Page 277 - 第九版生物化学

醒 第十四章 RNA 的合成

生物体以 DNA 为模板合成 RNA 的过程称为转录 (transcription) , 意指将 DNA 的碱基序列转抄为

RNA 。 DNA 分子上的遗传信息是决定蛋白质氨基酸序列的原始模板， mRNA 是蛋白质合成的直接模
板 。 通过 RNA 的合成，遗传信息从染色体的贮存状态转送至细胞质，从功能上衔接 DNiJj回诅 蛋白质这;/'Jkky,20 1 8
两种生物大分子 。 1958 年， F. Crick 将上述遗传信息的传递方式归纳为中心法则 (central dogma) 。
1970 年 H. Temin 发现了逆转录现象，对中心法则进行了补充 。

在生物界， RNA 合成有两种方式。一是 DNA 指导的 RNA 合成，也称转录，为生物体内的主要合
成方式 。 转录产物除 mRNA 、 rRNA 和 tRNA 外，在真核细胞内还有 snRNA 、 miRNA 等非编码 RNA 。 对
RNA 转录过程的调节可以导致蛋白质合成速率的改变，并由此而引发一系列细胞功能变化 。 因此，
理解转录机制对千认识许多生物学现象和医学问题具有重要意义 。 mRNA 在转录 、 转录后加工发生
错误可引起细胞异常和疾病 。 RNA 的转录合成是本章的主要内容 。

另一种是 RNA 依赖的 RNA 合成 (RNA-dependent RNA synthesis) , 也称 RNA 复制 (RNA replica-
tion) , 由 RNA 依赖的 RNA 聚合酶 (RNA-dependent RNA polymerase) 催化，常见于病毒，是逆转录病毒

以外的 RNA 病毒 在宿主细胞以病毒的单链 RNA 为模板合成 RNA 的方式，限千篇幅本 章 未予叙述 。

第一节 原核生物转录的模板和酶

RNA 的生物合成属于酶促反应，反应体系中需要 DNA 模板、 NTP( 包括 ATP 、 UTP 、 CTP 和 GTP) 、

DNA 依赖的 RNA 聚合酶 (DNA-dependent RNA polymerase, 简称 RNA pol) 、 其他蛋白质因子及 M忙等 。

合成方向为 5'------>3', 核昔酸间的连接方式为 3',5'-磷酸二酷键 。

—、原核生物转录的模板

在 DNA 分子双链上，一股链作为模板，按碱基配对规律指导转录生成 RNA, 另一股链则不转录 。

用核酸杂交法对模板 DNA 和转录产物 RNA 进行测定，或对 DNA 、 RNA 的碱基进行序列测定，都可证

明 DNA 分子上的一个基因只有一股链 .基因 A 基因 B 基因 C _一 模板链
可转录生成其编码产物（图 14-1) 。 基因 D I
........ .. .... ... .. ．昌.. . ... . ..... . ... , ................ 3I5I I
作为一个基因载体的一段 DNA 双 5': : .....`.........., .
链片段，转录时作为 RNA 合成模板的一 双链 DNA —一............... ;,,、.. . .......... .. . .~
3' i, ..-..-...-...-.....i, )) ~
股单链称为模板链 (template strand) , 相 (a)
．一．

对应的另一股单链被称为编码链 (coding DNA 5 ' . . .GCAGTACATGTC .. .3 ' 编码链
strand) 。 转录产物若是 mRNA, 则可用作 mRNA 3' . . . CGTCATGTACAG... 5 ' 模板链
翻译的模板，决定蛋白质的 氨 基酸序列
（图 14-1) 。 模板链既与编码链互补，又 l 转录
与 mRNA 互补，可见 mRNA 的碱基序列
5 ' . . . GCAGUACAUGUC ... 3 '

l 翻译

除用 U 代替 T 外，与编码链是一致的 。 蛋白质 N-端 ...Ala Val His Val... C-端
文献刊出的各个基因的碱基序列，为避
(b)

免繁琐和便于查对遗传密码，一般只写 图 14-1 DNA 模板及其表达产物

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