RNA轉(zhuǎn)錄的模板和酶
1．轉(zhuǎn)錄體系包括DNA模板、4種NTP、RNA聚合酶、某些蛋白因子和必要的無機離子。
2．轉(zhuǎn)錄模板
(1)結(jié)構(gòu)基因
在復制時，基因組全部DNA均需復制。但轉(zhuǎn)錄時，在龐大的基因組中，按細胞不同的發(fā)時序、生存條件和生理需要，只有少部分基因發(fā)生轉(zhuǎn)錄。能轉(zhuǎn)錄出RNA的DNA區(qū)段稱結(jié)構(gòu)基因。
(2)不對稱轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄的選擇性稱為不對稱轉(zhuǎn)錄。包括兩方面的含義：①在DNA分子雙鏈上，一股鏈用模板指引轉(zhuǎn)錄，另一股鏈不轉(zhuǎn)錄；②模板鏈并非總是在同一條單鏈上。
(3)模板鏈(有意義鏈、Watson鏈)DNA雙鏈中按堿基配對規(guī)律指引轉(zhuǎn)錄生成RNA的一股單鏈。
(4)編碼鏈(反義鏈、Crick鏈)DNA雙鏈中，與模板鏈對應的另一條單鏈。文獻刊出的DNA序列，一般只寫出編碼鏈。
3．RNA聚合酶 原核生物RNA聚合酶
真核生物RNA聚合酶
1種(RNA-p01)，5個亞基(α2ββ′δ)
3種(RNA－pol 、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)
RNA-pol具有合成mRNA、tRNA、rRNA的功能
沒有校對功能，缺乏3′→5′外切酶活性
α2——位于啟動子上游，決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄
β——與底物NTP結(jié)合，形成磷酸二酯鍵
β——酶與模板結(jié)合的主要部位
δ——辨認起始點(無催化活性)
RNA-pol Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ由于識別不同啟動因子而分別負責不同的基因轉(zhuǎn)錄：
RNA-pol Ⅰ：定位核仁，轉(zhuǎn)錄45S．rRNA
RNA-pol Ⅱ：定位核漿，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生hnRNA→mRNA
RNA-pol Ⅲ：定位核漿，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生tRNA、5S-rRNA、snRNA
注意：“RNA聚合酶”與“復制時DNA聚合酶”在不同生物類型剛好相反。請對比DNA復制時：原核生物DNA聚合酶為DNA—pol l、Ⅱ、Hl；真核生物為DNA—pol α、β、γ、δ、ε5種。
記憶：①真核生物RNA．polⅡ轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生hnRNA--*mRNA，記憶為“Ⅱ”個橋洞(hn或nl)。 ②真核生物RNA．polⅢ轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生tRNA、5S．rRNA、snRNA，記憶為：tRNA——“t”hree(Ⅲ)；5S—rRNA——“三”五香煙；snRNA——拼音“san”(Ⅲ)。
α2ββ′亞基稱核心酶，已經(jīng)具有催化NTP按模板的指引合成RNA的功能，但合成的RNA沒有固定的起始位點。δ亞基的功能是辨認轉(zhuǎn)錄起始點。α2ββ′δ稱全酶。
【例5】2003N028A真核生物中，催化轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為hnRNA的RNA聚合酶是
A．RNA聚合酶核心酶
B．RNA聚合酶I
C．RNA聚合酶Ⅱ
D．RNA聚合酶Ⅲ
E．RNA聚合酶β亞基
【例6】2004N032A真核生物RNA聚合酶I轉(zhuǎn)錄后可產(chǎn)生的是
A．hnRNA
B．45S．rRNA
C．tRNA
D．5S．rRNA
E．snRNA
A．mRNA
B．tRNA及5s-rRNA
C．18S、28S、65．58S及5S．rRNA
D．18S、5．85及5．8S．rRNA
E．18S及28S-rRNA
【例7】1996N099B RNA聚合酶Ⅱ催化生成之產(chǎn)物
【例8】1996N0100B RNA聚合酶Ⅲ催化生成之產(chǎn)物
【例10】2002N028A原核生物中識別DNA模板上轉(zhuǎn)錄起始點的是
A．RNA聚合酶的核心酶
B．RNA聚合酶的δ因子
C．RNA聚合酶的α亞基
D．RNA聚合酶的β亞基
E．p因子
【例11】2005N034A原核生物的mRNA轉(zhuǎn)錄終止需要下列哪種因子?
