第十一章 RNA的生物合成

第十一章 RNA的生物合成

Chapter 11 RNA Biosynthesis,

生物界，RNA合成有两种方式：

一是D N A指导的R N A合成，也叫转录，此为生物体内的主要合成方式，也是本章介绍的主要内容。

另一种是R N A指导的R N A合成(R N A-d e p e n d e n t R N A s y n t h e s i s)，也叫R N A复制(R N A r e p l i c a t i o n),由R N A依赖的R N A聚合酶(R N A-d e p e n d e n t R N A p o l y m e r a s e)催化，常见于病毒，是逆转录病毒以外的R N A病毒在宿主细胞以病毒的单链R N A 为模板合成R N A的方式。

重点内容

掌握不对称转录、模板链和编码链的概念。

（二）掌握原核生物RNA聚合酶的全酶及核心酶的组成；熟悉模板与酶的辨认结合，启动子的概念。了解-35区、-10区、上游、下游序列等概念，以及两区的作用特点。

（三）熟悉原核生物的转录起始，转录的方向，原核生物的转录终止分两种方式。了解原核生物RNA合成的过程。

（四）熟悉真核生物的RNA聚合酶的分类，作用特点以及各自相应的产物；了解真核生物转录过程。

（五）掌握断裂基因、内含子、外显子的概念；

（六）熟悉真核生物mRNA,tRNA的修饰过程。

复制与转录的相同点：

①都是酶促的核苷酸聚合过程

②以DNA为模板

③遵循碱基配对原则

④都需依赖DNA的聚合酶

⑤聚合过程都是生成磷酸二酯键

⑥新链合成方向为5’→3’

原核生物转录的模板和酶

Section 1 Templates and Enzymes in Prokaryotic Transcription

原核生物转录的模板

DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因(structural gene)。

转录的这种选择性称为不对称转录(asymmetric transcription)，它有两方面含义：

在DNA分子双链上，一股链用作模板指引转录，另一股链不转录；

模板链并非总是在同一单链上。

全称：依赖DNA的RNA聚合酶（DDRP）。

RNA合成的化学机制与DNA聚合酶催化DNA合成相似，沿5‘→3’聚合RNA。

DNA 聚合酶在启动DNA 链延长时需要引物存在，而RNA 聚合酶不需要引物就能直接启动RNA 链的延长。

RNA 聚合酶和DNA 的特殊序列——启动子(promoter)结合后，就能启动RNA 合成。 原核生物中的RNA 聚合酶全酶由五个亚基构成，即α2ββ‘σ（ω），分子量达

480kD 。

σ亚基能引导RNA-pol 稳定的结合在DNA 启动子上。

σ亚基存在对核心酶的构象有较大影响，能导致RNA-pol 与DNA 上的一般序列和启动子序列的亲和力有很大不同：

极大降低了酶与DNA 一般序列的结合常数，和停留时间，同时又增加了酶与启动子的亲合力和停留时间

其他原核生物的RNA 聚合酶，在结构、组成、功能上均与E.coli 相似。

抗结核药利福平或利福霉素可专一性地结合RNA 聚合酶的β亚基，抑制RNA 合成。 原核生物一个转录区段可视为一个转录单位，称为操纵子(operon)，包括若干个区 别: 引物酶 ①复制起始时聚合短链RNA 作

为引物，以提供3?ˉ-O H 末端，

使子代D N A 链能够延长。

②d n a G 基因编码，

③对利福平不敏感 催化转录的RNA-pol

两种酶的异同

共同点: 本质上都是一种依赖D N A 的R N A 聚合酶（D D R P ）;

催化游离的N T P 聚合。

转录时催化子链延长 对利福平敏感

结构基因及其上游(upstream)的调控序列。

启动子(启动序列，promoter)是RNA聚合酶结合并起动转录的特异DNA序列。

启动子(promoter)是调控序列的一部分,控制转录的关键部位，决定着基因的表达强度。

第三节原核生物RNA转录合成的过程

一、转录起始需要RNA聚合酶全酶

RNA聚合酶必须准确地结合在转录模板的起始区域。

DNA双链解开，使其中的一条链作为转录的模板。

转录起始过程：

1. RNA聚合酶全酶(α2σ'ββ)与模板结合，形成闭合转录复合体(closed

transcription complex) ；

2. DNA双链局部解开，形成开放转录复合体(open transcription complex) ；

3. 第一个NTP加入，形成转录起始复合物：

DNA双链解开的范围只有≈ 17bp，比复制叉小得多。

转录起始生成RNA的5’总是GTP，且保留三个磷酸基团

第一个磷酸二酯键生成后，σ亚基即从转录起始复合物上脱落，核心酶连同四磷酸二核苷酸，继续结合于DNA模板上，酶沿DNA链前移，进入延长阶段。

二、原核生物的转录延长时蛋白质的翻译也同时进行

σ亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移；在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长。

