第三章 生物信息的传递（上）
——从 DNA到 RNA
D N A R N A 蛋 白 质复 制
转 录 翻 译
逆 转 录
R N A
复 制
● 基本概念
● 转录起始,RNA聚合酶、启动子
● 转录的基本过程
● 转录后加工
● 原核生物与真核生物 mRNA的特征比较
● RNA合成与 DNA合成异同点
Contents
一,基本概念
生物体以 DNA为模板合成 RNA的过程 。
转
录
RNADNA
转录 (transcription),
参与转录的物质
原料, NTP (ATP,UTP,GTP,CTP)
模板,DNA
酶, RNA聚合酶
其他蛋白质因子
RNA合成方向, 5' 3'
转录的不对称性：
在 RNA的合成中,DNA的二条链中仅有一条链可作为
转录的模板，称为 转录的不对称性。
编码链与模板链
与 mRNA序列相同的那条 DNA链称为 编码链 ；将另
一条根据碱基互补原则指导 mRNA合成的 DNA链称
为 模板链 。
G C A G T A C A T G T C… …
……
5
5
3
3
′ ′
′′ DNAC G T C A T GT A C A G
编码链
模板链
GC A GU A C A U GU C m R N A
转录
模板链并非永远在同一条单链上
转录方向
5?
3?
3?
5?
模板链编码链
编码链模板链
转录方向
DNA分子上转录出 RNA的区段，称为结构基因。
结构基因：
转录单元（ transcription unit）
一段从启动子开始至终止子结束的 DNA序列。
● 基本概念
● 转录起始,RNA聚合酶、启动子
● 转录的基本过程
● 转录后加工
● 原核生物与真核生物 mRNA的特征比较
● RNA合成与 DNA合成异同点
Contents
二、参与转录起始的关键酶与元件
（一） RNA聚合酶
● 原核生物 RNA聚合酶（大肠杆菌为例）
全酶 =核心酶 + σ 因子
β α σ
ω
α
β ’
图 1 2 - 5 E, c o l i RNA 聚合酶的亚基组成
大肠杆菌 RNA聚合酶的组成分析
亚
基
基因 相对分
子量
亚基
数
组分 功能
α rpoA 36500 2 核心酶 核心酶组装，启动子识
别
β rpoB 151000 1 核心酶 β和 β'共同形成 RNA合
成的活性中心
β' rpoC 155000 1 核心酶
ω？ 11000 1 核心酶？
σ rpoD 70000 1 σ因子 存在多种 σ因子，用于识别不同的启动子
● 真核生物 RNA聚合酶
酶 位置 转录产 物 相对活 性 对 α-鹅膏蕈碱的敏感性
RNA聚合
酶 Ⅰ 核仁 rRNA
50-
70% 不敏感
RNA聚合
酶 Ⅱ 核质 hnRNA
20-
40% 敏感
RNA聚合
酶 Ⅲ 核质 tRNA 约 10% 存在物种特异性
真核细胞的三种 RNA聚合酶特征比较
RNA聚合酶与 DNA聚合酶的区别
RNA聚合酶 DNA聚合酶
大小 (M) 大,4.8× 105dol 小,1.09× 105dol
引物 无 有
产物 较短，游离 较长，与模板以氢
键相连
作用方式 一条链的某一段 两条链同时进行
外切酶活性 无 5’ 3’,3’ 5’
校对合成能力 无 有
修复能力 无 有
（二） 启动子 (promoter)
启动子定义,指能被 RNA聚合酶识别、结合并
启动基因转录的一段 DNA序列。
● 原核生物启动子结构
Pribnow
41-44bp
TTGACA区,提供了 RNA聚合酶全酶 识别 的信号
TATA区,酶的紧密 结合 位点（富含 AT碱基，
利于双链打开）
编码链 AACTGT ATATTA
模板链 TTGACA TATAAT
3’
5’
DNA
转录起始点
Probnow盒子
启动子
?35 ?10 +1 转录区
5’ 3’
RNA
转录起点
与新生 RNA链第一个核甘酸相对应 DNA链上的碱基。
大肠杆菌 RNA聚合酶全酶所识别的启动子区
