淺談RNA的生物合成
核糖核酸（縮寫為RNA，即Ribonucleic Acid），存在於生物細胞以及部分病毒、類病毒中的遺傳資訊載體。下面跟著小編來看看淺談RNA的生物合成吧！希望對你有所幫助。
生物界，RNA合成有兩種方式：
一是DNA指導的RNA合成，也叫轉錄，此為生物體內的主要合成方式。
另一種是RNA指導的RNA合成(RNA-dependent RNA synthesis)，也叫RNA複製(RNA replication),由RNA依賴的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase)催化，常見於病毒，是逆轉錄病毒以外的RNA病毒在宿主細胞以病毒的單鏈RNA為模板合成RNA的方式。
重點內容
（一）掌握不對稱轉錄、模板鏈和編碼鏈的概念。
（二）掌握原核生物RNA聚合酶的全酶及核心酶的組成；熟悉模板與酶的辨認結合，啟動子的概念。瞭解-35區、-10區、上游、下游序列等概念，以及兩區的作用特點。
（三）熟悉原核生物的轉錄起始，轉錄的方向，原核生物的轉錄終止分兩種方式。瞭解原核生物RNA合成的過程。
（四）熟悉真核生物的RNA聚合酶的分類，作用特點以及各自相應的產物；瞭解真核生物轉錄過程。
（五）掌握斷裂基因、內含子、外顯子的概念；
（六）熟悉真核生物mRNA,tRNA的修飾過程。
複製與轉錄的相同點：
①都是酶促的'核苷酸聚合過程
②以DNA為模板
③遵循鹼基配對原則
④都需依賴DNA的聚合酶
⑤聚合過程都是生成磷酸二酯鍵
⑥新鏈合成方向為5’→3’
原核生物轉錄的模板和酶
Section1Templates and Enzymesin Prokaryotic Transcription
原核生物轉錄的模板
DNA分子上轉錄出RNA的區段，稱為結構基因(structuralgene)。
轉錄的這種選擇性稱為不對稱轉錄(asymmetric transcription)，它有兩方面含義：
在DNA分子雙鏈上，一股鏈用作模板指引轉錄，另一股鏈不轉錄；
模板鏈並非總是在同一單鏈上。
全稱：依賴DNA的RNA聚合酶（DDRP）。
RNA合成的化學機制與DNA聚合酶催化DNA合成相似，沿5‘→3’聚合RNA。
兩種酶的異同
引物酶催化轉錄的RNA-pol
共同點:本質上都是一種依賴DNA的RNA聚合酶（DDRP）;
催化遊離的NTP聚合。
區別:①複製起始時聚合短鏈RNA作
為引物，以提供3ˉ-OH末端，
使子代DNA鏈能夠延長。
②dnaG基因編碼，
③對利福平不敏感轉錄時催化子鏈延長對利福平敏感
DNA聚合酶在啟動DNA鏈延長時需要引物存在，而RNA聚合酶不需要引物就能直接啟動RNA鏈的延長。
RNA聚合酶和DNA的特殊序列——啟動子(promoter)結合後，就能啟動RNA合成。原核生物中的RNA聚合酶全酶由五個亞基構成，即**（ω），分子量達480kD。
亞基能引導RNA-pol穩定的結合在DNA啟動子上。
亞基存在對核心酶的構象有較大影響，能導致RNA-pol與DNA上的一般序列和啟動子序列的親和力有很大不同：
極大降低了酶與DNA一般序列的結合常數，和停留時間，同時又增加了酶與啟動子的親合力和停留時間
