真核生物RNA的转录终止
AAAAAAA· · · · · · 3
mRNA
3加尾
核酸酶 5 3
3 5
AATAAA
GTGTGTG
RNA-pol
转录终止的修饰点
真核生物转录后加工
1．加帽（adding cap）： • 即在mRNA的5'-端加上m7GTP的结构。此 过程发生在细胞核内，即HnRNA即可进行 加帽。 • 加工过程首先是在磷酸酶的作用下，将5'端的磷酸基水解，然后再加上鸟苷三磷酸， 形成GpppN的结构，再对G进行甲基化。
• 真核生物转录延
长：与原核生物 类似，但由于存 在核小体的高级 结构，故在转录 延长过程中可观 察到核小体移位
和解聚现象。
• 真核生物转录终止：
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 止的识别修饰位点。 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。
可变剪接（Alternative splicing）
可变剪接是指从一个特定的基因转录物中通过利用不同 5 ’、3’剪接位点产生出不同的成熟的mRNA的过程。主 要有四种方式：
（1）利用不同的启动子
（2）利用不同的Poly（A）位点
（3）保留某些内含子
（4）保留或去除某些外显子
4. RNA的编辑、再编码和修饰
• RNA的编辑(RNA editing)
RNA的一种加工方式，它导致了RNA所编码 的遗传信息的改变（如 单碱基突变），特别 是mRNA编辑，是在mRNA水平上信息发生 改变（碱基取代、插入或缺失）的过程
单碱基突变 尿苷酸的缺失和添加
DNA序列
mRNA序列 蛋白质序列
GA
4. 化学修饰
tRNA前体的转录合成
DNA
TGGCNNAGTGC
GGTTCGANNCC
RNA pol Ⅲ
tRNA前体
tRNA前体的切断和剪接加工
tRNA3'-末端-CCA序列的添加
tRNA的碱基修饰 （1）甲基化 如：A Am （2）还原反应 如：U DHU （3）核苷内的转位反应 如：U ψ
• （抗）终止因子
协助RNA聚合酶识别终止信号的蛋白质称为终止因子
(termination factor)。
原核生物中的终止因子蛋白是一种六聚体的蛋白质，亚
基的分子量为50kd。蛋白能识别转录终止信号，并与 RNA紧密结合，导致RNA的释放。
转录过程
起始 双链DNA 局部解开
启动子 （promoter)
• 有特定的起始和终止位点
RNA转录合成时，只能以DNA分子中的某一段作 为模板，故存在特定的起始位点和特定的终止位点。
特定起始点和特定终止点之间的DNA链构成一个转
录单位，通常由转录区和有关的调节顺序构成。
转录过程
• 参与转录合成的酶和蛋白因子
原料：NTP （ATP, UTP, GTP, CTP）
pGpA
pGpA
GpU 第二次转酯反应 G-OH
UpU
核酶与传统酶的区别：
一般的酶是纯的蛋白质，而核酶是 RNA
或带蛋白的RNA
有的核酶既是催化剂又是底物。而酶仅
催化反应
核酶发现的重大意义：
突破了酶的概念
揭示了内含子自我剪接的奥秘，促进了RNA的研究
为生命的起源和分子进化提供了ห้องสมุดไป่ตู้的依据
由终止因子（因子）识别特异的终止信号，并促
使RNA的释放。
富含 G-C
系列U
A. 不依赖于Rho（） 的终止子 A. 依赖于Rho（） 的终止子
大肠杆菌两类终止子的回文结构
1．非依赖Rho的转录终止：
模板DNA链在接近转
录终止点处存在相连的
富含GC和AT的区域，
使RNA转录产物形成
寡聚U及发夹形的二级 结构，引起RNA聚合 酶变构及移动停止，导 致RNA转录的终止。
Cap 0
100%
G
A
Guanine-7-methyl-transferase 2`-O-methyl-transferase
A
10~15%
2．加尾（adding tail）：
• 这一过程也是细胞核内完成，首先由核 酸外切酶切去3'-端一些过剩的核苷酸， 然后再加入polyA。
• polyA结构与mRNA的半寿期有关。
特点:依赖于特定序列（GU…AG,AU…AC）;SnSNP 形成剪接体；转酯反应 • Ⅱ型内含子（核酶）（mRNA,rRNA）（自我剪接） 特点：依赖于特定序列(U…U、U…G等)；特殊结 构，自身催化；转酯反应
tRNA的转录后加工
• 主要有以下几种加工方式：