T85T83G81A61C69A52 T89A89T50A65A100
典型启动子的结构
-35 -10 转录起点
TTGACA 16-19bp TATAAT 5-9bp
● 真核生物启动子
真核有 三种 不同的启动子和有关的元件
启动子 Ⅱ 最为复杂, 它和原核的启动子有很多不同
真核生物启动子的结构
核心启动子（ core promoter）
上游启动子元件（ upstream promoter element,UPE）
1、核心启动子
● 定义,指保证 RNA聚合酶 Ⅱ 转录正常起始所必需
的、最少的 DNA序列，包括转录起始位点及转录起
始位点上游 TATA区
● 作用,选择正确的转录起始位点，保证精确起始
TATA 常在 -25bp左右，相当于原核的 -10序列
T85A97T93A85A63A83A50
2、上游启动子元件
● 包括 CAAT盒（ CCAAT）和 GC盒（ GGGCGG）等
● 作用,控制转录起始频率。
CAAT,-70 - -80bp
GGGCGG,-80 - -110bp
SV40 早期启动子
组蛋白 H2B
TATACAAT GC
（三） 转录起始复合物
● 原核生物 转录起始复合物
转录因子 转录复合体
TBP
TAFs
TFIIA
TFIIB TFIIF
Pol II
TFIIE
RNA pol Ⅱ 的转录起始
●
真
核
生
物
转
录
起
始
复
合
物
● 基本概念
● 转录起始,RNA聚合酶、启动子
● 转录的基本过程
● 转录后加工
● 原核生物与真核生物 mRNA的特征比较
● RNA合成与 DNA合成异同点
Contents
三、转录的基本过程
1、起始位点的识别, RNA聚合酶与启动子 DNA双链
相互作用并与之相结合的过程。
2,转录起始
RNA链上第一个核甘酸键的产生
3,RNA链的延伸
● ?亚基脱落,RNA–pol聚合酶核心酶变构，与
模板结合松弛，沿着 DNA模板前移；
● 在 核心酶 作用下,NTP不断聚合,RNA链不断延
长。
核心酶 ···· DNA ···· RNA
4,转录终止
终止子（ terminator,t）
● 强终止子－内部终止子
● 弱终止子 －需要 ρ 因子（ rho factor）
又称为 ρ 依赖性终止子
（ Rho-dependent terminator）
不依赖 Rho (ρ) 因子的转录终止
依赖 Rho (ρ) 因子的转录终止
不依赖 ?因子的终止
终止位点上游一般存在一个富含 GC碱基的二重
对称区,RNA形成发夹结构；
在终止位点前面有一段由 4-8个 A组成的序列,RNA
的 3’端为寡聚 U
发夹式结构和寡聚 U的共同作用使 RNA从三
元复合物中解离出来。
终止效率与二重对
称序列和寡聚 U的
长短有关，长度
效率
依赖 ?因子的终止
?因子,六聚体蛋白、水解各种核甘
三磷酸促使新生 RNA链从三元转录复
合物中解离出来，从而终止转录。
转
录
的
基
本
过
程
● 基本概念
● 转录起始,RNA聚合酶、启动子
● 转录的基本过程
● 转录后加工
● 原核生物与真核生物 mRNA的特征比较
● RNA合成与 DNA合成异同点
Contents
四、转录后加工
? 5’端加帽
? 3’端加尾
? RNA的剪接
? RNA的编辑
5’端的一个核苷酸总是 7-甲基鸟核苷三磷酸
（ m7Gppp）。 mRNA5’端的这种结构称为 帽子 （ cap）。
1、在 5’端加帽
m7Gppp 鸟甘酸转移酶
帽子结构功能：
① 能被核糖体小亚基识别，促使 mRNA和核糖体
的结合；
② m7Gppp结构能有效地封闭 mRNA 5’末端，以
保护 mRNA免受 5’核酸外切酶的降解，增强 mRNA的
稳定。
2,3’ 端加尾 多聚腺苷酸尾巴
AAUAAA：
★ 准确切割
★ 加 poly（ A）
多聚腺苷酸尾巴 功能：
提高了 mRNA在细胞质中的稳定性。
3,RNA的剪接