三、原核生物转录终止分为依赖ρ(Rho)因子与非依赖ρ因子两大类

转录终止指RNA聚合酶在DNA模板上停顿下来不再前进，转录产物RNA链从转录复合物上脱落下来。

依赖Rho (ρ)因子的转录终止

非依赖Rho因子的转录终止

（一）依赖ρ因子的转录终止

ρ因子是由相同亚基组成的六聚体蛋白质，亚基分子量46kD。

ρ因子能结合RNA，又以对poly C的结合力最强。

ρ因子还有ATP酶活性和解螺旋酶(helicase)的活性。

目前认为，ρ因子终止转录的作用是：与RNA转录产物结合，结合后ρ因子和RNA 聚合酶都可发生构象变化，从而使RNA聚合酶停顿，解螺旋酶的活性使DNA/RNA 杂化双链拆离，利于产物从转录复合物中释放。

（二）非依赖 Rho因子的转录终止

DNA模板上靠近终止处，有些特殊的碱基序列，转录出RNA后，RNA产物形成特殊的结构来终止转录。

终止点处存在相连的富含GC的回文结构，使RNA转录产物形成发夹形的二级结构，其后又有一段寡聚U

第三节真核生物的转录过程

真核生物的转录过程比原核复杂。二者的转录起始过程有较大区别，转录终止也不相同。

一、真核生物有三种DNA依赖性RNA聚合酶

真核生物具有3种不同的RNA聚合酶:

RNA聚合酶Ⅰ（RNA PolⅠ）RNA聚合酶Ⅱ（RNA PolⅡ）RNA聚合酶Ⅲ（RNA Pol Ⅲ）三种RNA聚合酶均由10～12个大小不同的亚基组成，结构复杂，功能上存在差异。

真核生物RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的结构比原核生物复杂，都由多个亚基组成。有些亚基是三种酶所共有。

所有真核生物的RNA聚合酶都有两个不同的大亚基和十几个小亚基.

mRNA是各种RNA中寿命最短、最不稳定的，需经常重新合成。因此RNA聚合酶Ⅱ是三种酶中最活跃的。

RNA聚合酶Ⅱ由12个亚基组成，其最大的亚基称为RBP1。

RNA聚合酶Ⅱ最大亚基的羧基末端有一段共有序列(consensus sequence)为Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser的重复序列片段，称为羧基末端结构域(carboxyl-terminal domain, CTD)。 CTD对于维持细胞的活性是必需的。

习题

DNA复制和转录过程具有许多异同点,下列关于DNA复制和转录的描述中哪项是错误的?

A 在体内只有一条DNA链转录, 而两条DNA链都复制

B 在这两个过程中合成方向都为5'→3'

C 复制的产物在通常情况下大于转录的产物

D 两过程均需RNA为引物

E DNA聚合酶I 和RNA聚合酶都需要Mg2+

不参与DNA修复的酶是

光复活酶

引物酶

DNA聚合酶Ⅰ

DNA连接酶

核酸内切酶

切除修复需要

核酸内切酶

DNA聚合酶

DNA连接酶

核酸外切酶

下列关于σ因子的叙述正确的是

A 参与识别DNA模板上转录RNA的特殊起始点

B 参与识别DNA模板上的终止信号

C 催化RNA链的双向聚合反应

D 是—种小分子的有机化合物

E 参与逆转录过程

RNA聚合酶中促进磷酸二酯键生成的亚基是

A 原核RNA聚合酶亚基δ

B 原核RNA聚合酶亚基α

C 原核RNA聚合酶亚基β

D 原核RNA聚合酶亚基β’

E 原核RNA聚合酶亚基σ

催化真核mRNA的转录的酶是

A RNA聚合酶I

B MtRNA聚合酶

C RNA聚合酶Ⅲ

D RNA复制酶

E RNA聚合酶Ⅱ

二、转录起始需要启动子、RNA聚合酶和转录因子的参与

（一）转录起始前的上游区段具有启动子核心序列

顺式作用元件(cis-acting element)

