2016临床执业医师生物化学第16章RNA的合成与加工复习笔记|临床执业医师考试复习资料

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　　三、转录过程

　　分为起始、延长和终止三个阶段。起始包括对双链DNA特定部位的识别、局部(17bp)解链以及在最初两个核苷酸间形成磷酸二酯键。第一个核苷酸掺入的位置称为转录起点。

　　起始后起始因子离开，核心酶构象改变，沿模板移动，转录生成杂交双链(12bp)，随后DNA互补链取代RNA链，（环球网校医学考试网整理2016临床执业医师生物化学第16章RNA的合成与加工复习笔记）恢复DNA双螺旋结构。延伸速度为50nt/s，酶移动17nm。错误几率为10-5。

　　聚合酶到达终点时，在终止辅助因子的帮助下停止反应，酶和RNA链脱落，转录结束。

　　四、启动子和转录因子

　　(一)定义：酶识别、结合、开始转录的一段DNA序列。强启动子2秒钟启动一次转录，弱启动子10分钟一次。

　　(二)原核生物：大肠杆菌在起点上游约-10碱基对处有保守序列TATAAT，称为pribnow box，有助于局部解链。在其上游还有TTGACA，称为-35序列，提供RNA聚合酶识别的信号。

　　(三)真核生物：复杂，差异较大。

　　1.信使RNA的启动子通常有三个保守区，-25到-30有TATA框，是解链位置，并决定转录起点;-75位置有CAAT框，与RNA聚合酶的结合有关;更上游还有GC框，某些转录因子可结合。后两个称为上游因子，对转录起始频率有较大影响。

　　2. 小RNA的启动子在转录区内部，有一些辅助因子帮助RNA聚合酶识别。

　　五、终止子和终止因子

　　(一)定义

　　(二)所有原核生物的终止子在终点之前都有一个回文结构，可使酶减慢移动或暂停合成。大肠杆菌有两类终止子：

　　1. 简单终止子，回文区有一段富含GC对的序列，回文后有寡聚尿苷。

　　2.依赖ρ的终止子，必须在有ρ因子时才能发挥作用，不含GC对，也无寡聚尿苷。ρ因子是蛋白质，可与酶作用，释放RNA，并使酶脱离。

　　(三)某些因子可使酶越过终止子继续转录，称为通读。常见于某些噬菌体的时序控制，早期基因与晚期基因以终止子相隔，早期基因产生抗终止因子，使发生通读以表达晚期基因。

　　六、转录的调控

　　(一)遗传信息的表达有时序调控和适应调控，转录水平的调控是关键环节，因为这是表达的第一步。转录调控主要发生在起始和终止阶段。

　　(二)操纵子是细菌基因表达和调控的单位，有正调节和负调节因子。阻遏蛋白的作用属于负调控。环腺苷酸通过其受体蛋白(CRP)促进转录，可促进许多诱导酶的合成。操纵子可构成综合性调控网络，如SOS反应等。对终止子也有调控作用，如衰减子。

　　(三)真核生物不组成操纵子，而是通过激素、生长因子等进行调控。某些DNA序列对转录起增强作用，称为增强子。

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　　第二节转录后加工

　　一、原核生物

　　(一)核糖体RNA：（环球网校医学考试网整理2016临床执业医师生物化学第16章RNA的合成与加工复习笔记）大肠杆菌共有7个核糖体RNA的转录单位，每个转录单位由16S、23S、5SRNA和若干转运RNA基因组成。16S和 23S之间常由转运RNA隔开。转录产物在RNA酶III的作用下裂解产生核糖体RNA的前体P16和P23，再由相应成熟酶加工切除附加序列。前体加工时还进行甲基化，产生修饰成分，特别是a-甲基核苷。N4,2’-O二甲基胞苷(m4Cm)是16S核糖体RNA特有成分。5S核糖体RNA一般无修饰成分。

　　(二)转运RNA：有60个基因，其加工包括：

　　1.内切酶在两端切断，大肠杆菌RNA酶P是5’成熟酶

　　2.外切酶从3’修剪，除去附加顺序。RNA酶D是3’成熟酶

　　3.3’端加上CCAOH，由转运RNA核苷酰转移酶催化，某些转运RNA已有，切除附加序列后即露出。

　　4.核苷的修饰：修饰成分包括甲基化碱基和假尿苷，修饰酶具有高度特异性。甲基化对碱基和序列都有严格要求，一般以S-腺苷甲硫氨酸为甲基供体。

　　(三)信使RNA：细菌多数不用加工，转录与翻译是偶联的。也有少数多顺反子信使RNA必须由内切酶切成较小的单位，然后翻译。如核糖体大亚基蛋白与RNA聚合酶的b亚基基因组成混合操纵子，转录后需经RNA酶III切开，各自翻译。因为RNA聚合酶的合成水平低得多，切开有利于各自的翻译调控。较长的RNA会产生高级结构，不利于翻译，切开可改变其结构，从而影响其功能。