地中海贫血病人的
珠蛋白基因,1/4
生物体内内含子的主要类型：
GU-AG,AU-AC,Ⅰ 类内含子,Ⅱ 类内含子
5’..AAGUAAGU …….CURAY..(10 -40)…( U/C)11NCAG G…,3’
Intron exonexon
Polyprimidine
CAG = UAG> AAG> GAG
参与 RNA剪接的物质：
? snRNA（核内小分子 RNA）
? snRNP（与 snRNA结合的核蛋白）
①
②
③
UACUACA - AG
UG
U4
U5
U6
E1
E2
U1 U2
UACUACA - AG
UGU6
E1
E2
U1,U4,U5
Ⅰ 类内含子的自我剪接
2 ’
0 H
5 ’ 外显子 1 G U Py N CU Pu A P y A G 外显子 2 3 ’
5 ’ 外显子 1 G 外显子 2
O H 3 ’ U A G 3 ’
T A Py
套索结构
5 ’ 外显子 1 外显子 2 3 ’
图 1 3 - Ⅱ 类内含子 剪接的模式
Ⅱ 类内含子的自我剪接
4,RNA的编辑
? 编辑 （ editing） 是指转录后的 RNA在编码区发生
碱基的突变, 加入或丢失等现象 。
A p o B 基因有 29 个外显子
C A A 第 2153 个密码子编码 G l u
编辑
C A A U A A
翻译 翻译
在肝中剪接后的 m RN A 肠中的 m RN A 经编辑
编码了 4 5 6 3 a a 的载脂蛋白 产生了终止密码子，在
2 1 5 3 a a 处终止合成
图 1 3 - 4 2 载脂蛋白的基因 A p o B 在肠中经过编辑，
引入终止密码子，不能翻译成完整的载脂蛋白。
( 参考 B, L e w i n,, G E N E S,Ⅵ,1 9 9 7, F i g 3 1, 1 4 )
C变为 U
碱基的突变
尿苷酸的缺失和添加
? 1986.R.Benne在研究 锥虫 线粒体 mRNA转录加工
时发现 mRNA的多个编码位置上 加入或丢失尿苷
酸, 1990年在高等动物和病毒中也发现了编辑
现象。
锥虫 coxII 基因的编辑
T
U A U A U G U U U U G UU G U U U A UU A U G U GA UU A U GG U U U U G U U U U U U A UU G G U A U U U U U U A U A UUU A
UUU AA U U U G UU GA U A A A U A C A U U U U A U U U G UU UG UU AA U U U U U U U G U U U U G U G U U U U U G G UU
TT TTTT
U A G G U U U U U U U G UU G U U G UU G U U U U G U A UU A U GA UU G A G UUU G UU G U U U GG U U U U U U G U U U U
TT TTTT
UU G U G A A A C C A G UU A U G A G A G U U U G C A UU G UU A UUU A UU ACA UU A A G UU G G U G U U U U U GG UU C
图 1 3 -4 4 锥虫 ( T, b r u cei ) c o x Ⅱ 基因的部分 R N A 顺序。很多 U( 红色 ) 在 DNA 中未编码，而另一些在
D N A 中编码的 T( 紫色 ) 在 m R N A 中被删除了。 ( 参考 B, L ew i n,, G E N E S, Ⅵ,1 9 9 7, F i g 3 1, 1 6 )
● 基本概念
● 转录起始,RNA聚合酶、启动子
● 转录的基本过程
● 转录后加工
● 原核生物与真核生物 mRNA的特征比较
● RNA合成与 DNA合成异同点
Contents
五、原核生物与真核生物 mRNA的特征比较
