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第三章 DNA的功能
第一节转录 Transcription
DNA一般存在于核内,蛋白质合成则在细胞质内,那么DNA是怎样控制蛋白质的合成呢?
一. RNA是中间体:实验证据
用放射性RNA前体(如尿嘧啶)作标记实验表明,最先合成的放射性RNA是在细胞核中产生的;然后用非放射性RNA前体作跟踪实验,结果:放射性RNA又流向了细胞质,这提示,在DNA和蛋白质之间的遗传信息传递过程中,RNA是一中间物。
用非放射性
用放射性RNA前体标记
示踪后RNA出现于细胞质中
RNA前体示踪
遗传信息的流向
——
中心法则
□如
用T2
噬菌体感染大肠杆菌,最明显的变化是
RNA
的快速合
成,而且发现
RNA
与
T2
噬菌体的
DNA
的核苷酸成份是非常相
近的。证明
RNA
是由
DNA
合成而来的,然后进入细胞质,
在细胞质的特定场所指导合成特定的蛋白质,因此遗传信息的
流向包括三个步骤。
DNA
复制
转录
核
RNA
RNA
质
转译
蛋白质
转录
□以DNA为模板,按照碱基互补原则合成一条单链RNA,从而将DNA中的遗传信息转移到RNA中去的过程称转录(transcription),RNA合成以5’—3’方向进行。
转录
□不对称转录:转录仅发生在DNA的一条链上。分子杂交证明,某一基因的RNA只能与其DNA的一条链有杂交反应,即说明DNA上只有一条链可作为模板合成该基因的RNA。
5’
3’
变性分开
5’
3’
+
标记的RNA
复性
5’
5’
5’
3’
3’
3’
3’
5’
模板链(或互补链)
编码链
RNA在一定时间上是由DNA的一条链转录而来的,然而在整个染色体或生活周期的各个时期并不一定由同一条链转录。在一个包含有许多基因的DNA分子中,各个基因的有意义链并不总是同一条DNA单链。
在原核生物中,所有类型的RNA转录都由同一种聚合酶完成;而在高等真核生物中,有三种不同的RNA聚合酶转录不同的RNA(核仁内的RNA聚合酶催化rRNA,核内有二种RNA聚合酶分别催化合成mRNA和tRNA)。
三、转录的起始(Initiation)
(promoter):是DNA转录起始信号的一段序列,它能指导全酶与模板正确地结合,并活化酶使之具有起始特异性转录形式。
大肠杆菌启动子序列分三个部位:R位点:RNA聚合酶识别位点;B位点:结合部位;I位点:转录起始部位。
-10区
-35区 pribnow box
TGTTGACA…15-17bp-…TATAAT…5-8bp…起始点)+1——

RNA聚合酶500kd,由α、β、β’、ω、σ五种不同的亚基组成,全酶:α2ββ’ωσ。
核心酶:α2ββ’ω;
σ因子本身无催化功能,当它与核心酶结合时可使RNA聚合酶识别启动子序列,并能特异性地在这些部位上形成稳定的复合体。
(Initiation),首先Sigma因子和核心酶结合成全酶,全酶与DNA上识别部位结合后移至转录起始部位,并使DNA双链打开,在全酶的催化下,使底物rNTPs结合于DNA分子的起始位上,并形成第一个磷酸二酯链。σ亚基的释放表示起始的终结。
四、转录延伸(Elongation)
RNA合成以5’→3’方向延伸,在此过程中,DNA、酶、RNA始终维持稳定的三元复合物。在延伸中OH总是新的末端。
The early stages of transcription in prokaryotes, showing (a) ponents of the process; (b) template binding at the – 10 site involving the sigma subunit of RNA polymerase and subsequent initation of RNA synthesis; and (c) chain elongation, after the sigma subunit has dissociated from the plex and the enzyme moves along the DNA template.
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