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　　二、真核生物

　　(一)核糖体RNA：基因拷贝数多，（环球网校医学考试网整理2016临床执业医师生物化学第16章RNA的合成与加工复习笔记）在几十到几千之间。基因成簇排列在一起，由RNA聚合酶I转录生成一个较长的前体，哺乳动物为45S。核仁是其转录、加工和装配成核糖体的场所。RNA酶III等核酸内切酶在加工中起重要作用。5SRNA基因也是成簇排列的，由RNA聚合酶III转录，经加工参与构成大亚基。核糖体RNA可被甲基化，主要在核苷2’羟基，比原核生物甲基化程度高。多数核糖体RNA没有内含子，有些有内含子但不转录。

　　(二)转运RNA：由RNA聚合酶III转录，加工与原核相似，但3’端的CCA都是后加的，还有2’-O-甲基核糖。

　　(三)信使RNA：真核生物编码蛋白质的基因以单个基因为转录单位，但有内含子，需切除。信使RNA的原初转录产物是分子量很大的前体，在核内加工时形成大小不等的中间物，称为核内不均一RNA(hnRNA)。其加工过程包括：

　　1.5’端加帽子：在转录的早期或转录终止前已经形成。首先从5’端脱去一个磷酸，再与GTP生成5’，5’三磷酸相连的键，最后以S-腺苷甲硫氨酸进行甲基化，形成帽子结构。帽子结构有多种，起识别和稳定作用。

　　2. 3’端加尾：在核内完成。先由RNA酶III在3’端切断，再由多聚腺苷酸聚合酶加尾。尾与通过核膜有关，还可防止核酸外切酶降解。

　　3. 内部甲基化：主要是6-甲基腺嘌呤，在hnRNA中已经存在。可能对前体的加工起识别作用。

　　三、RNA的拼接

　　(一)转运RNA的拼接：由酶催化，酶识别共同的二级结构，而不是序列。通常内含子插入到靠近反密码子处，与反密码子配对，取代反密码子环。第一步由内切酶切除插入序列，不需ATP;第二步由RNA连接酶连接，需要ATP。

　　(二)四膜虫核糖体RNA的拼接：某些四膜虫26S核糖体RNA基因中有一个内含子，其拼接只需一价和二价阳离子及鸟苷酸或鸟苷存在即可自发进行。其实质是磷酸酯的转移反应，鸟苷酸起辅助因子的作用，提供游离3’羟基。

　　(三)信使RNA：真核生物编码蛋白质的核基因的内含子属于第二类内含子，左端为GT，右端为AG。先在左端切开，产生的5’末端与3’端上游形成5’,2’-磷酸二酯键，构成套索结构。然后内含子右端切开，两个外显子连接起来。通过不同的拼接方式，可形成不同的信使RNA。

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　　第三节 RNA的复制（环球网校医学考试网整理2016临床执业医师生物化学第16章RNA的合成与加工复习笔记）

　　一、噬菌体QbRNA的复制

　　其RNA是单链，正链，侵入大肠杆菌后立即翻译，产生复制酶的b亚基，与宿主的三个亚基(α为核糖体蛋白，γ、δ均为肽链延长因子)构成复制酶，进行复制。先以正链为模板合成负链，再根据负链合成正链。合成负链时需要宿主的两个蛋白因子，合成正链则不需要，所以可大量合成。病毒的蛋白质合成受 RNA高级结构的调控。

　　二、病毒RNA复制的主要方式

　　(一)病毒含正链RNA，先合成复制酶，复制后合成其他蛋白质进行装配。如噬菌体Qb及灰质炎病毒。

　　(二)病毒含负链和复制酶，先合成正链，再合成病毒蛋白和复制病毒RNA。如狂犬病毒。

　　(三)病毒含双链RNA和复制酶，如呼肠孤病毒。先复制正链，再翻译成病毒蛋白，最后合成负链，形成双链RNA分子。

　　(四)致癌RNA病毒：如白血病病毒和肉瘤病毒，先逆转录生成DNA前病毒，再转录、翻译。

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