1、原核生物 mRNA的特征
● 半衰期短
● 多以多顺反子的形式存在
多顺反子 mRNA：编码多个蛋白质的 mRNA。
单顺反子 mRNA：只编码一个蛋白质的 mRNA。
结构基因
Z,β-半乳糖苷酶
Y,透过酶
A：乙酰基转移酶
Z Y AOPDNA
● 5’ 端无, 帽子, 结构,3’ 端没有或只有较短
的 poly（ A ）结构。
SD序列,mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列。
2、真核生物 mRNA的特征
● 5’ 端存在, 帽子, 结构
● 多数 mRNA 3’ 端具有 poly（ A ）尾巴（组蛋白除外）
● 以单顺反子的形式存在
,基因, 的分子生物学定义：产生一条多肽链或
功能 RNA所必需的全部核甘酸序列。
原核生物和真核生物 mRNA结构的比较
● 基本概念
● 转录起始,RNA聚合酶、启动子
● 转录的基本过程
● 转录后加工
● 原核生物与真核生物 mRNA的特征比较
● RNA合成与 DNA合成异同点
Contents
六,RNA合成与 DNA合成异同点
相同点：
1、都以 DNA链作为模板
2,合成的方向均为 5’→3 ’
3、聚合反应均是通过核苷酸之间形成的 3’,5’-磷
酸 二酯键，使核苷酸链延长。
不同点：
复制 转录
模板 两条链均复制 模板链转录
（不对称转录）
原料 dNTP NTP
酶 DNA聚合酶 RNA聚合酶
产物 子代双链 DNA
（半保留复制）
mRNA,tRNA，
rRNA
配对 A-T； G-C A-U； T-A； G-C
引物 RNA引物 无
中国科学院 2001年硕士研究生入学考试,
名词解释,Transcription; Reverse transcription
1、下列有关 TATA盒 (Hognessbox)的叙述,
哪个是正确的,
A.它位于第一个结构基因处
B.它和 RNA聚合酶结合
C.它编码阻遏蛋白
D.它和反密码子结合
B
2,转录需要的原料是,
A,dNTP
B,dNDP
C,dNMP
D,NTP
E, NMP
D
3,DNA模板链为 5’-ATTCAG-3 ’,其转录
产物是,
A,5 ’ -GACTTA-3 ’
B,5 ’ -CTGAAT-3 ’
C,5 ’ -UAAGUC-3 ’
D,5 ’ -CUGAAU-3 ’
D
4,DNA复制和转录过程有许多相同点,下
列描述哪项是错误的?
A.转录以 DNA一条链为模板,而以 DNA两条
链为模板进行复制
B,在这两个过程中合成均为 5`-3`方向
C,复制的产物通常情况下大于转录的产
物
D,两过程均需 RNA引物
D
5、真核生物的 mRNA加工过程中,5’端加上（ ），
在 3’端加上（ ），后者由（ ）催化。如果
被转录基因是不连续的，那么，（ ）一定要
被切除，并通过（ ）过程将（ ）连接在
一起。
帽子结构、多聚腺苷酸尾巴,poly(A)聚合酶、内
含子、剪接、外显子
6,–10位的（ ）区和 –35位的（ ）区
是 RNA聚合酶与启动子的结合位点，能与 σ
因子相互识别而具有很高的亲和力。
TATA,TTGACA
7、决定基因转录基础频率的 DNA 元件是
（ ）,它是 （ ）的结合位点
启动子,RNA聚合酶
8、原核生物 RNA 聚合酶核心酶由（ ）组成，
全酶由 （ ）组成。
2αββ′ω, 2αββ′ωσ
9、下面那一项不属于原核生物 mRNA的特征
（ ）
A：半衰期短 B：存在多顺反
子的形式
C,5’端有帽子结构 D,3’端没有或只
有较短的多聚（ A）结构
10、比较 RNA转录与 DNA复制，下列哪些是正确的？
A.都在细胞核内进行 B.转录是连续的
C.链的延长均为 5’→3 ’ D.与模板链的碱基配对均
为 G－ C
11、真核细胞中的 mRNA帽子结构是（ ）
A,7-甲基鸟嘌呤核苷三磷酸 B,7-甲基
尿嘧啶核苷三磷酸