启动子

启动子上游元件（upstream promoter elements）

增强子（enhancer）

起始点上游多数有共同的TATA序列，称为Hognest盒或TATA盒(TATA box)。通常认为这就是启动子的核心序列。

许多RNA聚合酶II识别的启动子具有保守的共有序列：位于转录起始点附近的起

始子(initiator，Inr) 。

启动子上游元件是位于TATA盒上游的DNA序列，多在转录起始点约-40～-100nt的位置，比较常见的是GC盒和CAAT盒。

增强子是能够与特异基因调节蛋白结合,促进邻近或远隔特定基因表达的DNA 序列。在所控基因的上游和下游都可发挥作用;总是作用于最近的启动子DNA分子上可影响或调控转录的各种组分统称为顺式作用元件（cis-acting element）。

（二）转录因子

在真核生物中，转录的起始过程较为复杂。现已发现数百种蛋白因子与RNA转录合成有关

能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质，统称为反式作用因子(trans-acting factors) 。

反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的，则称为转录因子(transcriptional factors, TF)，通用转录因子，基本转录因子。 TFⅠ、TFⅡ、 TFⅢ

中介子是反式作用因子和RNA聚合酶之间的蛋白质复合体，它与某些反式作用因子相互作用，同时能够促进TFⅡH对RNA聚合酶羧基端结构域的磷酸化。

上游因子，与启动子上游元件结合的蛋白质

可诱导因子，与增强子等远端调控序列结合的转录因子，只在特定时间和组织中表达而影响转录

RNA聚合酶II与启动子的结合、启动转录需要多种蛋白质因子的协同作用。通常包括：

可诱导因子与增强子的结合;上游因子与启动子上游元件的结合；

通用转录因子在启动子处的组装；

在通用转录因子、RNA聚合酶II复合物与可诱导因子、上游因子相互作用时，辅激活因子、中介子起的辅助和中介作用。

因子和因子之间互相辨认、结合，以准确地控制基因是否转录、何时转录。（三）转录起始前复合物

真核生物RNA-pol不与DNA分子直接结合，而需依靠众多的转录因子，形成转录起

始复合物(pre-initiation complex, PIC) 。

真核生物转录起始时，首先由TFⅡD的TBP亚基识别并结合TATA盒，然后在其他转录因子的配合下，与RNA聚合酶Ⅱ组装形成转录起始前复合物(pre-initiation complex, PIC)。

TFⅡH的解螺旋酶活性使转录起始点附近的DNA解螺旋，启动转录。

RNA聚合酶Ⅱ催化第一个磷酸二酯键形成。

RNA聚合酶Ⅱ的羧基末端结构域（CTD）被磷酸化修饰，大部分转录因子脱离，聚合酶向下游移动延伸RNA链。

（四）少数几个反式作用因子的搭配启动特定基因的转录

为了保证转录的准确性，不同基因需不同转录因子。

拼板理论(piecing theory) ：少数几个反式作用因子（主要是可诱导因子和上游因子）之间互相作用，再与基本转录因子、RNA聚合酶搭配而有针对性地结合、转录相应的基因。可诱导因子和上游因子常常通过辅激活因子或中介子与基本转录因子、RNA聚合酶结合，但有时也可直接与基本转录因子、RNA聚合酶结合。

三、真核生物转录延长过程中没有转录与翻译同步的现象

真核生物转录延长过程与原核生物类似，但因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象。

RNA-pol前移过程中处处都遇上核小体。

转录延长过程中可观察到核小体移位和解聚现象。

四、真核生物的转录终止和加尾修饰同时进行

真核生物转录终止与转录后修饰，即poly A尾巴结构的添加密切相关。

在poly A修饰位点的下游存在一组共同序列AATAAA和GTGTGT……，为转录终止

的修饰位点。

在转录越过修饰点后，RNA链在修饰点处被切断，随即进行加帽和加尾修饰。

第四节真核生物RNA的修饰

Section 4 Post-transcriptional Modification in Eukaryote

真核生物转录生成的RNA分子是初级RNA转录物(primary RNA transcript)，几乎所有的初级RNA转录物都要经过加工，才能成为具有功能的成熟的RNA。

