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RNA转录与调控

汇报人：AA

2024-01-28

RNA转录基本概念与过程

调控机制在RNA转录中作用

真核生物与原核生物RNA转录差异比较

实验方法与技术应用于RNA转录研究

疾病与RNA转录异常关系探讨

总结与展望：未来发展趋势预测

目录

01

RNA转录基本概念与过程

RNA转录是指以DNA为模板，在RNA聚合酶的催化下，以NTP为原料，合成RNA的过程。

RNA转录定义

RNA转录是基因表达的第一步，它使得遗传信息从DNA传递到RNA，进而通过翻译过程合成蛋白质，实现基因的表达和调控。

RNA转录的意义

转录酶

RNA聚合酶是催化RNA转录的酶，在原核生物和真核生物中有所不同。原核生物的RNA聚合酶由多个亚基组成，而真核生物的RNA聚合酶则有多种类型，分别负责不同类型的RNA合成。

转录因子

转录因子是一类能够结合到DNA上并调控RNA聚合酶活性的蛋白质。它们通过与特定的DNA序列结合，促进或抑制RNA聚合酶的活性，从而调控基因的表达。

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转录起始是指RNA聚合酶识别并结合到DNA模板上的启动子区域，形成转录起始复合物的过程。

转录起始

在转录延伸阶段，RNA聚合酶以DNA为模板，按照碱基互补配对原则，将NTP逐个添加到新生RNA链的3端。

转录延伸

当RNA聚合酶遇到终止子序列时，转录过程将停止，并释放出完整的RNA产物。

转录终止

tRNA（转运RNA）

tRNA是一种具有特殊结构的RNA分子，它能够将氨基酸转运到核糖体上，并参与蛋白质的合成。

rRNA（核糖体RNA）

rRNA是构成核糖体的主要成分之一，它与蛋白质一起组成核糖体，为蛋白质合成提供场所。

mRNA（信使RNA）

mRNA是以DNA为模板合成的单链RNA分子，它携带着遗传信息并作为蛋白质合成的模板。

02

调控机制在RNA转录中作用

顺式作用元件

位于基因旁侧，能影响基因表达的序列，包括启动子、增强子等。

反式作用因子

能直接或间接识别、结合顺式作用元件，参与基因表达调控的蛋白质因子。

DNA甲基化：在DNA甲基转移酶催化下，将S-腺苷甲硫氨酸的甲基基团转移到DNA分子特定碱基上的过程。

DNA甲基化对基因表达有重要影响，通常导致基因沉默或表达下调。

DNA甲基化通过影响转录因子结合、改变染色质结构等方式调控基因转录。

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组蛋白修饰：通过对组蛋白进行乙酰化、甲基化、磷酸化等修饰，改变染色质结构和功能。

组蛋白修饰可影响转录因子与DNA的结合，从而调控基因转录。

不同组蛋白修饰类型和程度对基因转录有不同影响，如乙酰化通常激活基因转录，而甲基化则可能抑制或激活转录。

非编码RNA可通过与靶mRNA结合，导致其降解或抑制其翻译，从而调控基因表达。

非编码RNA还可作为转录因子的辅助因子，参与基因转录的调控过程。

非编码RNA：不编码蛋白质的RNA分子，包括microRNA、siRNA、lncRNA等。

03

真核生物与原核生物RNA转录差异比较

01

负责合成rRNA，即核糖体RNA，是核糖体的主要组成部分。

RNA聚合酶Ⅰ

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负责合成mRNA和大多数snRNA、microRNA等，这些RNA在蛋白质合成和基因表达调控中起关键作用。

RNA聚合酶Ⅱ

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负责合成tRNA、5SrRNA和其他小分子RNA，这些RNA在蛋白质翻译和核糖体组装中发挥作用。

RNA聚合酶Ⅲ

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原核生物RNA聚合酶是一个多亚基复合物，通常由核心酶和一个或多个σ因子组成。

核心酶负责催化RNA链的合成，而σ因子则负责识别启动子并引导核心酶结合到DNA模板上。

原核生物RNA聚合酶在结构上相对简单，没有真核生物RNA聚合酶那么多的辅助因子和调控机制。

转录起始

真核生物需要更多的转录因子参与启动子的识别和转录起始复合物的组装；而原核生物则相对简单，通常只需要σ因子引导核心酶结合到启动子上。

转录延伸

真核生物在转录延伸过程中有更多的调控机制，如转录暂停、转录后加工等；而原核生物则相对较少。

转录终止

真核生物在转录终止时通常会形成特定的终止子结构，并需要特定的转录因子参与；而原核生物则通常是通过ρ因子等机制来实现转录终止。

真核生物mRNA在转录后会在5端加上一个甲基鸟嘌呤帽子结构，这有助于保护mRNA免受降解并提高其稳定性。

3端加尾

真核生物mRNA在转录后会在3端加上一段多聚腺苷酸尾巴（poly(A)尾），这有助于mRNA的出核转运和翻译效率的提高。

内含子剪接

真核生物mRNA在转录后还需要进行内含子的剪接，将内含子去除并将外显子连接起来形成成熟的mRNA。

5端加帽

04

实验方法与技术应用于RNA转录研究

NorthernBlot是一种用于检测特定RNA分子的技术。其基本原理是将RNA样本与特异性探针进行杂交，通过检测杂交信号