C,7-甲基腺嘌呤核苷三磷酸 D,7-甲基
胞嘧啶核苷三磷酸
12、下面哪一项是对三元转录复合物的正确描述
（ ）
（ A） σ 因子、核心酶和双链 DNA在启动子形成的
复合物
（ B）全酶、模板 DNA和新生 RNA形成的复合物
（ C）三个全酶在转录起始点形成的复合物
（ D） σ 因子、核心酶和促旋酶形成的复合物
——从 DNA到 RNA
D N A R N A 蛋 白 质复 制
转 录 翻 译
逆 转 录
R N A
复 制
● 基本概念
● 转录起始,RNA聚合酶、启动子
● 转录的基本过程
● 转录后加工
● 原核生物与真核生物 mRNA的特征比较
● RNA合成与 DNA合成异同点
Contents
一,基本概念
生物体以 DNA为模板合成 RNA的过程 。
转
录
RNADNA
转录 (transcription),
参与转录的物质
原料, NTP (ATP,UTP,GTP,CTP)
模板,DNA
酶, RNA聚合酶
其他蛋白质因子
RNA合成方向, 5' 3'
转录的不对称性：
在 RNA的合成中,DNA的二条链中仅有一条链可作为
转录的模板，称为 转录的不对称性。
编码链与模板链
与 mRNA序列相同的那条 DNA链称为 编码链 ；将另
一条根据碱基互补原则指导 mRNA合成的 DNA链称
为 模板链 。
G C A G T A C A T G T C… …
……
5
5
3
3
′ ′
′′ DNAC G T C A T GT A C A G
编码链
模板链
GC A GU A C A U GU C m R N A
转录
模板链并非永远在同一条单链上
转录方向
5?
3?
3?
5?
模板链编码链
编码链模板链
转录方向
DNA分子上转录出 RNA的区段，称为结构基因。
结构基因：
转录单元（ transcription unit）
一段从启动子开始至终止子结束的 DNA序列。
● 基本概念
● 转录起始,RNA聚合酶、启动子
● 转录的基本过程
● 转录后加工
● 原核生物与真核生物 mRNA的特征比较
● RNA合成与 DNA合成异同点
Contents
二、参与转录起始的关键酶与元件
（一） RNA聚合酶
● 原核生物 RNA聚合酶（大肠杆菌为例）
全酶 =核心酶 + σ 因子
β α σ
ω
α
β ’
图 1 2 - 5 E, c o l i RNA 聚合酶的亚基组成
大肠杆菌 RNA聚合酶的组成分析
亚
基
基因 相对分
子量
亚基
数
组分 功能
α rpoA 36500 2 核心酶 核心酶组装，启动子识
别
β rpoB 151000 1 核心酶 β和 β'共同形成 RNA合
成的活性中心
β' rpoC 155000 1 核心酶
ω？ 11000 1 核心酶？
σ rpoD 70000 1 σ因子 存在多种 σ因子，用于识别不同的启动子
● 真核生物 RNA聚合酶
酶 位置 转录产 物 相对活 性 对 α-鹅膏蕈碱的敏感性
RNA聚合
酶 Ⅰ 核仁 rRNA
50-
70% 不敏感
RNA聚合
酶 Ⅱ 核质 hnRNA
20-
40% 敏感
RNA聚合
酶 Ⅲ 核质 tRNA 约 10% 存在物种特异性
真核细胞的三种 RNA聚合酶特征比较
RNA聚合酶与 DNA聚合酶的区别
RNA聚合酶 DNA聚合酶
大小 (M) 大,4.8× 105dol 小,1.09× 105dol
引物 无 有
产物 较短，游离 较长，与模板以氢
键相连
作用方式 一条链的某一段 两条链同时进行
外切酶活性 无 5’ 3’,3’ 5’
校对合成能力 无 有
修复能力 无 有
（二） 启动子 (promoter)
启动子定义,指能被 RNA聚合酶识别、结合并
启动基因转录的一段 DNA序列。
● 原核生物启动子结构
Pribnow
41-44bp
TTGACA区,提供了 RNA聚合酶全酶 识别 的信号
TATA区,酶的紧密 结合 位点（富含 AT碱基，
利于双链打开）
