转录的过程是什么?

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在转录过程中,DNA模板被转录方向是从3′端向5′端;RNA链的合成方向是从5′端向3′端。RNA的合成一般分两步,第一步合成原始转录产物(过程包括转录的启动、延伸和终止);第二步转录产物的后加工,使无生物活性的原始转录产物转变成有生物功能的成熟RNA。但原核生物mRNA的原始转录产物一般不需后加工就能直接作为翻译蛋白质的模板。


调节控制

转族历录的调节控制是基因表达调节控制中的一个重要环节。促进基因转录叫正调节,抑制基因转录叫负调节。

在原核生物方面1961年F.雅各布和J.莫诺提出的操纵子学说,得到许多人的验证和充实。操纵子通常的调控方式为:

①诱导和阻遏作用;

②环腺苷酸(CAMP)和降解物活化蛋白(CAP)的调节作用;

③弱化作用。

真核细胞基因转录的调节控制目前知道得很少。同种高等生物每个个体的各个体细胞都有全套相同的消穗轮基因,只是由于在发育过程中基因表达的调节控制(包括转录的调节控制)不同,因而发育成各种不同的组织和器官。目拿信前认为,动物(包括人)都含有癌基因,但有的致癌,有的则不致癌,这也可能是由于转录与翻译的调控不同。

另外,真核DNA中的结构基因只占总量的10%左右,大部分DNA顺序都可能起调节控制作用。真核生物也有诱导酶和诱导蛋白质,如干扰素就是由病毒或双链RNA等诱导产生的一种蛋白质。

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在转录过程中,DNA模板被转录方向是从3′端向5′端;RNA链的合成方向是从5′端向3′端。

RNA的合成一般分两步,第一步合成原始转录产物(过程包括转录的启动、延伸和终止);第二步转录产物的后加工,使无生物活性的原始转录产物转变成有生物功能的成熟RNA。但原核生物mRNA的原始转录产物一般不需后加工就能直接作为翻译蛋白质的模板。

一、启动

RNA聚合酶正确识别DNA模板链上的启动子并形成由酶、DNA和核苷三磷酸(NTP)构成的三元起始复合物,转录即自此开始。DNA模板上的启动区域常含有TATAATG顺序,称普里布诺(Pribnow)盒或P盒。

复合物中的核苷三磷酸一般为GTP,少数为ATP,因而原始转录产物的5′端通常为三磷酸鸟苷(pppG)或腺苷三磷酸(pppA)。

真核DNA上的转录启动区域也有类似原核DNA的启动区结构,和在-30bp(即在酶和DNA结合点的上游30核苷酸处,常以—30表示,bp为碱基对的简写)附近也含有TATA结构,称霍格内斯(Hogness)盒或 TATA盒。

第一个核前渣苷三磷酸与第二个核苷三磷酸缩合生成3′-5′磷酸二酯键后,则启动阶段结束,进入延伸阶段。

二、延伸

σ亚基脱离酶分子,留下的核心酶与DNA的结合变松,因而较容易继续往前移动。核心酶无模板专一性,能转录模板上的任何顺序,包括在转录后加工时待切除的居间顺序。脱离核心酶的σ亚基还可与另外的核心酶结合,参与另一转录过程。

随着转录不断延伸,DNA双链顺次地被打开,并接受新来的碱基配对,合成新的磷酸二酯键后,核心酶向前移去,已使用过的模板重新关闭起来,恢复原来的双链结构皮悔橡。

一般合成的RNA链对DNA模板具有高度的忠实性。RNA合成的速度,原核为25~50个核苷酸/秒,真核为45~100个核苷酸/秒。

三、终止

转录的终止包括停止延伸及释放RNA聚合酶和合成的RNA。在原核生物基因或操纵子的末端通常有一段终止序列即终止子;RNA合成就在这里终止。原核细胞转录终止需要一种终止因子ρ(六个亚基构成的蛋白质)的帮助。

真核生物DNA上也可能有转录终止的信号。已知真核DNA转录单元的3′端均含富有AT的序列〔如AATAA(A)或ATTAA(A)等〕,在相隔0~30bp之后又出现TTTT顺序(通常是3~5个T),这些结构可能与转录终止或者与3′端添加多聚A顺序有关。

抑制剂

转录抑制剂可用作抗例如病原细菌(抗菌剂)和真菌(抗真菌剂)的抗生素。这种抗菌素的一个例子是利福平,它通过结合其β亚基来抑制DNA依赖性RNA聚合酶,从而抑制DNA细菌转录为mRNA ,而8-羟基喹啉是一种燃旁抗真菌转录抑制剂。

组蛋白甲基化的影响可能还可以抑制转录的作用。最近报道了有力的生物活性天然产物(如雷公藤甲素)通过抑制一般转录因子TFIIH的XPB亚基来抑制哺乳动物的转录,它是一种针对葡萄糖转运蛋白表达增加的低氧癌细胞的葡萄糖缀合物。

历史

方斯华·贾克柏(François Jacob)和贾克·莫诺(Jacques Lucien Monod)首先假设一种让遗传物质成为蛋白质的分子。 

塞韦罗·奥乔亚(Severo Ochoa)于1959年获得诺贝尔生理学或医学奖,开发一种用多核苷酸磷酸化酶体外(In vitro)合成RNA的方法,该方法可用于破解遗传密码。 

由RNA聚合酶合成RNA是由几个实验室在1965年以前在体外(In vitro)建立的; 然而,由这些酶合成的RNA具有表明存在正确终止转录所需的额外因子的特性。

1972年,Walter Fiers成为第一个真正证明终止酶存在的人。

罗杰·科恩伯格(Roger D. Kornberg)因其研究真核生物转录的分子基础而获得2006年诺贝尔化学奖。

以上内容参考 百度百科-转录

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