A．釋放因子
B．Rho因子
C．信號肽
D．δ因子
E．Dna B
2．真核生物mRNA轉(zhuǎn)錄后加工
(1)首、尾修飾即5′-加帽，3′-加尾。
①5′－端修飾是指加上m 7GpppN(7-甲基鳥嘌呤－三磷酸鳥苷)的帽子結(jié)構(gòu)，核內(nèi)完成，早于mRNA鏈中段的剪接。帽子結(jié)構(gòu)的功能與翻譯過程有關。
②3′－端修飾是指加上聚腺苷酸尾巴(polyA)，核內(nèi)完成，早于mRNA鏈中段的剪接，和轉(zhuǎn)錄終止同時進行。polyA尾的功能是維持mRNA作為翻譯模板的活性，增加mRNA本身的穩(wěn)定性。一般在胞漿中出現(xiàn)的 mRNA，其polyA長度為100～200個核苷酸，但組蛋白基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，無論初級的還是成熟的，都沒有polyA尾巴。
(2)mRNA剪接
①hnRNA hnRNA(不均一核RNA)是核內(nèi)的初級mRNA，稱為雜化核RNA。核酸雜交試驗證明，hnRNA湘DNA模板鏈可以完全配對。
②斷裂基因 是真核生物的結(jié)構(gòu)基因，由若干個編碼區(qū)和非編碼區(qū)互相間隔開但又連續(xù)鑲嵌而成，去除津編碼區(qū)再連接后，可翻譯出由連續(xù)氨基酸組成的完整蛋白質(zhì)。
③snRNA是核內(nèi)小RNA，分子中尿嘧啶含量最豐富。
④snRNP snRNA和核內(nèi)蛋白質(zhì)組成的小分子核糖核蛋白體(snRNP)，是RNA剪接的場所。
⑤內(nèi)含子及外顯子hnRNA是mRNA的未成熟前體(即hnRNA→mRNA)。在合成mRNA過程中，hnR→ NA核苷酸鏈中的一些片段將不出現(xiàn)在相應mRNA中，這些片段稱內(nèi)含子。保留于mRNA中的片段稱外顯子。因此hnRNA轉(zhuǎn)變?yōu)閙RNA時，切除了一些片段，保留的片段重新合成mRNA。由于外顯子是編碼序列，故成熟mRNA多由外顯子串聯(lián)連接而成。
內(nèi)含子的定義
早期定義為“基因的非編碼序列，或稱為被轉(zhuǎn)錄但不被翻譯的序列”?，F(xiàn)定義為“隔斷基因的線性表達而在剪接過程中被除去的核酸序列”。
外含子的定義早期定義為“基因的編碼序列，或稱為被轉(zhuǎn)錄也被翻譯的序列”?，F(xiàn)定義為“在斷裂基因及其初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn)，并表達為成熟RNA的核酸序列”。
內(nèi)含子的分類根據(jù)基因的類型和剪接方式，將內(nèi)含子分為4類：
第Ⅰ類內(nèi)含子——主要存在于線粒體、葉綠體及某些低等真核生物的rRNA基因。
第Ⅱ類內(nèi)含子——發(fā)現(xiàn)于線粒體、葉綠體，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是mRNA。
第Ⅲ類內(nèi)含子——是常見的形成套索結(jié)構(gòu)后剪接，大多數(shù)的mRNA基因有此類內(nèi)含子。
第Ⅳ類內(nèi)含子——是tRNA的基因及初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)切中的內(nèi)含子。剪接過程需要酶和ATP。剪接接口大多數(shù)內(nèi)含子都以GU為5，端的起始，而末端為AG-OH－3′。5′GU……AG－OH-3，稱為剪接口或邊界序列。
二次轉(zhuǎn)酯反應
剪接過程的化學反應。
⑦mRNA編輯是遺傳信息在轉(zhuǎn)錄水平發(fā)生改變，由一個基因產(chǎn)生不止一種蛋白質(zhì)。RNA編輯作用說明，基因的編碼序列經(jīng)過加工，是可有多用途分化的，稱分化加工。
【例12】1999N029A真核生物轉(zhuǎn)錄生成的mRNA前體的加工過程不包括
A．5′末端加帽
B．3′末端加多聚A尾
C．甲基化修飾
D．磷酸化修飾
E．剪接去除內(nèi)含子并連接外顯子
【例l3】2007N0135X tRNA的前體加工包括
A．剪切5′和3′末端的多余核苷酸
B．去除內(nèi)含子
C．3′末端加CCA．OH
D．化學修飾
A．rRNA
B．mRNA
C．tRNA
D．hnRNA
E．snRNA