编码链 AACTGT ATATTA
模板链 TTGACA TATAAT
3’
5’
DNA
转录起始点
Probnow盒子
启动子
?35 ?10 +1 转录区
5’ 3’
RNA
转录起点
与新生 RNA链第一个核甘酸相对应 DNA链上的碱基。
大肠杆菌 RNA聚合酶全酶所识别的启动子区
T85T83G81A61C69A52 T89A89T50A65A100
典型启动子的结构
-35 -10 转录起点
TTGACA 16-19bp TATAAT 5-9bp
● 真核生物启动子
真核有 三种 不同的启动子和有关的元件
启动子 Ⅱ 最为复杂, 它和原核的启动子有很多不同
真核生物启动子的结构
核心启动子（ core promoter）
上游启动子元件（ upstream promoter element,UPE）
1、核心启动子
● 定义,指保证 RNA聚合酶 Ⅱ 转录正常起始所必需
的、最少的 DNA序列，包括转录起始位点及转录起
始位点上游 TATA区
● 作用,选择正确的转录起始位点，保证精确起始
TATA 常在 -25bp左右，相当于原核的 -10序列
T85A97T93A85A63A83A50
2、上游启动子元件
● 包括 CAAT盒（ CCAAT）和 GC盒（ GGGCGG）等
● 作用,控制转录起始频率。
CAAT,-70 - -80bp
GGGCGG,-80 - -110bp
SV40 早期启动子
组蛋白 H2B
TATACAAT GC
（三） 转录起始复合物
● 原核生物 转录起始复合物
转录因子 转录复合体
TBP
TAFs
TFIIA
TFIIB TFIIF
Pol II
TFIIE
RNA pol Ⅱ 的转录起始
●
真
核
生
物
转
录
起
始
复
合
物
● 基本概念
● 转录起始,RNA聚合酶、启动子
● 转录的基本过程
● 转录后加工
● 原核生物与真核生物 mRNA的特征比较
● RNA合成与 DNA合成异同点
Contents
三、转录的基本过程
1、起始位点的识别, RNA聚合酶与启动子 DNA双链
相互作用并与之相结合的过程。
2,转录起始
RNA链上第一个核甘酸键的产生
3,RNA链的延伸
● ?亚基脱落,RNA–pol聚合酶核心酶变构，与
模板结合松弛，沿着 DNA模板前移；
● 在 核心酶 作用下,NTP不断聚合,RNA链不断延
长。
核心酶 ···· DNA ···· RNA
4,转录终止
终止子（ terminator,t）
● 强终止子－内部终止子
● 弱终止子 －需要 ρ 因子（ rho factor）
又称为 ρ 依赖性终止子
（ Rho-dependent terminator）
不依赖 Rho (ρ) 因子的转录终止
依赖 Rho (ρ) 因子的转录终止
不依赖 ?因子的终止
终止位点上游一般存在一个富含 GC碱基的二重
对称区,RNA形成发夹结构；
在终止位点前面有一段由 4-8个 A组成的序列,RNA
的 3’端为寡聚 U
发夹式结构和寡聚 U的共同作用使 RNA从三
元复合物中解离出来。
终止效率与二重对
称序列和寡聚 U的
长短有关，长度
效率
依赖 ?因子的终止
?因子,六聚体蛋白、水解各种核甘
三磷酸促使新生 RNA链从三元转录复
合物中解离出来，从而终止转录。
转
录
的
基
本
过
程
● 基本概念
● 转录起始,RNA聚合酶、启动子
● 转录的基本过程
● 转录后加工
● 原核生物与真核生物 mRNA的特征比较
● RNA合成与 DNA合成异同点
Contents
四、转录后加工
? 5’端加帽
? 3’端加尾
? RNA的剪接
? RNA的编辑
5’端的一个核苷酸总是 7-甲基鸟核苷三磷酸
（ m7Gppp）。 mRNA5’端的这种结构称为 帽子 （ cap）。
1、在 5’端加帽
m7Gppp 鸟甘酸转移酶
帽子结构功能：
① 能被核糖体小亚基识别，促使 mRNA和核糖体
的结合；