加工主要在细胞核中进行。

一、真核生物mRNA的加工包括首、尾修饰和剪接

首、尾的修饰

在hnRNA 5’端加上m7G

在hnRNA 3’端加上poly A

剪接（splicing）

剪去内含子，并接外显子

（一）前体mRNA在5’-末端加入“帽”结构

大多数真核mRNA的5’-末端有7-甲基鸟嘌呤的帽结构。

加帽的过程发生在细胞核内，即hnRNA即可进行加帽。

真核mRNA加帽过程由两种酶，加帽酶(capping enzyme)和甲基转移酶(methyltransferase)催化完成。

帽子结构的意义：

可以使mRNA免遭核酸酶的攻击；

也能与帽结合蛋白质复合体(cap-binding complex of protein)结合，并参与mRNA和核糖体的结合，启动蛋白质的生物合成。

（二）前体mRNA在3’端特异位点断裂并加上多聚腺苷酸尾

真核mRNA，除组蛋白的mRNA ,在3’端都有多聚腺苷酸［poly(A)］尾结构。

一般真核生物在胞浆内出现的mRNA，其poly A长度为100至200个核苷酸之间，也有少数例外。

poly A的有无与长短，是维持mRNA作为翻译模板的活性，以及增加mRNA本身稳

定性的因素。

尾部修饰是和转录终止同时进行的过程。

前体mRNA分子的断裂和加多聚腺苷酸尾是多步骤过程。

（三）前体mRNA的剪接（splicing)主要是去处内含子

核内带有外显子和内含子编码序列的初级RNA转录产物——杂化核RNA (hetero-nuclear RNA, hnRNA)经剪接加工除去内含子序列并将外显子序列连接起来才能形成成熟的mRNA。

真核生物的结构基因，由若干个编码序列和非编码序列相互间隔但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因。

外显子在断裂基因及其初级转录产物上出现，并表达为成熟RNA的核酸序列。内含子断裂基因的线性表达而在剪接过程中被除去的核酸序列。

3. snRNA

snRNA为核内小RNA，富含尿嘧啶，故以U作分类和命名，如U1、U2等。snRNA与核内蛋白质组装形成小分子核糖核蛋白体（snRNP），参与hnRNA的剪接加工。

