： DNA RNA pr 转录 逆转录 翻译 第一节 转录（transcription） 以ＤＮＡ为模板合成ＲＮＡ的过程
DNA 0091688 Replication Infor mation DNA duplicates 次AXAN心NN八N沁 Z20200次DNAN DNA Information Transcription RNA synthesis RNA mRNA nucleus mn:niinnm Informalion cytoplasm nuclear envelope Translation Protein synthesis Protein Ribosome Protein The Central Dogma of Molecular Biology 3
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与复制的相同之处： (1)都以DNA为模板 (2)都以nt为原料，合成方向都是5'3'. (3)都服从碱基配对原则 不同之处： (1)四种原料不同：DNA→dNTP,RNA-NTP (2)配对碱基不同：A=T;A=U (3)酶不同： DNA聚合酶；RNA聚合酶 (4)模板：复制：两条全部DNA分子； 转录：一条DNA分子的部分
4 （4）模板： 复制： 两条全部DNA分子； 转录：一条DNA分子的部分 与复制的相同之处: (1)都以DNA为模板. (2) 都以nt 为原料,合成方向都是5＇3＇. (3) 都服从碱基配对原则 不同之处: (1)四种原料不同: DNAdNTP, RNANTP (2)配对碱基不同：A=T；A=U （3）酶不同： DNA聚合酶；RNA聚合酶
原核生物RNA的生物合成 (一)RNA聚合酶(RNA polymerase):1种 大肠杆菌中： 全酶为：五聚体(2βB′o): σ：识别结合启动子 2:启动子上游 B:催化形成二酯键 β’：酶与模板的结合部位 需Mg2+,Mn2+,无校对功能 RNA合成的错误率为10-6(DNA合成的错误率为10-9.10-10)
5 一、原核生物RNA的生物合成 （一）RNA聚合酶（RNA polymerase） ： 1 种 RNA合成的错误率为10 -6 （DNA合成的错误率为10 -9-10 -10） 大肠杆菌中： 全酶为：五聚体（2＇）： ：识别结合启动子 2：启动子上游 ：催化形成二酯键 ＇ ：酶与模板的结合部位 需Mg2+ ，Mn2+ ， 无校对功能
(二)转录模板 基因1：链2：转录模板链(template strand)or反意义链 (antisense strand) 链1：信息链or有意义链(sense strand)or编码链(coding strand) 基因2：链1：转录模板链(template strand)or反意义链 (antisense strand) 链2为信息链or有意义链(sense strand)or编码链 (coding strand) 6
6 （二）转录模板 基因1:链2:转录模板链(template strand) or 反意义链 (antisense strand) 链1:信息链or 有意义链(sense strand) or 编码链(coding strand) 基因2: 链1:转录模板链(template strand) or 反意义链 (antisense strand) 链2 为信息链or 有意义链(sense strand) or 编码链 (coding strand)
三)转录过程 1、起始阶段：不需要引物，全酶中σ识别并结合启动子 DNA构象发生变化 RNA聚合酶催化两个相邻的nt与模板配对 第一个nt为5'pppG or pppA,第二个nt有游离3'-OH 继续加入NTP,延长 ↓几个nt之后 σ因子脱落 全酶-DNA-ppPGPN'-OH称为起始复合物
7 (三) 转录过程 1、起始阶段: 不需要引物, 全酶中识别并结合启动子 DNA构象发生变化 RNA聚合酶催化两个相邻的nt与模板配对 第一个nt为5＇pppG or pppA, 第二个nt有游离3＇-OH 继续加入NTP,延长 几个nt之后 因子脱落 全酶-DNA- pppGpN＇-OH 称为起始复合物
2、延长阶段： 核心酶(core enzyme)沿模板3'→5'滑行，RNA按5′→3 方向合成 ↓ >12nt,RNA5'端与DNA模板脱离 mRNA:~45nt/sec,rRNA:~90nt/sec 3、终止阶段 两种方式：P因子不依赖终止 P因子依赖终止 8
8 2、延长阶段: 核心酶(core enzyme) 沿模板3＇5＇滑行, RNA按5＇3＇ 方向合成 >12nt, RNA 5＇端与DNA模板脱离 mRNA: 45nt/sec, rRNA: 90nt/sec 3、.终止阶段 两种方式: 因子不依赖终止 因子依赖终止
(1)p因子不依赖终止图5-1 RNA酶行进到模板的终止子部位（富含GC,可在 RNA上形成发夹结构) ↓ 发夹结构影响RNA酶的行进 ↓ RNA链先从DNA上释放，再与核心酶分离 ↓ 终止转录 9
9 RNA酶行进到模板的终止子部位(富含GC,可在 RNA 上形成发夹结构) 发夹结构影响RNA酶的行进 RNA链先从DNA上释放,再与核心酶分离 终止转录 （1）因子不依赖终止 图5-1
(2)p因子依赖终止图5-2 P因子与RNA聚合酶结合（终止子） ↓ 使RNA-DNA杂交体解开 ↓ P因子、RNA聚合酶与DNA分离 转录终止 10
10 因子与RNA聚合酶结合(终止子) 使RNA-DNA杂交体解开 因子、RNA聚合酶与DNA分离 转录终止 （2）因子依赖终止 图5-2