② m7Gppp结构能有效地封闭 mRNA 5’末端，以
保护 mRNA免受 5’核酸外切酶的降解，增强 mRNA的
稳定。
2,3’ 端加尾 多聚腺苷酸尾巴
AAUAAA：
★ 准确切割
★ 加 poly（ A）
多聚腺苷酸尾巴 功能：
提高了 mRNA在细胞质中的稳定性。
3,RNA的剪接
地中海贫血病人的
珠蛋白基因,1/4
生物体内内含子的主要类型：
GU-AG,AU-AC,Ⅰ 类内含子,Ⅱ 类内含子
5’..AAGUAAGU …….CURAY..(10 -40)…( U/C)11NCAG G…,3’
Intron exonexon
Polyprimidine
CAG = UAG> AAG> GAG
参与 RNA剪接的物质：
? snRNA（核内小分子 RNA）
? snRNP（与 snRNA结合的核蛋白）
①
②
③
UACUACA - AG
UG
U4
U5
U6
E1
E2
U1 U2
UACUACA - AG
UGU6
E1
E2
U1,U4,U5
Ⅰ 类内含子的自我剪接
2 ’
0 H
5 ’ 外显子 1 G U Py N CU Pu A P y A G 外显子 2 3 ’
5 ’ 外显子 1 G 外显子 2
O H 3 ’ U A G 3 ’
T A Py
套索结构
5 ’ 外显子 1 外显子 2 3 ’
图 1 3 - Ⅱ 类内含子 剪接的模式
Ⅱ 类内含子的自我剪接
4,RNA的编辑
? 编辑 （ editing） 是指转录后的 RNA在编码区发生
碱基的突变, 加入或丢失等现象 。
A p o B 基因有 29 个外显子
C A A 第 2153 个密码子编码 G l u
编辑
C A A U A A
翻译 翻译
在肝中剪接后的 m RN A 肠中的 m RN A 经编辑
编码了 4 5 6 3 a a 的载脂蛋白 产生了终止密码子，在
2 1 5 3 a a 处终止合成
图 1 3 - 4 2 载脂蛋白的基因 A p o B 在肠中经过编辑，
引入终止密码子，不能翻译成完整的载脂蛋白。
( 参考 B, L e w i n,, G E N E S,Ⅵ,1 9 9 7, F i g 3 1, 1 4 )
C变为 U
碱基的突变
尿苷酸的缺失和添加
? 1986.R.Benne在研究 锥虫 线粒体 mRNA转录加工
时发现 mRNA的多个编码位置上 加入或丢失尿苷
酸, 1990年在高等动物和病毒中也发现了编辑
现象。
锥虫 coxII 基因的编辑
T
U A U A U G U U U U G UU G U U U A UU A U G U GA UU A U GG U U U U G U U U U U U A UU G G U A U U U U U U A U A UUU A
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图 1 3 -4 4 锥虫 ( T, b r u cei ) c o x Ⅱ 基因的部分 R N A 顺序。很多 U( 红色 ) 在 DNA 中未编码，而另一些在
D N A 中编码的 T( 紫色 ) 在 m R N A 中被删除了。 ( 参考 B, L ew i n,, G E N E S, Ⅵ,1 9 9 7, F i g 3 1, 1 6 )
● 基本概念
● 转录起始,RNA聚合酶、启动子
● 转录的基本过程
● 转录后加工
● 原核生物与真核生物 mRNA的特征比较
● RNA合成与 DNA合成异同点
Contents
五、原核生物与真核生物 mRNA的特征比较
1、原核生物 mRNA的特征
● 半衰期短
● 多以多顺反子的形式存在
多顺反子 mRNA：编码多个蛋白质的 mRNA。
单顺反子 mRNA：只编码一个蛋白质的 mRNA。
结构基因
Z,β-半乳糖苷酶
Y,透过酶
A：乙酰基转移酶
Z Y AOPDNA
● 5’ 端无, 帽子, 结构,3’ 端没有或只有较短
