1、转录的终止Two types of terminators in E. coli不依赖于因子的终止intrinsic terminator (内在) 依赖于因子的终止Rho非依赖型终止子的序列由两个序列原件组成:一段短的反向重复序列(大约 20个核苷酸) ;其后是一段大约 8个 A:T碱基对的序列 。由它转录出 mRNA可形成茎环结构,可阻止RNA pol的前进 。Weakest base pairing: A:U make the dissociation easier不依赖于因子的终止子 (内在终止子 )依赖于因子的终止提纯的RNA聚合酶并不能识别特异性的转录终止信号,而加入 大肠杆菌 因
2、子后该聚合酶就能在DNA模板上准确地终止转录。 只含有自我互补区域,可形成茎环结构,但在茎中的G.C含量少,茎环易打开。 其终止需要 因子的参与。 因子与ssRNA 的特定位点结合 (C丰富, G缺乏 )。 通过催化 NTP的水解促使新生 RNA链从三元转录复合物中解离。因子因子是一个相对分子质量为 2.0 105的 六聚体蛋白。其功能是作为RNA pol的一种辅助因子,当其浓度为RNA pol浓度的 10%时在体外可发挥最高的活性。结合到RNA 链终止子上游的某一点因子结合以后延着RNA 向 3端移动,跟踪聚合酶追上在终止位点暂停的RNA 聚合酶终止- 三元复合物解体因子参与的RNA 合成终
3、止模式“穷追”( hot pursuit)模型原核与真核生物mRNA的特征比较原核生物中, mRNA的转录和翻译不仅发生在同一个细胞空间里,而且这两个过程几乎是同步进行的 。真核细胞的 mRNA往往以较大相对分子量的 前体RNA 出现在核内,只有成熟的、相对分子质量明显变小并经化学修饰的 mRNA才能进入细胞质,参与蛋白质的合成。所以,真核细胞 mRNA的合成和功能表达发生在不同的空间和时间范畴内。mRNA的组成:编码区( coding region): 从起始密码子AUG开始经一连串编码氨基酸的密码子直至终止密码子。5端上游非编码区(5UTR) : 位于AUG之前不翻译的区域。3端下游非编码
4、区( 3UTR) : 位于终止密码子之后不翻译的区域。原核生物mRNA 的特征 半衰期短。 许多原核生物 mRNA以多顺反子的形式存在。 原核生物 mRNA的 5端无帽子结构, 3端没有或只有较短的多聚( A)结构。1. 半衰期短原核生物 mRNA的特征原核生物中, mRNA的转录和翻译是在同一个细胞空间里同步进行的,蛋白质合成往往在mRNA刚开始转录时就被引发了。大多数细菌 mRNA在转录开始 1分钟后就开始降解。 mRNA降解的速度大概只有转录或翻译速度的一半。2. 许多以多顺反子的形式存在:原核细胞的mRNA( 包括病毒) 有时可以同时编码几个多肽。原核生物 mRNA的特征Prokary
5、otic mRNA (polycistrionic)单顺反子mRNA (monocistronic mRNA):只编码一个蛋白质的mRNA 。多顺反子mRNA(polycistronic mRNA):编码多个蛋白质的mRNA 。3. 原核生物mRNA 的 5端无帽子结构, 3端没有或只有较短的多聚(A)结构。原核生物 mRNA的特征原核生物起始密码子AUG 上游有一被称为Ribosome Binding Site (RBS)或 SD序列( Shine Dalgarno sequence)的保守区,因为该序列与 16S-rRNA 3端反向互补,所以被认为在核糖体 -mRNA的结合过程中起作用。4
6、. 原核生物常以AUG(有时GUG,甚至UUG)作为起始密码子 ;真核生物几乎永远以AUG作为起始密码子。原核生物 mRNA的特征 单顺反子形式存在。 5端 存在 “帽子 ”结构。 绝大多数具有多聚 (A)尾巴。真核生物mRNA 的特征真核生物mRNA的结构模式Eukaryotic mRNA (monocistrionic)“ 基因”的分子生物学定义是:产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核苷酸序列!A gene can be defined as following: The entire nucleic acid sequence that is necessary for the sy
