分子生药学 (1)(4)

2020-12-24 22:24

分子生药学

的直接模板,合成蛋白质的模板是mRNA,这就需要将DNA转录成mRNA。正常细胞遗传信息的流向是:DNA→mRNA→蛋白质。

转录过程是以DNA为模板,由RNA聚合酶催化的RNA的合成过程。

在DNA的两条链中只有其中一条链作为模板,这条链叫做模板链(无义链)。

DNA双链中另一条不作为模板的链叫做编码链(有义链)。

编码链的序列与转录本RNA的序列相同,只是在编码链上的T在转录本RNA为U。

1.原核生物的DNA转录

原核生物的转录分为三个阶段:起始、延伸和终止。

RNA聚合酶在转录中起重要作用。

大肠杆菌RNA聚合酶:全酶由五个亚基组成:2个α,1个β,1个β′和1个ζ亚基(α2ββ′ζ)。五个亚基俱全的聚合酶称为全酶,去掉ζ亚基的部分称为核心酶。

RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列称为启动子。启动子含有能结合RNA聚合酶的特定DNA片段。

在DNA上开始转录的第一个碱基定为+1,其左侧的核苷酸序列均用正值表示;右侧的核苷酸序列均用负值表示。

在RNA转录起始点上游大约-10bp和-35bp处有两个保守的序列。

在-10bp附近,有一组5′-TATAAT-的序列,称为Pribnow框,RNA聚合酶就结合在该部位。 -35bp附近,有一组5′-TTGACA-的序列;已被证实与转录起始的辨认有关,是RNA聚合酶中的ζ亚基识别并结合的位置。

-35序列的重要性还在于在很大程度上决定了启动子的强度。不同的启动子里这两个DNA序列可以不同。

由于RNA聚合酶分子很大,大约能覆盖70bp的DNA序列,因此酶分子上的一个适合部位就能占据从-35到-10序列区域。

(1)转录的起始

当RNA聚合酶的ζ亚基发现其识别位点时,全酶就与启动子的-35区序列结合形成一个封闭的启动子复合体。由于全酶分子较大,其另一端可在到-10区的序列,在某种机制作用下,整个酶分子向-10序列转移并与之牢固结合。

-10序列及起始位点处发生局部解链,这时的全酶和启动子的复合物称为开放性的启动子复合体。

在RNA聚合酶β亚基催化下形成RNA的第一个磷酸二酸键,第一个核苷酸通常是GTP或ATP,以GTP常见。

此时,RNA聚合酶、模板和新生的RNA链组成稳定的酶-DNA-RNA三元复合物.

该复合物既能在DNA链上移动,又能因新生的RNA链参与而形成三角结合关系,使核心酶继续合成RNA链。

(2) RNA链的延长

靠核心酶的催化,在核心酶的催化下,第一个核苷酸(常为GTP)核糖的3′-OH与第二个核苷酸形成磷酸二酯键,聚合进去的核苷酸又有核糖3′-OH游离,这样就在模板DNA的指导下,一个接一个地延长下去,因此RNA链的合成方向也是5′-3。

由于DNA链与合成的RNA链是反平行关系,所以RNA聚合酶是沿着DNA链3′--5′方向移动,整个转录过程是由同一个RNA聚合酶来完成的。

(3)转录的终止

DNA模板上的转录终止信号有两种:不依赖蛋白质的终止、依赖蛋白质的终止。

如果遇到GC、AT丰富区以后紧接有多个T尾巴,RNA链会在此区域自动互补配对形成发卡结构,使RNA链很容易从模板上掉下来,称为不依赖于ρ蛋白的终止。

ρ(rho)蛋白能水解各种核苷三磷酸,是一种NTP酶,由于催化了NTP的水解,从而使新生


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