和酶分子发生构象的变化,核心酶与DNA的结合松弛,核心酶可沿模板移动,并按模板序列选择下一个核苷酸,将核苷三磷酸加到生长的RNA链的3′-OH端,催化形成磷酸二酯键。转录延伸方向是沿DNA模板链的3′→5′方向按碱基酸对原则生成5′→3′的RNA产物。RNA链延伸时,RNA聚合酶继续解开一段DNA双链,长度约17个碱基对,使模板链暴露出来。新合成的RNA链与模板形成RNA-DNA的杂交区,当新生的RNA链离开模板DNA后,两条DNA链则重新形成双股螺旋结构。 (4) 终止 在DNA分子上有终止转录的特殊碱基顺序称为终止子,它具有使RNA聚合酶停止合成RNA和释放RNA链的作用。这些终止信号有的能被RNA聚合酶自身识别,而有的则需要有ρ因子的帮助。ρ因子是一个四聚体蛋白质,它能与RNA聚合酶结合但不是酶的组分。它的作用是阻RNA聚合酶向前移动,于是转录终止,并释放出已转录完成的RNA链。对于不依赖于ρ因子的终止子序列的分析,发现有两个明显的特征:即在DNA上有一个15~20个核苷酸的二重对称区,位于RNA链结束之前,形成富含G-C的发夹结构。接着有一串大约6个A的碱基序列它们转录的RNA链的末端为一连串的U。寡聚U可能提供信号使RNA聚合酶脱离模板。在真核细胞内,RNA的合成要比原核细胞中的复杂得多。 2.简述原核细胞和真核细胞的RNA聚合酶有何不同? 答:(1)原核细胞大肠杆菌的RNA聚合酶研究的较深入。这个酶的全酶由5种亚基
(α2ββ′δω)组成,还含有2个Zn原子。在RNA合成起始之后,δ因子便与全酶分离。不含δ因子的酶仍有催化活性,称为核心酶。δ亚基具有与启动子结合的功能,β亚基催化效率很低,而且可以利用别的DNA的任何部位作模板合成RNA。加入δ因子后,则具有了选择起始部位的作用,δ因子可能与核心酶结合,改变其构象,从而使它能特异地识别DNA模板链上的起始信号。
(2)真核细胞的细胞核内有RNA聚合酶I、II和III,通常由4~6种亚基组成,并含有Zn2+。RNA聚合酶I存在于核仁中,主要催化rRNA前体的转录。RNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ存在于核质中,分别催化mRNA前体和小分子量RNA的转录。此外线粒体和叶绿体也含有RNA聚合酶,其特性类似原核细胞的RNA聚合酶。 3.为什么RNA易被碱水解,而DNA不容易被碱水解?
答:因为RNA含有的2ˊ-OH起到分子内催化剂作用,水解能形成中间产物2ˊ,3ˊ-环状中间产物,而DNA不含2ˊ-OH。
4.下列是DNA的一段碱基序列。AGCTTGCAACGTTGCATTAG
(a)写出DNA聚合酶以上面的DNA片段为模板,复制出的DNA碱基序列。 答: 5ˊ-CTAATGCAACGTTGCAAGCT-3ˊ (b)以(a)中复制出的DNA碱基序列为模板,在RNA聚合酶催化下,转录出的mRNA的碱基序列。
答:(a) 5ˊ-CTAATGCAACGTTGCAAGCT-3ˊ
(b)5ˊ-AGCUUGCAACGUUGCAUUAG-3ˊ 5.3ˊ-脱氧腺苷-5ˊ-三磷酸是ATP的类似物,假设它相似到不能被RNA聚合酶识别。如果在RNA转录时细胞中存在少量的该物质,会有什么现象?
答:如果3ˊ-脱氧腺苷-5ˊ-三磷酸被RNA聚合酶错当成ATP,它将会进入到生长中的RNA链,然而因为3ˊ-脱氧腺苷-5ˊ-三磷酸缺少一个3ˊ-羟基基团,在聚合反应中它不能与下一个核苷三磷酸反应,因而在转录过程中将3ˊ-脱氧腺苷-5ˊ-三磷酸引入将会导致提前链终止,同时如果该药品大量存在时细胞将死亡。 6.自我拼接反应和RNA作为催化剂的反应之间的区别是什么?
答:四膜虫的rRNA的初始转录产物经过一个自剪切反应失去了它的间插序列。因为在
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这一反应中转录本是被永久地修饰了,因此它不是一个真正的催化剂。
核糖核酸酶P的RNA组分能够切除tRNA前体分子,并且在反应结束时仍旧保持不变,因而它称得上是一个真正的催化剂。 7.真核细胞mRNA加工过程包括哪四步?
答: (1)5ˊ加帽、3ˊ聚腺苷酸化、RNA剪接和转运出核。 5ˊ加帽和3