4. hnRNA的剪接过程：

mRNA 前体进行剪接的场所称为剪接体。它是由5种snRNA和大约50种蛋白质装配成的超大分子。

①内含子5’-和3’-端的边界序列分别与U

1、U

2

的snRNA配对，使snRNA结合在

内含子的两端

② U4、U5 、U6加入，形成完整剪接体。内含子形成套索状，外显子E1、E2靠

近。

③剪接体结构调整，U2和U6形成催化中心，发生转酯反应。

真核生物前体mRNA分子经剪切（cleavage）和剪接（splicing）模式可加工成不同的mRNA

（四） mRNA的编辑(mRNA editing) 是对基因的编码序列进行转录后加工

遗传信息在转录水平发生改变，由一个基因产生不止一种蛋白质。

? RNA编辑作用说明，基因的编码序列经过转录后加工，是可有多用途分化的，因此也称为分化加工(differential RNA processing)。

rRNA前体的转录和剪接加工

真核生物前体tRNA的加工包括把核苷酸的碱基修饰为稀有碱基

主要有以下几种加工方式：切断、剪接、3’-末端-CCA序列添加

化学修饰

核酶的发现，对中心法则作了重要补充；

核酶的发现是对传统酶学的挑战；

利用核酶的结构设计合成人工核酶。

附录

转录起始点前面的序列称为上游（upstream）,后面的序列称为下游。

转录起始点的核苷酸为+1，上游第一个为-1，其他的依次类推。

真核生物RNA的转录终止

第十一章+RNA的生物合成

-第十一章RNA的生物合成——转录测试题-- 一、名词解释 1 转录 2 逆转录 3 逆转录酶 4 逆转录病毒 5 RNA聚合酶的核心酶 6 RNA聚合酶全酶 7 σ因子 8 内含子 9 外显子 10 不对称转录 11 ρ因子 12 启动子 13 ρ因子依赖的转录终止 14 ρ因子不依赖的转录终止 15 hnRNA 二、单项选择题 1．模板DNA的碱基序列是3′—TGCAGT—5′，其转录出RNA碱基序列是：A．5′—AGGUCA—3′ B．5′—ACGUCA—3′ C．5′—UCGUCU—3′ D．5′—ACGTCA—3′ E．5′—ACGUGT—3′ 2. 以RNA为模板合成DNA的过程是 A DNA的全保留复制机制 B DNA的半保留复制机制 C DNA的半不连续复制 D DNA的全不连续复制 E 反转录作用 3．识别RNA转录终止的因子是： A．α因子 B．β因子 C．σ因子 D．ρ因子 E．γ因子 4．下列关于DNA指导的RNA合成的叙述中哪一项是错误的？ A．只有在DNA存在时，RNA聚合酶才能催化生成磷酸二酯键 B．转录过程中RNA聚合酶需要引物 C．RNA链的合成方向是5′→3′ D．大多数情况下只有一股DNA作为RNA的模板

E．合成的RNA链没有环状的 5．DNA指导的RNA聚合酶由数个亚基组成，其核心酶的组成是： A．ααββ′ B．ααββ′σ C．ααβ′ D．ααβ E．αββ′ 6．识别转录起始点的是： A．ρ因子 B．核心酶 C．RNA聚合酶的σ因子 D．RNA聚合酶的α亚基 E．RNA聚合酶的β亚基 7．下列关于σ因子的描述哪一项是正确的？ A．RNA聚合酶的亚基，负责识别DNA模板上转录RNA的特殊起始点 B．DNA聚合酶的亚基，能沿5′→3′及3′→5′方向双向合成RNA C．可识别DNA模板上的终止信号 D．是一种小分子的有机化合物 E．参与逆转录过程 8．DNA复制和转录过程具有许多异同点。下列关于DNA复制和转录的描述中哪项是错误的？A．在体内以一条DNA链为模板转录，而以两条DNA链为模板复制 B．在这两个过程中合成方向都为5′→3′ C．复制的产物通常情况下大于转录的产物 D．两过程均需RNA引物 E．DNA聚合酶和RNA聚合酶都需要Mg2+上一页 9．对RNA聚合酶的叙述不正确的是： A．由核心酶与α因子构成 B．核心酶由α2ββ′组成 C．全酶与核心酶的差别在于β亚单位的存在 D．全酶包括σ因子 E．σ因子仅与转录起动有关 10. 关于反转录酶的叙述错误的是 A 作用物为四种dNTP B 催化RNA水解反应 C. 合成方向3’→5’ D 催化以RNA为模板进行DNA合成 E 可形成DNA-RNA杂交体中间产物 11. 真核细胞中经RNA聚合酶Ⅲ催化转录的产物是 A hnRNA B tRNA

生物化学 第11章 核酸的生物合成

第十一章 核酸的生物合成 一、填空题 1．中心法则是 于 年提出的，其内容可概括为 2．所有冈崎片段的延伸都是按 方向进行的。 3．前导链的合成是 的，其合成方向与复制叉移动方向 。 4．引物酶与转录中的RNA 聚合酶之间的差别在于它对 不敏感；后随链的合成是 的。 5．DNA 聚合酶I 的催化功能有 、 、 。 6．DNA 拓扑异构酶有 种类型，分别为 和 ,它们的功能是 。 7．细菌的环状DNA 通常在一个 开始复制，而真核生物染色体中的线形DNA 可以在 起始复制。 8．大肠杆菌DNA 聚合酶III 的 活性使之具有 功能，极大地提高了DNA 复制的保真度。 9．到目前为止，在大肠杆菌中已发现有 种DNA 聚合酶，其中 负责DNA 复制， 负责DNA 损伤修复。 10．大肠杆菌中DNA 指导的RNA 聚合酶全酶的亚基组成为 ，去掉 _因子的部分称为核心酶，这个因子使全酶能识别DNA 上的 位点。 11．在DNA 复制中， 可防止单链模板重新缔合和核酸酶的攻击。 12．DNA 合成时，先由引物酶合成 ，再由 在其3′端合成DNA 链，然后由 切除引物并填补空隙，最后由 连接成完整的链。 13．大肠杆菌DNA 连接酶要求 的参与，哺乳动物的DNA 连接酶要求 参与。 14．原核细胞中各种RNA 是 种RNA 聚合酶催化生成的，而真核细胞核基因的转录分别由 种RNA 聚合酶催化，其中rRNA 基因由 转录，hnRNA 基因由 转录，各类小分子量RNA 则是 的产物。 15．转录单位一般应包括 序列， 序列和 序列。 16．真核细胞中编码蛋白质的基因多为 ，编码的序列还保留在成熟mRNA 中的是 ，编码的序列在前体分子转录后加工中被切除的是 ；在成熟的mRNA 中 序列被拼接起来。 17．限制性核酸内切酶主要来源于 ，都识别双链DNA 中 ，并同时断裂 。 二、选择题(只有一个最佳答案)： 1．如果一个完全具有放射性的双链DNA 分子在无放射性标记溶液中经过两轮复制，产生的四个DNA 分子的放射性情况是：（ ） A 、其中一半没有放射性 B 、都有放射性 C 、半数分子的两条链都有放射性 D 、一个分子的两条链都有放射性 E 、四个分子都不含放射性 2．关于DNA 指导下的RNA 合成的下列论述除了（ ）项外都是正确的。 A 、只有存在DNA 时，RNA 聚合酶才催化磷酸二酯键的生成 DNA DNA RNA 蛋白质 复制 转录 反转录 翻译