其他原核生物的RNA聚合酶，在結構、組成、功能上均與E.coli相似。
抗結核藥利福平或利福黴素可專一性地結合RNA聚合酶的β亞基，抑制RNA合成。原核生物一個轉錄區段可視為一個轉錄單位，稱為操縱子(operon)，包括若干個結構基因及其上游(upstream)的調控序列。
啟動子(啟動序列，promoter)是RNA聚合酶結合並起動轉錄的特異DNA序列。啟動子(promoter)是調控序列的一部分,控制轉錄的關鍵部位，決定著基因的表達強度。
原核生物RNA轉錄合成的過程
一、轉錄起始需要RNA聚合酶全酶
RNA聚合酶必須準確地結合在轉錄模板的起始區域。
DNA雙鏈解開，使其中的一條鏈作為轉錄的模板。
轉錄起始過程：
1.RNA聚合酶全酶與模板結合，形成閉合轉錄複合體(closed transcription complex)；
2.DNA雙鏈區域性解開，形成開放轉錄複合體(open transcription complex)；
3.第一個NTP加入，形成轉錄起始複合物：
DNA雙鏈解開的範圍只有≈17bp，比複製叉小得多。
轉錄起始生成RNA的5’總是GTP，且保留三個磷酸基團
第一個磷酸二酯鍵生成後，σ亞基即從轉錄起始複合物上脫落，核心酶連同四磷酸二核苷酸，繼續結合於DNA模板上，酶沿DNA鏈前移，進入延長階段。
二、原核生物的轉錄延長時蛋白質的翻譯也同時進行
亞基脫落，RNA–pol聚合酶核心酶變構，與模板結合鬆弛，沿著DNA模板前移；在核心酶作用下，NTP不斷聚合，RNA鏈不斷延長。
三、原核生物轉錄終止分為依賴ρ(Rho)因子與非依賴ρ因子兩大類
轉錄終止指RNA聚合酶在DNA模板上停頓下來不再前進，轉錄產物RNA鏈從轉錄複合物上脫落下來。
依賴Rho(ρ)因子的轉錄終止
非依賴Rho因子的轉錄終止
（一）依賴ρ因子的轉錄終止
ρ因子是由相同亞基組成的六聚體蛋白質，亞基分子量46kD。
ρ因子能結合RNA，又以對polyC的結合力最強。
ρ因子還有ATP酶活性和解螺旋酶(helicase)的活性。
目前認為，ρ因子終止轉錄的作用是：與RNA轉錄產物結合，結合後ρ因子和RNA聚合酶都可發生構象變化，從而使RNA聚合酶停頓，解螺旋酶的活性使DNA/RNA雜化雙鏈拆離，利於產物從轉錄複合物中釋放。
（二）非依賴Rho因子的轉錄終止
DNA模板上靠近終止處，有些特殊的鹼基序列，轉錄出RNA後，RNA產物形成特殊的結構來終止轉錄。
終止點處存在相連的富含GC的迴文結構，使RNA轉錄產物形成髮夾形的二級結構，其後又有一段寡聚U
真核生物的轉錄過程
真核生物的轉錄過程比原核複雜。二者的轉錄起始過程有較大區別，轉錄終止也不相同。
一、真核生物有三種DNA依賴性RNA聚合酶
真核生物具有3種不同的RNA聚合酶:
RNA聚合酶Ⅰ（RNAPolⅠ）RNA聚合酶Ⅱ（RNAPolⅡ）RNA聚合酶Ⅲ（RNAPolⅢ）三種RNA聚合酶均由10～12個大小不同的亞基組成，結構複雜，功能上存在差異。
真核生物RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的結構比原核生物複雜，都由多個亞基組成。有些亞基是三種酶所共有。
所有真核生物的RNA聚合酶都有兩個不同的大亞基和十幾個小亞基.