【例l4】2003N097B含稀有堿基最多的RNA是
【例】5】2003N098B既含內(nèi)含子又含外顯子的RNA是
A．不被轉(zhuǎn)錄的序列
B．被轉(zhuǎn)錄但不被翻譯的序列
C．二者均是
D．二者均不是
【例l6】1998N0123C DNA上的內(nèi)含子(intron)是指
【例l7】1998N0124C DNA上的外顯子(exon)是指
【例l8】】993NOl7A DNA上的外顯子(exon)是
A．不被轉(zhuǎn)錄的序列
B．被轉(zhuǎn)錄，但不被翻譯的序列
C．被轉(zhuǎn)錄也被翻譯的序列
D．調(diào)節(jié)基因序列
E．以上都不對
【例l9】1991N021A DNA上的內(nèi)含子(INTRON)是
A．不被轉(zhuǎn)錄的序列
B．被轉(zhuǎn)錄但不被翻譯的序列
C．被轉(zhuǎn)錄也被翻譯的序列
D．編碼序列
E．以上都不對
3．核酶
(1)概念在研究rRNA自我剪接的過程中，發(fā)現(xiàn)了有催化作用的RNA，稱核酶。
(2)核酶研究的意義核酶的發(fā)現(xiàn)，對中心法則作了重要的補充，是繼逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象之后，對RNA重要功能的另～闡明。此外，核酶的發(fā)現(xiàn)又是對傳統(tǒng)酶學的挑戰(zhàn)，因為傳統(tǒng)酶學認為酶是蛋白質(zhì)。
A．核酶(ribozyme)
B．端粒酶
C．二者都是
D．二者都不是
【例20】2000N0123C一種由RNA和蛋白質(zhì)組成的酶是
【例21】2000N0124C屬于一種特殊的反轉(zhuǎn)錄酶的是
【例22C】具有催化作用的RNA是
【例23C】含有RNA的酶
參考答案：5．C 6．B 7．A 8．B9．D l0．B ll．B l2．D l3．ABCD l4．C l5．D l6．B17．D l8．C l9．B 20．B 21．B 22．A 23．C
1．轉(zhuǎn)錄體系包括DNA模板、4種NTP、RNA聚合酶、某些蛋白因子和必要的無機離子。
2．轉(zhuǎn)錄模板
(1)結(jié)構(gòu)基因
在復制時，基因組全部DNA均需復制。但轉(zhuǎn)錄時，在龐大的基因組中，按細胞不同的發(fā)時序、生存條件和生理需要，只有少部分基因發(fā)生轉(zhuǎn)錄。能轉(zhuǎn)錄出RNA的DNA區(qū)段稱結(jié)構(gòu)基因。
(2)不對稱轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄的選擇性稱為不對稱轉(zhuǎn)錄。包括兩方面的含義：①在DNA分子雙鏈上，一股鏈用模板指引轉(zhuǎn)錄，另一股鏈不轉(zhuǎn)錄；②模板鏈并非總是在同一條單鏈上。
(3)模板鏈(有意義鏈、Watson鏈)DNA雙鏈中按堿基配對規(guī)律指引轉(zhuǎn)錄生成RNA的一股單鏈。
(4)編碼鏈(反義鏈、Crick鏈)DNA雙鏈中，與模板鏈對應的另一條單鏈。文獻刊出的DNA序列，一般只寫出編碼鏈。
3．RNA聚合酶 原核生物RNA聚合酶
真核生物RNA聚合酶
1種(RNA-p01)，5個亞基(α2ββ′δ)
3種(RNA－pol 、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)
RNA-pol具有合成mRNA、tRNA、rRNA的功能
沒有校對功能，缺乏3′→5′外切酶活性
α2——位于啟動子上游，決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄
β——與底物NTP結(jié)合，形成磷酸二酯鍵
β——酶與模板結(jié)合的主要部位
δ——辨認起始點(無催化活性)
RNA-pol Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ由于識別不同啟動因子而分別負責不同的基因轉(zhuǎn)錄：
RNA-pol Ⅰ：定位核仁，轉(zhuǎn)錄45S．rRNA
RNA-pol Ⅱ：定位核漿，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生hnRNA→mRNA