第11章 RNA的生物合成

第十一章RNA的生物合成 一、单项选择题 1、转录的模板链是（） A、编码链 B、前导链 C、DNA的两条链 D、基因组DNA中的一条链 2、转录需要的原料为（） A、NMP B、NTP C、dNMP D、dNDP E、dNTP 3、转录需要的酶有（） A、引物酶 B、依赖DNA的DNA聚合酶（DDDP） C、依赖DNA的RNA聚合酶（DDRP） D、依赖RNA的DNA聚合酶（RDDP） E、依赖RNA的RNA聚合酶（RDRP） 4、以下关于转录的概念，不正确的是（） A、以DNA为模板合成RNA的过程 B、RNA的生物合成过程叫做转录 C、将染色体DNA分子中储存的遗传信息转为RNA碱基排列顺序的过程 D、转录在遗传信息传递中起中介作用 E、遗传信息的表达包括转录形成RNA及由mRNA指导的蛋白质生物合成 5、原核生物转录时识别起始位点的是（） A、α亚基 B、β亚基

A、δ因子C、β′亚基D、δ亚基E、ρ因子6、原核生物体内催化RNA延长的是（） B、α、β亚基 C、α、β、β′亚基 D、α 2、β、β′亚基E、RNA-pol全酶 E、基因DNA中的一条链 7、在DNA分子中，转录起始的5′上游端（） A、原核生物-35区存在TATA盒是RNA-pol识别的位点 B、原核生物-10区存在TATA盒是RNA-pol结合的位点 C、原核生物-35区存在TTGACA序列是RNA-pol结合的位点 D、原核生物-10区存在TTGACA序列是RNA-pol识别的位点 E、真核生物不存在TATA盒 8、DNA模板链为5′—ATAGCT—3′，其转录产物为（） A、5′—TATCGA—3′ C、5′—UATCGA—3′ E、5′—AUAGCU—3′ 9、RNA为5′—UGACGA—3′，它的模板链是（） A、5′—ACUGCU—3′ C、5′—ACTGCU—3′ E、5′—UCGTCA—3′ 10、RNA链为5′—AUCGAUC—3′，它的编码链是（）

