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Jacob and Monod實驗對mRNA的假說编辑

  • mRNA合成率成合成後隨即下降。這可解釋gene因誘發而開啟,除除inducer後馬上關掉。
  • 因為快速地合成、下降,他們預期mRNA可快速地累積,但並不能維持在穩定的狀態。
  • 他們認為訊息由兩個或更多連續的基因複製而來,他們預期RNA是相當大而且有不同size。
  • 因為RNADNA複製而來,其上的序列必和DNA其中一股相同。

T2 phage的RAN能和自己的DNA雜合,在感染前才作出ribosome,證明了mRNA的存在。

RNA polymerase不需要template(與DNA polymerase不同),它利用ribonucleotide diphosphate(rNDPs)作為substrate,合成polynucleotide(在反應基中)。

polynucleotide phosphorylase是RNA合成起始時的主要enzyme(in vitro)。但是polynucleotide phosphorylase在in vivo的RNA合成中並非要角,在細菌中可參與mRNA的降解。

Biological role of RNA Polymerase编辑

Rifampicin 可抑制RNA polymerase(in vivo),並阻斷mRNA, rRNA, tRNA的合成(in vitro)。

原核只有一種RNA polymerase,而真核有三種。真核的三種RNA polymerase對α-amanitin有不同的敏感度。α-amanitin來自某種毒菇,當低濃度時即會對Pol II產生抑制作用,高濃度才會對Pol III產生抑制,Pol I則對它有抵抗力。

Cordycepin(3'-deoxyadenosin)可認為transcription chain terminator,因為他的3'是-H,缺乏-OH,它證明了轉錄的方向是5'→3'。另一個重要的抑制劑:actinomycin D,可與DNA結合。它的三環結構插入G-C的配對,手臂則抓住narrow groove。

RNA Pol和DNA Pol的不同處编辑

  • E. coli中DNA polymerase大約只有10 molecules,而RNA polymerase卻有3000 molecules,因此雖然RNA pol的速率較慢,但可以細胞中許多地方進行。(DNA pol僅在少數位置進行)
  • RNA pol的準確性較DNA pol低。RNA的修補機制(in E. coli)有兩種蛋白質,GreA 和 GreB,可切除新生的RNA 3' nucleotides,其功能類似DNA pol的3' exonucleolytic proofreading的功能。主要的差別在RNA pol是移除oligomers不是單一nucleotide。另一點是水解速率慢於RNA形成速率。

Punctuation of transcription: promoter recognition编辑

  • 證明RNA pol和consensus在轉錄起始有關:

promoter的位置發生突變時,會影響transcription的效率(in vivo)。一般來說,突變增加了promoter的效力(up- promoter mutations),改變了-35或-10的序列,使其更接近consensus sequence。而down- promoter mutation則是倲降低了promoter的效力,序列的改變使其和consensus sequence的差異變大。

-35 region和-10 region間約有16~18個空白。在in vitro的研究中,17個空白對rpomoter效力最大。

Termination编辑

Factor independent编辑

  • 特徵:
  1. 兩段對稱的GC-rich,形成stem-loop structure
  2. 下游有4-8個A

Factor dependent编辑

  • ρprotein,六連體,結合在新生的RNA(C rich site)上,使RNA-DNA解螺旋。當ρ遇到RNA pol時,會在ρ-dependent termination site停下。
  • NusA protein是在研究phage λ的antitermination中發現。當兩處ρ-dependent termination site不活化時,RNA pol可通過這些點,轉錄出phage的基因。這個不活化的作用來自病毒蛋白,由gene N製造,可首NusA相互作用(機制尚未清楚)。不論是N或nusA gene發生突變,都會干涉antitermination並阻斷病毒的形成。
  • ρ factor和NusA proten對RNA pol產生競爭
  • Attenuation,利用停止合成新的RNA來控制operon的transcription(在RNA pol抵達structire gene前)

Regulation of transcription编辑

  • 3個structure gene:z, y, a
  • 產生β-galactosidase, β-galatoside permease(transport protein), thiogalactoside trnasacetylase(unknown)
  • lactose可誘導lactose operon,但細胞內真正的inducer是allolactose。實驗室中利用isopropyl thiogalactoside(IPTG)作為inducer,卻不會被β-galactosidase切除,因此實驗中它的濃度不會改變。
  • Repressor是由i gene 製造。可和inducer結合。

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