的 poly（ A ）结构。
SD序列,mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列。
2、真核生物 mRNA的特征
● 5’ 端存在, 帽子, 结构
● 多数 mRNA 3’ 端具有 poly（ A ）尾巴（组蛋白除外）
● 以单顺反子的形式存在
,基因, 的分子生物学定义：产生一条多肽链或
功能 RNA所必需的全部核甘酸序列。
原核生物和真核生物 mRNA结构的比较
● 基本概念
● 转录起始,RNA聚合酶、启动子
● 转录的基本过程
● 转录后加工
● 原核生物与真核生物 mRNA的特征比较
● RNA合成与 DNA合成异同点
Contents
六,RNA合成与 DNA合成异同点
相同点：
1、都以 DNA链作为模板
2,合成的方向均为 5’→3 ’
3、聚合反应均是通过核苷酸之间形成的 3’,5’-磷
酸 二酯键，使核苷酸链延长。
不同点：
复制 转录
模板 两条链均复制 模板链转录
（不对称转录）
原料 dNTP NTP
酶 DNA聚合酶 RNA聚合酶
产物 子代双链 DNA
（半保留复制）
mRNA,tRNA，
rRNA
配对 A-T； G-C A-U； T-A； G-C
引物 RNA引物 无
中国科学院 2001年硕士研究生入学考试,
名词解释,Transcription; Reverse transcription
1、下列有关 TATA盒 (Hognessbox)的叙述,
哪个是正确的,
A.它位于第一个结构基因处
B.它和 RNA聚合酶结合
C.它编码阻遏蛋白
D.它和反密码子结合
B
2,转录需要的原料是,
A,dNTP
B,dNDP
C,dNMP
D,NTP
E, NMP
D
3,DNA模板链为 5’-ATTCAG-3 ’,其转录
产物是,
A,5 ’ -GACTTA-3 ’
B,5 ’ -CTGAAT-3 ’
C,5 ’ -UAAGUC-3 ’
D,5 ’ -CUGAAU-3 ’
D
4,DNA复制和转录过程有许多相同点,下
列描述哪项是错误的?
A.转录以 DNA一条链为模板,而以 DNA两条
链为模板进行复制
B,在这两个过程中合成均为 5`-3`方向
C,复制的产物通常情况下大于转录的产
物
D,两过程均需 RNA引物
D
5、真核生物的 mRNA加工过程中,5’端加上（ ），
在 3’端加上（ ），后者由（ ）催化。如果
被转录基因是不连续的，那么，（ ）一定要
被切除，并通过（ ）过程将（ ）连接在
一起。
帽子结构、多聚腺苷酸尾巴,poly(A)聚合酶、内
含子、剪接、外显子
6,–10位的（ ）区和 –35位的（ ）区
是 RNA聚合酶与启动子的结合位点，能与 σ
因子相互识别而具有很高的亲和力。
TATA,TTGACA
7、决定基因转录基础频率的 DNA 元件是
（ ）,它是 （ ）的结合位点
启动子,RNA聚合酶
8、原核生物 RNA 聚合酶核心酶由（ ）组成，
全酶由 （ ）组成。
2αββ′ω, 2αββ′ωσ
9、下面那一项不属于原核生物 mRNA的特征
（ ）
A：半衰期短 B：存在多顺反
子的形式
C,5’端有帽子结构 D,3’端没有或只
有较短的多聚（ A）结构
10、比较 RNA转录与 DNA复制，下列哪些是正确的？
A.都在细胞核内进行 B.转录是连续的
C.链的延长均为 5’→3 ’ D.与模板链的碱基配对均
为 G－ C
11、真核细胞中的 mRNA帽子结构是（ ）
A,7-甲基鸟嘌呤核苷三磷酸 B,7-甲基
尿嘧啶核苷三磷酸
C,7-甲基腺嘌呤核苷三磷酸 D,7-甲基
胞嘧啶核苷三磷酸
12、下面哪一项是对三元转录复合物的正确描述
（ ）
（ A） σ 因子、核心酶和双链 DNA在启动子形成的
复合物
（ B）全酶、模板 DNA和新生 RNA形成的复合物
（ C）三个全酶在转录起始点形成的复合物
（ D） σ 因子、核心酶和促旋酶形成的复合物