RNA-pol Ⅲ：定位核漿，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生tRNA、5S-rRNA、snRNA
注意：“RNA聚合酶”與“復制時DNA聚合酶”在不同生物類型剛好相反。請對比DNA復制時：原核生物DNA聚合酶為DNA—pol l、Ⅱ、Hl；真核生物為DNA—pol α、β、γ、δ、ε5種。
記憶：①真核生物RNA．polⅡ轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生hnRNA--*mRNA，記憶為“Ⅱ”個橋洞(hn或nl)。 ②真核生物RNA．polⅢ轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生tRNA、5S．rRNA、snRNA，記憶為：tRNA——“t”hree(Ⅲ)；5S—rRNA——“三”五香煙；snRNA——拼音“san”(Ⅲ)。
α2ββ′亞基稱核心酶，已經(jīng)具有催化NTP按模板的指引合成RNA的功能，但合成的RNA沒有固定的起始位點。δ亞基的功能是辨認轉(zhuǎn)錄起始點。α2ββ′δ稱全酶。
【例5】2003N028A真核生物中，催化轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為hnRNA的RNA聚合酶是
A．RNA聚合酶核心酶
B．RNA聚合酶I
C．RNA聚合酶Ⅱ
D．RNA聚合酶Ⅲ
E．RNA聚合酶β亞基
【例6】2004N032A真核生物RNA聚合酶I轉(zhuǎn)錄后可產(chǎn)生的是
A．hnRNA
B．45S．rRNA
C．tRNA
D．5S．rRNA
E．snRNA
A．mRNA
B．tRNA及5s-rRNA
C．18S、28S、65．58S及5S．rRNA
D．18S、5．85及5．8S．rRNA
E．18S及28S-rRNA
【例7】1996N099B RNA聚合酶Ⅱ催化生成之產(chǎn)物
【例8】1996N0100B RNA聚合酶Ⅲ催化生成之產(chǎn)物
【例10】2002N028A原核生物中識別DNA模板上轉(zhuǎn)錄起始點的是A．RNA聚合酶的核心酶
B．RNA聚合酶的δ因子
C．RNA聚合酶的α亞基
D．RNA聚合酶的β亞基
E．p因子
【例11】2005N034A原核生物的mRNA轉(zhuǎn)錄終止需要下列哪種因子?
A．釋放因子
B．Rho因子
C．信號肽
D．δ因子
E．Dna B
2．真核生物mRNA轉(zhuǎn)錄后加工
(1)首、尾修飾即5′-加帽，3′-加尾。
①5′－端修飾是指加上m 7GpppN(7-甲基鳥嘌呤－三磷酸鳥苷)的帽子結(jié)構(gòu)，核內(nèi)完成，早于mRNA鏈中段的剪接。帽子結(jié)構(gòu)的功能與翻譯過程有關。
②3′－端修飾是指加上聚腺苷酸尾巴(polyA)，核內(nèi)完成，早于mRNA鏈中段的剪接，和轉(zhuǎn)錄終止同時進行。polyA尾的功能是維持mRNA作為翻譯模板的活性，增加mRNA本身的穩(wěn)定性。一般在胞漿中出現(xiàn)的 mRNA，其polyA長度為100～200個核苷酸，但組蛋白基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，無論初級的還是成熟的，都沒有polyA尾巴。
(2)mRNA剪接
①hnRNA hnRNA(不均一核RNA)是核內(nèi)的初級mRNA，稱為雜化核RNA。核酸雜交試驗證明，hnRNA湘DNA模板鏈可以完全配對。
②斷裂基因 是真核生物的結(jié)構(gòu)基因，由若干個編碼區(qū)和非編碼區(qū)互相間隔開但又連續(xù)鑲嵌而成，去除津編碼區(qū)再連接后，可翻譯出由連續(xù)氨基酸組成的完整蛋白質(zhì)。
③snRNA是核內(nèi)小RNA，分子中尿嘧啶含量最豐富。
④snRNP snRNA和核內(nèi)蛋白質(zhì)組成的小分子核糖核蛋白體(snRNP)，是RNA剪接的場所。
⑤內(nèi)含子及外顯子hnRNA是mRNA的未成熟前體(即hnRNA→mRNA)。在合成mRNA過程中，hnR→ NA核苷酸鏈中的一些片段將不出現(xiàn)在相應mRNA中，這些片段稱內(nèi)含子。保留于mRNA中的片段稱外顯子。因此hnRNA轉(zhuǎn)變?yōu)閙RNA時，切除了一些片段，保留的片段重新合成mRNA。由于外顯子是編碼序列，故成熟mRNA多由外顯子串聯(lián)連接而成。