mRNA是各種RNA中壽命最短、最不穩定的，需經常重新合成。因此RNA聚合酶Ⅱ是三種酶中最活躍的。
RNA聚合酶Ⅱ由12個亞基組成，其最大的亞基稱為RBP1。
【拓展知識】
真核細胞rna提取的實驗報告範文
一．原理
本方法利用鹽酸胍抑制RNA酶，勻漿裂解細胞，採用有機溶劑抽提去除蛋白質。透過選擇性沉澱RNA分子去除DNA。
二．方法
1.樣品處理
⑴組織樣品處理：取新鮮的組織樣品稱重後，剪碎成約1cm2的組織塊直接加入勻漿液中進行RNA提取，或液氮中速凍-70℃儲存。
⑵貼壁培養細胞處理：用PBS洗細胞一次，吸乾溶液後將培養板快速移至液氮中冷凍後轉到-70℃儲存；或加入1ml勻漿至培養板中直接裂解細胞，然後將粘稠的裂解液進一步勻漿。
⑶懸浮培養細胞處理：離心收集細胞，用PHS懸浮漂洗再田心收集，若不立即提取RNA，則可經液氮速凍後轉至一70℃貯存備用。
2．加l()倍體積鹽酸胍勻漿液[至準備好的樣品細胞中，高速勻漿1min。
3．勻漿液5000g，室溫離心10min。
4．將上清移至一個乾淨離心管中，加入0.1體積的3mol／L乙酸鈉（PH5.2），混勻，再加5體積預冷的乙醇，立即充分混勻，-20℃放置至少2小時。
5．5000g 0℃離心10分鐘沉澱核酸，棄上清液，室溫乾燥。
6，每個提取RNA的組織或細胞樣品中，加入l0～15min鹽酸胍勻漿液Ⅱ，攪拌溶解。
7．加入2.5體積預冷的乙醇，立即充分混勻，-20℃至少放置2小時。
8．5000g 0℃離心10分鐘沉澱核酸，去上清，室溫揮發乙醇。
9．按每克組織細胞加5min的比例．分兩次加入0.02mol／L EDTA(pH8.0) 先加1／2體積EDTA振盪l～2分鐘，3000g離心2min．吸出上清．再加另一個1/2體積的EDTA振盪l一2分鐘．合併兩次核酸溶解液。．
10．用等體積氯仿—正丁醇(4：1)抽提核酸溶液，5000g室溫離心l0min，5000g室溫離心10min。吸出上清至另一個乾淨離心管中。
11．加3倍體積lmol／L乙酸鈉 (PH7.0) 混勻，-20℃放置1h以上，此時RNA將選擇地沉澱，而DNA仍為溶解狀況。
12．5000g，0℃離心20min，沉於管底的是RNA。
13．吸去上清，用4℃預冷的lmol／L乙酸鈉(pH7．0)漂洗RNA沉澱。然後20℃ 5000g，離心20分鐘。回收RNA。
14．儘量去除上清液。按每g組織細胞1m的比例加入RNA溶解液(0.2％SDS，0.5％mol／L EDTA，pH8.0)。注意：若有SDS沉澱析出．滴加0.11mol／L NaOH調溶液pH至7．5。
15．加入2倍體積冰預冷乙醇混勻，0℃放置至少2小時，5000g，4℃離心10分鐘，RNA沉澱用70％乙醇漂洗，短暫離心後，棄上清，室溫乾燥蒸發乙醇。
16．用適當小容積DEPC處理過的ddH2O溶解RNA沉澱，加入3倍體積乙醇，
-70℃儲存RNA備用。用時．加入0.1體積的3mol／L乙酸鈉，混勻，12000g，4℃離心回收RNA。
三.試劑
1．鹽酸胍勻漿液Ⅰ
成分：8mol／L鹽酸胍(分子量為95.6)，O．1mol／L乙酸鈉(pH5．2)，5mmol／L 2—巰基乙醇，0.5％十二烷基肌氨酸鈉
配製方法：取191g鹽酸胍．加8.35m1 3mol／L乙酸鈉(pH5．2)和6．25ml 0．2mol／L 2—琉基乙醇溶液中，再加水至237．5ml，混勻後加12．5ml 10％十二烷基肌氨酸鈉,振盪混勻溶解。
2．鹽酸胍勻漿液Ⅱ
成分：8mol／L鹽酸胍(分子量力95.6),0.1mol／L乙酸鈉(pH5．2),1mmol／L 2
—琉基乙醇，20mmol／L EDTA(pH8.0)
配製方法：取191g鹽酸胍，加日．35ml 3mol／I。乙酸鈉(pH5．2)和1．25ml 0．2mol
／L 2—巰基乙醇溶液中，再加入10ml 0.5mol／L EDTA(pH8.0)。加水至250ml混勻。
3.乙醇
4.70％乙醇
5.氯仿—正丁醇(4：l，體積比)
6.4mol／L乙醇鈉，pH7.0
7.3mol／L乙醇鈉，pH5.2
8.RNA溶解液
成分：O．2％SDS．0.05mol／L EDTA, pH8.0
四、說明
提取RNA時，要特別注意防止RNase的汙染，所用玻璃器皿均應用0.1％的二乙基焦碳酸鹽(diethyl pyrocarbonate，DEPC)處理。塑膠器材均使用一次性用品，並高壓滅菌處理，必要時，也可用0.1%DEPC處理。
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