第十一章RNA的生物合成练习题

第十一章RNA的生物合成（转录） 一、选择题 A型题 1．下列关于RNA的生物合成，哪一项是正确的？ A．需RNA引物B．DNA双链一股单链是模板C．RNA-pol以DNA为辅酶 D．生成的RNA都是翻译模板E．在胞浆中进行 2．DNA上某段碱基顺序为5′ACTAGTCAG 3′，转录后的mRNA相应的碱基顺序为：A．5′TGATCAGTC 3′ B．5′UGAUCAGUC 3′ C．5′CUGACUAGU 3′ D．5′CTGACTAGT 3′ E．5′CAGAUGACU 3′ 3．转录过程中需要的酶是： A．DNA指导的DNA-pol B．核酸酶C．RNA指导的RNA-polⅡD．DNA指导的RNA-pol E．RNA指导的DNA-pol 4．关于RNA-pol的叙述不正确的是： A．由核心酶与σ因子构成B．核心酶由α2ββ′（ω）组成C．全酶与核心酶的差别在于β亚基的存在D．全酶包括σ因子 E．σ因子仅与转录起始有关 5．原核生物参与转录起始的酶是： A．RNA-pol全酶B．引物酶C．RNA-polⅡD．解链酶E．RNA-pol核心酶 6．原核生物RNA-pol的核心酶组成是： A．αββ′（ω）B．α2ββ′（ω）C．α ββ′σ（ω）D．αβσ（ω）E．ββ′σ（ω）7．能特异性抑制原核生物RNA-pol的是： A．利福平B．鹅膏蕈碱C．假尿嘧啶D．亚硝酸盐E．氯霉素8．在转录延长中，RNA-pol与DNA模板的结合是： A．全酶与模板结合B．核心酶与模板特定位点结合 C．结合状态相对牢固稳定D．结合状态松弛而有利于RNA-pol向前移动E．和转录起始时的结合状态没有区别 9．ρ因子的功能是： A．在启动区域结合阻遏物B．增加RNA合成速率 C．释放结合在启动子上的RNA-pol D．参加转录的终止过程 E．允许特定转录的启动过程 10．RNA作为转录产物，其5′-端常见的起始核苷酸是： A．A或G B．C或U C．pppG或pppA D．pppC或pppU E．无一定规律 11．电子显微镜下观察到转录过程的羽毛状图形说明： A．模板一直打开成单链B．可见复制叉 C．转录产物RNA与模板DNA形成很长的杂化双链 D．多聚核糖体生成必须在转录完结后才出现 E．转录未终止即开始翻译

第11章-RNA的生物合成

第11章RNA的生物合成 学习要求 1．掌握RNA生物合成的特点；原核生物转录的基本过程、各阶段特点及相关的酶；真核生物RNA聚合酶的分类、作用特点及产物；转录后修饰相关的重要概念；核酶。2．熟悉mRNA的首尾修饰、剪接、剪切和编辑；tRNA、rRNA转录后加工。 3．了解-35区、-10区、上游、下游及保守序列等概念；转录因子和真核生物转录起始复合物形成过程；转录空泡的形成和其中发生的反应；拼板理论；内含子的其他剪接方式和功能。 基本知识点 RNA的生物合成包括转录与RNA复制。转录是以DNA为模板合成RNA的过程，是生物体内RNA合成的主要方式；RNA复制是以RNA为模板合成RNA的过程，是除逆转录病毒之外的RNA病毒合成RNA的方式。 转录以DNA双链中的一股单链作为模板，以不对称转录的方式，以4种NTP为原料，在RNA聚合酶的催化下合成与模板互补的RNA。原核生物RNA聚合酶仅1种，由4种亚 基组成，有全酶(α 2ββ'σ)和核心酶(α 2 ββ')两种形式。 转录过程分起始、延长和终止三个阶段。原核生物转录起始是RNA聚合酶全酶参与，由σ亚基辨认转录起始点并与模板DNA结合；延长过程由RNA聚合酶核心酶参与，同时伴随蛋白质的翻译；转录终止过程有依赖ρ因子和非依赖ρ因子的转录终止两种方式。 真核生物RNA聚合酶有三种，分别为RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，每种聚合酶细胞定位、转录产物各不相同。RNA聚合酶结构复杂，由多亚基组成。其中RNA聚合酶Ⅱ最大亚基羧基末端有CTD（羧基末端结构域），去磷酸化的CTD在转录起始中发挥作用。真核生物转录起始过程较原核生物复杂，RNA聚合酶不直接结合模板，需转录因子参与；延长过程无转录与翻译同步的现象；转录终止和转录后修饰密切相关。 转录生成的初级RNA转录物需经过加工才能转变成有功能的成熟的RNA。三种主要RNA转录后加工方式不同。真核mRNA前体的加工包括首尾修饰、剪接和剪切、编辑等。首尾修饰即5' 端加m7GpppN的帽子、3' 端加poly（A）尾；一个前体mRNA分子可经过剪接和剪切两种模式而加工成多个mRNA分子。有些mRNA要经过编辑才能作为翻译的模板。真核rRNA和tRNA的前体由一些特异的核酸酶切除间隔序列，某些碱基经过化学修饰后，成为成熟的rRNA和tRNA。有些真核的rRNA、 tRNA和mRNA前体可自身剪接内含子，无需蛋白质参与，由自身的RNA催化。

