2011公卫助理医师考试辅导:转录的基本过程
真核细胞RNA合成过程不同于原核生物,特别是具有密码功能的mRNA分子。哺乳动物细胞等真核细胞中的大多数RNA是以前体分子的形式被合成,必须经过加工才能形成成熟且具有活性的RNA。真核生物RNA聚合酶需与辅助因子结合后才结合模板。1)真核生物DNA依赖性RNA聚合酶
真核生物有3种不同的RNA聚合酶:RNA聚合酶I(RNA-Pol I)、RNA聚合酶II(RNA-Pol II)和RNA聚合酶III(RNA-Pol III)。
①RNA聚合酶I位于细胞核的核仁,催化合成rRNA的前体,rRNA的前体再加工成28S、5.8S及18 S rRNA。
②RNA聚合酶II位于核内,催化转录生成hnRNA,然后加工成mRNA并输送给胞质的蛋白质合成体系。
③RNA聚合酶III位于核仁外,催化转录编码tRNA、5SrRNA和小RNA分子的基因。mRNA是各种RNA中寿命最短、最不稳定的,需经常重新合成。在此意义上说,RNA-pol II是真核生物中最活跃的RNA聚合酶。
④RNA-pol II催化基因转录的过程分为3个期:起始期(RNA聚合酶Ⅱ和通用转录因子形成闭合复合体)、延长期和终止期,起始期和延长期都有相关的蛋白质参与。环球网校整理
2)转录起始与延长
①转录起始需要启动子、RNA聚合酶和转录因子的参与。基因转录起始点上游存在DNA序列,包括启动子、启动子上游元件或等近端调控元件和增强子等远隔序列,这些序列都可统称为顺式作用元件。
②真核生物转录起始也需要RNA聚合酶对起始区上游DNA序列作辨认和结合,生成起始复合物。能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质,现已发现数百种,统称为反式作用因子。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。
③真核生物转录起始时,RNA聚合酶II不与DNA分子直接结合,而需依靠众多的转录因子。首先是转录因子—TFIID的TBP亚基结合TATA,另一TFIID亚基TAF有多种,在不同基因或不同状态转录时,与TBP作不同搭配;在TFIIA和IIB的促进和配合下,形成IID-IIA- II B DNA复合体。通过多种转录因子参与的复杂过程,使RNA聚合酶II靶向结合启动子,形成闭合复合体,开始转录过程。
④真核生物基因组DNA在双螺旋结构的基础上,与多种组蛋白组成核小体高级结构,因此,在转录延长过程中,RNA-pol会遇上核小体。转录延长时可以观察到核小体移位和解聚现象,而且RNA聚合酶不断打开DNA双链,产生单链模板,合成RNA链。
3)转录终止
当RNA聚合酶到达基因末端的终止子时,合成的RNA链被释放,RNA聚合酶从模板上脱落。真核生物的转录终止,是和转录后修饰密切相关的。真核生物mRNA有聚腺苷酸(poly A)尾巴结构,在转录后加上。转录不是在poly A的位置上终止,而是超出数百个乃至上千个核苷酸后才停顿。
(3)mRNA转录后加工
①真核生物转录生成的RNA分子是初级RNA转录物,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。
②加工主要在细胞核中进行,主要包括首、尾修饰;前体mRNA的剪接;mRNA编辑。
例题(单选):RNA的转录过程可分为三个阶段:
A 起始、变性、终止 B 延长、转录、停止 C起始、延长、终止
D 复制、延长、终止 E 变性、延长、自制
答案:C
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