RNA的生物合成
概述
- 转录具有选择性和不对称性,一条链为RNA的合成提供模板,称为模板链(又称无意义链或Waston链)。另一条链与RNA编码信息一致,称为编码链(又称有意义链和Crick链)
- 以四种NTP为原料,还需要镁离子(一个镁离子同NTP进入活性中心,进行静电屏蔽)
- 转录不需要引物
- 转录方向为5'→3'
- 转录的忠实性低于复制,但在特定因子作用下可以发挥校对功能(RNS聚合酶通常无3'外切酶活性)
- 有高度的进行性
RNA聚合酶
RNA聚合酶是负责在生物体内催化RNA合成的酶,具体信息如下:
依赖于DNA的RNA聚合酶
细菌的RNA聚合酶
细菌只有一种RNA聚合酶。
- 组成:由核心酶和σ因子组成全酶。σ因子有种属特异性和条件特异性,以大肠杆菌为例,σ70因子起始大多数转录物的转录,用于大多数启动子的识别,但在特殊情况(如热激情况下,σ24,σ32起始相关基因转录)由其他σ因子起始转录。
- 抑制剂:利福平(利福霉素)作用于β亚基,抑制起始;利(迪)链霉素作用于β亚基,抑制延伸。
真核的RNA聚合酶
分类
真核生物的RNA聚合酶可分为三类,分别为RNA聚合酶I、RNA聚合酶II和RNA聚合酶III,另外还有细胞器RNA聚合酶。
- RNA聚合酶I:位于核仁,起始5.8SrRNA、28SrRNA、18SrRNA(以45SrRNA的形式转录),对α-鹅膏蕈碱不敏感,对放线菌素D高度敏感。
- RNA聚合酶II:位于核质,起始mRNA,lncRNA,多数miRNA,具有帽子结构的snRNA与snoRNA的转录,对α-鹅膏蕈碱最敏感,对放线菌素D轻度敏感。
- RNA聚合酶III:位于核质,起始tRNA,5SrRNA和多种小RNA转录,对α-鹅膏蕈碱中度敏感,对放线菌素D轻度敏感。
- 线粒体RNA聚合酶:单体酶,与T7噬菌体同源,由核基因编码,负责mt内全部RNA的合成。
- 叶绿体RNA聚合酶:分两种:一种是由核基因编码的单体酶,负责管家基因(包括rRNA)的转录;一种是由cp基因编码的多聚酶,负责光合链上cp自身合成的亚基基因的转录。
细胞器RNA聚合酶对α-鹅膏蕈碱不敏感,对放线菌素D敏感。
- 此外,植物细胞还有两种特化的RNA聚合酶II,为RNA聚合酶IV和V,负责转录lncRNA,介导RNA引导的DNA甲基化。
抑制剂
- α-鹅膏蕈碱:见上;
- 放线菌素D:见上,作用机制为插入DNA双螺旋中的GC碱基对,阻止聚合酶移动。
古菌的RNA聚合酶
- 类似真核生物的特征:不受利福霉素的抑制,不能直接识别启动子,需要转录因子,结构上类似于RNApolII。
- 类似原核生物的特征:只有一种。
- 特殊处:最大的亚基在C端无CTD结构。