第十一章 RNA的生物合成

第十一章 RNA的生物合成 Chapter 11 RNA Biosynthesis, 生物界，RNA合成有两种方式： 一是D N A指导的R N A合成，也叫转录，此为生物体内的主要合成方式，也是本章介绍的主要内容。 另一种是R N A指导的R N A合成(R N A-d e p e n d e n t R N A s y n t h e s i s)，也叫R N A复制(R N A r e p l i c a t i o n),由R N A依赖的R N A聚合酶(R N A-d e p e n d e n t R N A p o l y m e r a s e)催化，常见于病毒，是逆转录病毒以外的R N A病毒在宿主细胞以病毒的单链R N A 为模板合成R N A的方式。 重点内容 掌握不对称转录、模板链和编码链的概念。 （二）掌握原核生物RNA聚合酶的全酶及核心酶的组成；熟悉模板与酶的辨认结合，启动子的概念。了解-35区、-10区、上游、下游序列等概念，以及两区的作用特点。 （三）熟悉原核生物的转录起始，转录的方向，原核生物的转录终止分两种方式。了解原核生物RNA合成的过程。 （四）熟悉真核生物的RNA聚合酶的分类，作用特点以及各自相应的产物；了解真核生物转录过程。 （五）掌握断裂基因、内含子、外显子的概念； （六）熟悉真核生物mRNA,tRNA的修饰过程。 复制与转录的相同点： ①都是酶促的核苷酸聚合过程 ②以DNA为模板 ③遵循碱基配对原则 ④都需依赖DNA的聚合酶 ⑤聚合过程都是生成磷酸二酯键

⑥新链合成方向为5’→3’ 原核生物转录的模板和酶 Section 1 Templates and Enzymes in Prokaryotic Transcription 原核生物转录的模板 DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因(structural gene)。 转录的这种选择性称为不对称转录(asymmetric transcription)，它有两方面含义： 在DNA分子双链上，一股链用作模板指引转录，另一股链不转录； 模板链并非总是在同一单链上。 全称：依赖DNA的RNA聚合酶（DDRP）。 RNA合成的化学机制与DNA聚合酶催化DNA合成相似，沿5‘→3’聚合RNA。

第11章 RNA的生物合成

第十一章 RNA的生物合成 一、单项选择题 1、转录的模板链是（） A、编码链 B、前导链 C、DNA的两条链 D、基因组DNA中的一条链 E、基因DNA中的一条链 2、转录需要的原料为（） A、NMP B、NTP C、dNMP D、dNDP E、dNTP 3、转录需要的酶有（） A、引物酶 B、依赖DNA的DNA聚合酶（DDDP） C、依赖DNA的RNA聚合酶（DDRP） D、依赖RNA的DNA聚合酶（RDDP） E、依赖RNA的RNA聚合酶（RDRP） 4、以下关于转录的概念，不正确的是（） A、以DNA为模板合成RNA的过程 B、RNA的生物合成过程叫做转录 C、将染色体DNA分子中储存的遗传信息转为RNA碱基排列顺序的过程 D、转录在遗传信息传递中起中介作用 E、遗传信息的表达包括转录形成RNA及由mRNA指导的蛋白质生物合成 5、原核生物转录时识别起始位点的是（） A、α亚基 B、β亚基 C、β′亚基 D、δ亚基 E、ρ因子 6、原核生物体内催化RNA延长的是（） A、δ因子 B、α、β亚基 C、α、β、β′亚基 D、α2、β、β′亚基 E、RNA-pol全酶 7、在DNA分子中，转录起始的5′上游端（） A、原核生物-35区存在TATA盒是RNA-pol识别的位点 B、原核生物-10区存在TATA盒是RNA-pol结合的位点 C、原核生物-35区存在TTGACA序列是RNA-pol结合的位点 D、原核生物-10区存在TTGACA序列是RNA-pol识别的位点 E、真核生物不存在TATA盒 8、DNA模板链为5′—ATAGCT—3′，其转录产物为（） A、5′—TATCGA—3′ B、3′—TATCGA—5′ C、5′—UATCGA—3′ D、3′—UAUCGA—5′ E、5′—AUAGCU—3′ 9、RNA为5′—UGACGA—3′，它的模板链是（） A、5′—ACUGCU—3′ B、5′—UCGUCA—3′ C、5′—ACTGCU—3′ D、5′—TCGTCA—3′ E、5′—UCGTCA—3′ 10、RNA链为5′—AUCGAUC—3′，它的编码链是（） A、5′—ATCGATC—3′ B、5′—AUCGAUC—3′