內(nèi)含子的定義
早期定義為“基因的非編碼序列，或稱為被轉(zhuǎn)錄但不被翻譯的序列”?，F(xiàn)定義為“隔斷基因的線性表達而在剪接過程中被除去的核酸序列”。
外含子的定義早期定義為“基因的編碼序列，或稱為被轉(zhuǎn)錄也被翻譯的序列”?，F(xiàn)定義為“在斷裂基因及其初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn)，并表達為成熟RNA的核酸序列”。
內(nèi)含子的分類根據(jù)基因的類型和剪接方式，將內(nèi)含子分為4類：
第Ⅰ類內(nèi)含子——主要存在于線粒體、葉綠體及某些低等真核生物的rRNA基因。
第Ⅱ類內(nèi)含子——發(fā)現(xiàn)于線粒體、葉綠體，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是mRNA。
第Ⅲ類內(nèi)含子——是常見的形成套索結(jié)構(gòu)后剪接，大多數(shù)的mRNA基因有此類內(nèi)含子。
第Ⅳ類內(nèi)含子——是tRNA的基因及初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)切中的內(nèi)含子。剪接過程需要酶和ATP。剪接接口大多數(shù)內(nèi)含子都以GU為5，端的起始，而末端為AG-OH－3′。5′GU……AG－OH-3，稱為剪接口或邊界序列。
二次轉(zhuǎn)酯反應
剪接過程的化學反應。
⑦mRNA編輯是遺傳信息在轉(zhuǎn)錄水平發(fā)生改變，由一個基因產(chǎn)生不止一種蛋白質(zhì)。RNA編輯作用說明，基因的編碼序列經(jīng)過加工，是可有多用途分化的，稱分化加工。
【例12】1999N029A真核生物轉(zhuǎn)錄生成的mRNA前體的加工過程不包括
A．5′末端加帽
B．3′末端加多聚A尾
C．甲基化修飾
D．磷酸化修飾
E．剪接去除內(nèi)含子并連接外顯子
【例l3】2007N0135X tRNA的前體加工包括
A．剪切5′和3′末端的多余核苷酸
B．去除內(nèi)含子
C．3′末端加CCA．OH
D．化學修飾
A．rRNA
B．mRNA
C．tRNA
D．hnRNA
E．snRNA
【例l4】2003N097B含稀有堿基最多的RNA是
【例】5】2003N098B既含內(nèi)含子又含外顯子的RNA是
A．不被轉(zhuǎn)錄的序列
B．被轉(zhuǎn)錄但不被翻譯的序列
C．二者均是
D．二者均不是
【例l6】1998N0123C DNA上的內(nèi)含子(intron)是指
【例l7】1998N0124C DNA上的外顯子(exon)是指
【例l8】】993NOl7A DNA上的外顯子(exon)是
A．不被轉(zhuǎn)錄的序列
B．被轉(zhuǎn)錄，但不被翻譯的序列
C．被轉(zhuǎn)錄也被翻譯的序列
D．調(diào)節(jié)基因序列
E．以上都不對
【例l9】1991N021A DNA上的內(nèi)含子(INTRON)是
A．不被轉(zhuǎn)錄的序列
B．被轉(zhuǎn)錄但不被翻譯的序列
C．被轉(zhuǎn)錄也被翻譯的序列
D．編碼序列
E．以上都不對
3．核酶
(1)概念在研究rRNA自我剪接的過程中，發(fā)現(xiàn)了有催化作用的RNA，稱核酶。
(2)核酶研究的意義核酶的發(fā)現(xiàn)，對中心法則作了重要的補充，是繼逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象之后，對RNA重要功能的另～闡明。此外，核酶的發(fā)現(xiàn)又是對傳統(tǒng)酶學的挑戰(zhàn)，因為傳統(tǒng)酶學認為酶是蛋白質(zhì)。
A．核酶(ribozyme)
B．端粒酶
C．二者都是
D．二者都不是
【例20】2000N0123C一種由RNA和蛋白質(zhì)組成的酶是
【例21】2000N0124C屬于一種特殊的反轉(zhuǎn)錄酶的是
【例22C】具有催化作用的RNA是
【例23C】含有RNA的酶
參考答案：5．C 6．B 7．A 8．B9．D l0．B ll．B l2．D l3．ABCD l4．C l5．D l6．B17．D l8．C l9．B 20．B 21．B 22．A 23．C