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真核转录是真核生物将存储在DNA中的遗传信息复制到RNA中的复杂过程。转录既发生在真核生物中,也发生在原核生物中。原核生物中的RNA聚合酶可以启动所有类型的转录;不同于原核生物,真核生物(包括人类)的RNA聚合酶有三种变体,每种变体编码不同类型的基因。真核生物的转录与翻译在不同的场所进行。真核细胞的转录发生在细胞核内,核中的DNA一般被包装成核小体以及更高级的染色质结构。真核生物基因组的复杂性决定了基因表达控制的多样性和复杂性。
概述
转录是将存储在DNA链中的遗传信息复制到mRNA互补链中的过程。[1] 真核转录发生在细胞核中,并在分为三个阶段:起动,延伸和终止。[1] 催化这一复杂过程的是三种多亚基RNA聚合酶。其中RNA聚合酶I负责转录编码核糖体RNA(rRNA)的基因。 [1]
编码蛋白质d的基因被转录成信使RNA(mRNA),mRNA将遗传信息从细胞核中的DNA处传递到细胞质中的蛋白质合成位点。[1]尽管mRNA的种类很丰富,但它们并不是细胞中最丰富的RNA种类;所谓的非编码RNA占细胞转录输出的绝大部分。[2] 这些非编码RNA在细胞中具有多种重要的功能。[2]
RNA聚合酶
真核生物有三种核RNA聚合酶,每种都具有不同的作用和特性。[3][4]
名称 | 场所 | 产物 |
RNA聚合酶Ⅰ (Pol I, Pol A) | 核仁 | 绝大部分的核糖体RNA(28S rRNA、18S rRNA、5.8S rRNA) |
RNA聚合酶Ⅱ (Pol II, Pol B) | 细胞核 | 信使RNA(mRNA)、大多数小核RNA(snRNA)、小分子干扰RNA(siRNA)和 微RNA(miRNA)。 |
RNA聚合酶Ⅲ (Pol III, Pol C) | 细胞核(可能还有核仁-核质界面) | 转运RNA(tRNA)、其它小RNA(包括5S rRNA、snRNA U6、信号识别颗粒RNA(SRP RNA)和其它的稳定短链RNA。 |
RNA聚合酶I(Pol I)可以催化除5S外的所有rRNA基因的转录。[3][4] 编码这些rRNA的为同一个基因,该基因表达时会形成连续的RNA转录物,然后该前体RNA会被剪接成3种rRNA:18S、5.8S、和28S。rRNA基因的转录发生在细胞核的特化结构——核仁中。[5] 转录产生的rRNA与蛋白质结合形成核糖体。[6]
RNA聚合酶II(Pol II)负责所有mRNA、siRNA、多数snRNA和所有miRNA的转录。[3][4] Pol II的转录产物多为单链的前体mRNA(hnRNA),这些hnRNA会被进一步加工为成熟的mRNA。[1] 绝大部分的前体mRNA在通过核孔离开细胞核,进入细胞质进行蛋白质的翻译之前就已被加工完成。
RNA聚合酶III(Pol III)负责转录小的非编码RNA,包括tRNA,5S rRNA,U6 snRNA,SRP RNA和其他稳定的短RNA,例如核糖核酸酶P RNA.[7]
参考文献
- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Watson, James; Tania A. Baker; Stephen P. Bell; Alexander Gann; Michael Levine; Richard Losik; Stephen C. Harrison. Molecular Biology of the Gene 7th. Benjamin-Cummings Publishing Company. ISBN 978-0-321-76243-6.
- ^ 2.0 2.1 Mattick, J. S. Non-coding RNAs: the architects of eukaryotic complexity. EMBO Reports. 1 November 2001, 2 (11): 986–991. PMC 1084129 . PMID 11713189. doi:10.1093/embo-reports/kve230.
- ^ 3.0 3.1 3.2 Lodish Harvey, ...[et al]. Molecular cell biology 7th. New York: W.H. Freeman and Co. ISBN 9781429234139.
- ^ 4.0 4.1 4.2 Cramer P, Armache KJ, Baumli S, Benkert S, Brueckner F, Buchen C, Damsma GE, Dengl S, Geiger SR, Jasiak AJ, Jawhari A, Jennebach S, Kamenski T, Kettenberger H, Kuhn CD, Lehmann E, Leike K, Sydow JF, Vannini A. Structure of eukaryotic RNA polymerases. Annu Rev Biophys. 2008, 37: 337–52. PMID 18573085. doi:10.1146/annurev.biophys.37.032807.130008.
- ^ Sirri, Valentina; Silvio Urcuqui-Inchima; Pascal Roussel; Danièle Hernandez-Verdun. Nucleolus: the fascinating nuclear body. Histochem Cell Biol. 2008, 129 (1): 13–31. PMC 2137947 . PMID 18046571. doi:10.1007/s00418-007-0359-6.
- ^ Fromont-Racine, Micheline; Senger, Bruno; Saveanu, Cosmin; Fasiolo, Franco. Ribosome assembly in eukaryotes. Gene. August 2003, 313: 17–42. doi:10.1016/S0378-1119(03)00629-2.
- ^ Dieci, Giorgio; Fiorino, Gloria; Castelnuovo, Manuele; Teichmann, Martin; Pagano, Aldo. The expanding RNA polymerase III transcriptome. Trends in Genetics. December 2007, 23 (12): 614–622. PMID 17977614. doi:10.1016/j.tig.2007.09.001.
他/她