1. 切断
2. 剪接 3. 3’-末端-CCA序列添加
• 真核生物转录起始：
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)。
• 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。
并起始转录有关的一些DNA调控序列被称
为启动子（promoter）。
原核生物启动子的保守序列
RNA聚合酶保护区 结构基因
5 3 5 3 -35 区 TTGACA AA C T G T RNA-pol辨认位点 (recognition site) -10 区 开始转录
-50 -40 -30 -20 -10 1
3、RNA的剪接（RNA splicing）
• 真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相
间隔开但又连续镶嵌而成，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
A
B
C
非编码区
D
编码区 A、B、C、D
• tRNA
• rRNA
• Ⅰ型内含子（mRNA,rRNA）
（3） （4）
（2）
（1） （1）
（4）脱氨反应 如：A I
rRNA的转录后加工
在高等真核生物中，前体以沉降速率来 命名，命名为45SRNA，真核生物中前 体包括了18S rRNA、5.8S rRNA和28S rRNA序列
rRNA前体的转录和剪接加工
Ⅰ型内含子：hnRNA和 snRNA： 核内带有外显子和内含子编码序列的初级 RNA转录产物称为杂化核RNA （heteronuclear RNA, hnRNA） hnRNA经剪接加工除去内含子编码序列
3 5
10
3 5
T A T A A T Pu A T A T T A Py (Pribnow box)
• 流产转录 • 通过启动子（起始）快：强启动子 慢： 弱启动子
转录起始复合物
RNApol (2) - DNA - pppGpN- OH 3
• 延长
因子从全酶上脱离，余下的核心酶继续沿DNA链移 动，按照碱基互补原则，不断聚合RNA。
剪接体
U1 GU
U1
OH
UACUAAC U2 AG
U1
OH
U2 U4/6 U5
U1 U G UACUAAC AG
U5 U2 U4/6
OH
套索的形成及剪接 1
GU A AG
2
GU
A
AG
套索结构
U G A
AG
1
2
Ⅱ型内含子
• 线粒体与叶绿体的rRNA 中 • 1981年T.Cech和S.Atman 四膜虫 rRNA
模板：单链DNA
酶：RNA聚合酶（RNA-pol）
其他蛋白质因子：如转录因子、终止因子等
• RNA聚合酶
依赖DNA的RNA聚合酶，该酶在单链DNA
模板以及四种核糖核苷酸存在的条件下，
不需要引物，即可从5‘→3’聚合形成RNA。
原核生物中的RNA聚合酶全酶由五个亚基构成，即2'。 亚基与转录起始点的识别有关，在转录合成开始后被释 放；余下的部分（2'）被称为核心酶，与RNA链的聚 合有关。
• 核酶（ribozyme）：是指一类具有催化功
能的RNA分子，通过催化靶位点RNA链中
磷酸二酯键的断裂，特异性地剪切底物
RNA分子，从而阻断基因的表达
锤头型核酶的二级结构和空间立体结构示意图
剪接机制
外显子1 内含子 外显子2 GpU 第一次转酯反应 U-OH
UpA
pG-OH (ppG-OH, pppG-OH)
The 3` ends of mRNAs are generated by cleavage and polyadenylation；The sequence AAUAAA is necessary for cleavage to generate a 3` end for polyadenylation.
2，依赖 Rho因子的转录终止
DNA 序列缺乏共性，不能形成强的发卡结构
ATP
6聚体， 具有 NTP酶 和解螺旋酶
真核生物的转录过程
真核生物启动子保守序列
参与转录位点确定起始
控制转录起始频率
• 在远离受控基因处存在的，能够增强基因转录活性的调控 序列称为增强子（enhancer）。增强子特点： 远距离效应；无方向性；顺势调控；广泛性，相位性
转录
DNA
RNA
基本特点
• 不对称性
以双链DNA中的一条链作为模板进行转录，从而 将遗传信息由DNA传递给RNA