RNA的合成VIP免费

第二节RNA的生物合成RNA的生物合成包括RNA转录（transcription）与RNA复制。除少数RNA病毒，以RNA复制的方式传递遗传信息外，大部分生物中遗传信息都是从DNA分子中以转录方式合成RNA而输出的，即以DNA为模板，以四种核糖核苷酸为原料，在RNA聚合酶催化下合成RNA。转录是基因表达的第一步，是遗传信息传递的重要环节。转录产物有：mRNA、rRNA、tRNA、小RNA。一、转录体系参与RNA合成的成分有多种，包括DNA模板、四种三磷酸核糖核苷（NTP）、RNA聚合酶、某些蛋白质因子及必要的无机离子等，这些总称为转录体系。（一）DNA模板转录以DNA为模板，根据碱基配对原则，按照DNA模板中核苷酸的排列顺序合成互补的RNA分子。DNA分子中的A、G、C、T分别对应于合成RNA分子中的U、C、G、A。模板DNA的序列决定着转录RNA的序列，从而将DNA的遗传信息传给RNA。与DNA复制不同，转录具有不对称性。即在一个包含多个基因的双链DNA分子中（如称为A链及B链），某个基因节段只以A链为模板进行转录，B链不转录，而在另一个基因节段可由B链为模板，A链不转录。在转录中，基因的DNA双链中可以作模板的链称为模板链，不作为模板的另一条DNA链称为编码链。转录的RNA序列与DNA模板链序列是互补的，而与DNA中编码链序列基本相同（U代替了T）。（二）底物转录所需的底物（原料）是四种三磷酸核糖核苷（NTP），即ATP、GTP、CTP、UTP。每聚合1分子核糖核苷酸需水解掉NTP的1个磷酸键以提供所需能量。（三）RNA聚合酶RNA聚合酶是依赖DNA的RNA聚合酶（DNAdependentRNApolymerase，DDRP）。RNA聚合酶在原核生物、真核生物、病毒及噬菌体中均普遍存在。1、原核生物RNA聚合酶以大肠杆菌（E.coli）为例，E.coli和其它原核细胞一样，只有一种RNA聚合酶，合成各种RNA。一个E.coli细胞中约有7000个RNA聚合酶分子，在任一时刻，大部分聚合酶（5000个左右）正在参与RNA的合成，具体数量依生长条件而定。E.coliRNA聚合酶全酶（holoenzyme）分子量460000Da，由五种、六个亚基组成，α2、β、β'、σ、ω，另有两个Zn2+。无σ亚基的酶叫核心酶，核心酶只能使已开始合成的RNA链延长，而不具备起始合成活性，加入σ亚基后，全酶才具有起始合成RNA的能力，因此，σ亚基称为起始因子。不同的细菌α、β、β'亚基分子量变化不大，但σ亚基分子量从44000Da～92000Da。σ亚基的功能能使核心酶在DNA上滑动，让核心酶与DNA启动子更容易结合，增加停留时间，使聚合酶迅速找到启动子并与之结合，σ亚基本身无催化活性，但不同的σ因子能识别不同的启动子，从而表达不同的基因。不同的原核生物，都具有相同的核心酶，但σ亚基有所差别，这决定了原核基因表达的选择性。RNA聚合酶以完整的双链DNA为模板，转录时DNA的双链结构部分解开，转录后DNA仍然保持双链的结构。核心酶覆盖60bp的DNA区域，其中解链部分17bp左右，RNA-DNA杂合链约12bp。37℃时，原核RNA聚合酶的聚合速度可达50个核苷酸/秒。表10-3E.coliRNA聚合酶各亚基性质及功能亚基基因分子量亚基数功能αrpoA400002酶的装配及结合启动子上游元件和活化因子βrpoB1550001结合核苷酸底物，催化磷酸二酯键形成β'rpoC1600001与模板DNA结合σrpoD32000-920001识别启动子，促进转录起始ω未知90001未知2、真核生物RNA聚合酶真核细胞中已发现三种RNA聚合酶，分别称为RNA聚合酶I、II、III，RNA聚合酶I转录rRNA，RNA聚合酶II转录mRNA，RNA聚合酶III转录tRNA和其它小分子RNA。这三种RNA聚合酶分子量都在50万左右，亚基数通常有8-14个。动物、植物、昆虫等不同来源的细胞，RNA聚合酶II的活性都可被低浓度的α-鹅膏蕈碱抑制，而RNA聚合酶I不受抑制。动物RNA聚合酶III受高浓度的α-鹅膏蕈碱抑制，而酵母、昆虫的RNA聚合酶III不受抑制。α-鹅膏蕈碱是一种毒蕈（鬼笔鹅膏Amanitaphalloides）产生的八肽化合物，对真核生物RNA聚合酶有较大毒性，但对原核生物RNA聚合酶只有微弱抑制作用。除了细胞核RNA聚合酶外，还分离到线粒体和叶绿体RNA聚合酶，它们的结构简单，能转录所有种类的RNA，类似于细菌RNA聚合酶。3、噬菌体T3和T7编码的RNA聚合酶仅为一条分子量11000Da的多肽链，这些聚合酶只识别噬菌体DNA的少...