7、nthesis of a functional polypeptide or RNA molecule.1.真核生物mRNA 的 5端 存在“ 帽子”结构。真核生物基因转录一般从嘌呤起始,其5端大都经过修饰。真核生物 mRNA的特征5Capping 通过 5 5磷酸二酯键在原初 mRNA的 5端倒扣一个 “G”。 在新生 mRNA链达到 50个核苷酸前,甚至可能在 RNA Pol II 离开转录起始位点之前,帽子结构就已加到 mRNA的第一个核苷酸上了。 5末端加上鸟苷是由鸟苷转移酶催化的。 帽子结构是 GTP和原 5三磷酸腺苷(或鸟苷)缩合反应的产物。 mRNA的帽子结构常常被甲基化。真核生
8、物 mRNA的 “帽子 ”结构mRNA的帽子结构常常被甲基化零类帽子( cap0):第一个甲基出现在所有真核细胞的mRNA中(单细胞真核生物 mRNA主要是这个结构),由 鸟苷酸-7甲基转移酶催化,称为零类帽子。1类帽子 (cap1):如在 第二个核苷酸( 原 mRNA 5第一位 )的 2-OH位上加另一个甲基,这步反应由2-O- 甲基转移酶 完成。一般把有这两个甲基的结构称为1 类帽子。真核生物中以这类帽子结构为主。2类帽子 (cap2): 在某些生物细胞内, mRNA链上的第三个核苷酸的 2-OH位也可能被甲基化,因为这个反应只以带有 1类帽子的mRNA 为底物,所以被称为 2类帽子。只占
9、有帽mRNA 总量的 10%-15%以下。帽子结构的功能(1)有助于mRNA 越过核膜,进入胞质;(2)保护 5不被核酶降解;(3)翻译时供 IF(起始因子)和核糖体识别,是翻译所必需的。2. 绝大多数真核生物mRNA具有 多聚(A)尾巴。除组蛋白基因外,真核生物 mRNA的 3末端都有多聚( A)序列,其长度因 mRNA种类不同而变化,一般为 40-200个左右。它是在转录后加上的。真核生物 mRNA的特征 在高等生物中( 酵母除外) 在 poly(A)上游 11-30nt处有一特殊序列AAUAAA ,这一序列是高度保守的, 对于初级转录产物的准确切割及加多聚 (A)是必需的 。真核生物mR
10、NA 中的加多聚A 反应真核基因的 3 末端转录终止位点上游 15 30bp处的保守序列AAUAAA对于初级转录产物的准确切割及加多聚 (A)是必需的CPSF (cleavage and polyadenylation specificity factor)CstF (cleavage stimulation factor)多聚腺苷化(polyadenylation)反应要经过 2个阶段(1)首先将一个短的寡聚A 序列(10nt)加到 3端,此反应绝对依赖于AAUAAA 序列,这是由poly(A)聚合酶在特殊因子指导下完成的。(2)寡聚A 尾巴延伸到 240nt的长度。此反应并不需要AAUAA
11、A 序列,但需要一个识别寡聚A 并指导 poly( A)聚合酶延伸的刺激因子。是 mRNA由细胞核进入细胞质所必需的形式;多聚(A) 的功能它大大提高了 mRNA在细胞质中的稳定性。mRNA刚从细胞核进入细胞质时,其多聚 (A)尾巴一般比较长,随着mRNA 在细胞质内逗留时间延长,多聚(A)逐渐变短消失, mRNA进入降解过程。它可促进核糖体的有效循环。Poly-A in the 3 end promotes the efficient recycling of ribosomesPoly (A) - 尽管大部分真核 mRNA有 poly (A)尾巴,细胞中仍有多大 1/3没有 poly (A)的mRNA,将其称为 Poly (A) 约 1/3的 Poly (A) mRNA编码了不同形式的组蛋白。