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转录

转录(Transcription)是遗传信息DNA流向RNA的过程,是基因表达的第一步。RNA聚合酶以DNA为模板,催化核糖核苷酸聚合形成RNA链。本文详细阐述转录的分子机制、加工过程、调控机制及抑制剂。

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目录

转录的基本过程编辑本段

转录分为起始、延伸和终止三个阶段。起始阶段,RNA聚合酶结合到启动子区域,形成转录泡。延伸阶段,聚合酶沿模板链移动,以3'→5'方向阅读DNA,合成5'→3'方向的RNA。终止阶段,遇到终止信号时聚合酶释放RNA链。原核生物中,转录和翻译偶联进行;真核生物的转录在细胞核内,产物需经过加工才能成为成熟RNA。 ADFASDFAF23RQ23R

RNA聚合酶编辑本段

RNA聚合酶是转录的核心酶。原核生物只有一种RNA聚合酶,负责合成所有RNA。真核生物有三种RNA聚合酶:RNA聚合酶I转录rRNA,RNA聚合酶II转录mRNA和snRNA,RNA聚合酶III转录tRNA和5S rRNA。这些酶结构复杂,由多个亚基组成,并需要辅助因子如转录因子才能发挥作用。

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转录后加工编辑本段

真核生物转录产生的RNA前体需经过加工才能成为有功能的分子。以tRNA为例,前体被内切核酸酶切除居间顺序,产生带2',3'-环磷酸的5'半分子和含5'羟基的3'半分子。随后在2',3'-环磷酸二酯酶和多核苷酸激酶作用下,5'半分子露出羟基和2'磷酸基,3'半分子带上5'磷酸基。最后,两个半分子通过连接酶和磷酸单酯酶(去除2'磷酸基)作用,生成成熟tRNA。 ADSFAEQWER353423413434

rRNA前体的后加工通常包括:①修饰:除5S rRNA外,rRNA分子上常有修饰核苷酸(主要是甲基化核苷酸),核糖2'羟基的甲基化先于碱基甲基化;②剪切:在rRNA前体分子的多余顺序处切开,产生中间前体,再切除末端多余顺序;③剪接:一些真核生物rRNA前体中有居间顺序需加工除去。1982年T.R.切赫发现,四膜虫(Tetrahymena)rRNA前体中,去除含有413个核苷酸的居间顺序是由前体自身催化完成的。在5'-鸟苷酸促进下,经过自身催化切除居间顺序,连接两端,产生成熟rRNA(5'-UpU-3')、一个环状RNA分子及一个15个核苷酸残基的小片段。这一发现证明RNA具有类似酶的活性,突破了只有蛋白质才有催化作用的观念,对生物进化生命起源研究有重要意义。 ADFASDFAF23RQ23R

转录的调节控制编辑本段

转录调节是基因表达调控的关键环节,促进转录为正调节,抑制为负调节。原核生物方面,1961年F.雅各布和J.莫诺提出操纵子学说。操纵子的调控方式包括:①诱导和阻遏作用;②环腺苷酸(cAMP)和降解物活化蛋白(CAP)的调节;③弱化作用。真核细胞基因转录的调节控制目前知之较少。同种高等生物个体体细胞都有全套相同基因,但发育过程中基因表达调控不同,导致分化为不同组织和器官动物(包括人)都含有癌基因,但有的致癌,有的不致癌,可能是转录与翻译调控不同。真核DNA中结构基因仅占约10%,大部分DNA可能起调节作用。真核生物也有诱导酶和诱导蛋白,如干扰素病毒或双链RNA诱导产生。 ADSFAEQWER353423413434

转录抑制剂编辑本段

转录能被特异性抑制剂抑制,有些是治疗药物,有些是研究转录机理的试剂。按作用机理分为两类:第一类抑制剂特异性地与DNA链结合,抑制模板活性,使转录不能进行,同时抑制DNA复制,例如放线菌素D、纺锤菌素、远霉素、溴乙锭和黄曲霉素;第二类抑制剂作用于RNA聚合酶,改变或丧失其活性,只抑制转录,不影响复制,如利福平、曲张链霉素、利链霉素和α-鹅膏蕈碱等。 ADFASDFAF23RQ23R

参考资料编辑本段

  • 王德宝、祁国荣.《核酸 结构、功能和合成》. 科学出版社, 北京, 1986.
  • Mainwaring, W.I.P., et al. Nucleic Acid Biochemistry and Molecular Biology. Blackwell Scientific Publications, Oxford, London, 1982.
  • Goodenough, Ursula. Genetics, 3rd ed. Washington University, 1984.
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