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(word完整版)知识要点 第十三单元 RNA合成
第十三单元 RNA的生物合成
一、DNA指导的RNA合成（转录）
（一)概述
转录（transcription）：以一段DNA的遗传信息为模板，在RNA聚合酶作用下，合成出对应的RNA的过程，或在DNA指导下合成RNA.转录产物：mRNA 、rRNA、 tRNA、小RNA.除某些病毒基因组RNA外，绝大多数RNA分子都来自DNA转录的产物.
1。转录研究的主要问题
①RNA聚合酶, ②转录过程， ③转录后加工， ④转录的调控.①—③是基本内容,④是目前研究的焦点，转录调控是基因调控的核心。
2。转录与DNA复制的异同
相同：要有模板,新链延伸方向5＇→3＇，碱基的加入严格遵循碱基配对原则。
相异:①复制需要引物,转录不需引物. ②转录时,模板DNA的信息全保留，复制时模板信息是半保留。 ③转录时，RNA聚合酶只有5＇→3＇聚合作用，无5＇→3＇及3＇→5＇外切活性。
3.转录过程
①RNA合成的酶学过程；②RNA合成的起始信号和终止信号，即DNA分子上的特定序列。
DNA正链为与mRNA序列相同的DNA链，负链为与正链互补的DNA链。
转录单位的起点核苷酸为+1，起点右边为下游（转录区），转录起点左侧为上游,用负数表示：-1，—2，-3。RNA链的转录，起始于DNA模板的一个特定位点,并在另一位点终止，此转录区域称为一个转录单位。一个转录单位可以是一个基因（真核），也可以是多个基因(原核）.
转录是有选择性的，细胞不同生长发育阶段和细胞环境条件的改变,将转录不同的基因.
转录的起始由DNA上的启动子区控制，转录的终止由DNA上的终止子控制，转录是通过DNA指导的RNA聚合酶来实现的。
（二）RNA聚合酶
1。E.coli RNA聚合酶（原核)
E.coli和其它原核细胞一样,只有一种RNA聚合酶，合成各种RNA（mRNA、tRNA、rRNA)。一个E。coli细胞中约有7000个RNA聚合酶分子,在任一时刻,大部分聚合酶(5000左右）正在参与RNA的合成，具体数量依生长条件而定。
E。coli RNA聚合酶全酶|（holoenzyme）分子量46万Da，由六个亚基组成，α2ββ＇ σω，另有两个Zn2+.无σ亚基的酶叫核心酶，核心酶只能使已开始合成的RNA链延长,而不具备起始合成活性，加入σ亚基后，全酶才具有起始合成RNA的能力，因此，σ亚基称为起始因子。
不同的细菌，β＇、β、α亚基分子量变化不大，σ亚基分子量变化较大，44KD～92KD。σ亚基的功能：核心酶在DNA上滑动,σ亚基能增加酶与DNA启动子的结合常数，增加停留时间，使聚合酶迅速找到启动子并与之结合，σ亚基本身无催化活性。不同的σ因子识别不同的启动子，从而表达不同的基因。不同的原核生物，都具有相同的核心酶，但σ亚基有所差别，这决定了原核基因表达的选择性.
RNA聚合酶以完整的双链DNA为模板,转录时DNA的双链结构部分解开，转录后DNA仍然保持双链的结构。核心酶覆盖60bp的DNA区域,其中解链部分17bp左右，RNA-DNA杂合链约12bp。
纯的RNA聚合酶,在离体条件下可转录双链DNA，但在体内，DNA的两条链中只有一条可用于转录，这可能是由于RNA聚合酶在分离时丢失了σ亚基引起的。
解旋和重新螺旋化也是RNA聚合酶的内在特性，在酶的前端解螺旋，在后端以相反方向重新螺旋化，活体状况中，可能还有其它酶活性来帮助调整DNA的拓扑学性质。
37℃时，RNA聚合酶的聚合速度可达40～100个核苷酸/秒。
2.真核生物RNA聚合酶
真核生物的转录机制要复杂得多，有三种细胞核内的RNA聚合酶：RNA聚合酶I转录rRNA，RNA聚合酶II转录mRNA，RNA聚合酶III转录tRNA和其它小分子RNA。这三种RNA聚合酶分子量都在50万左右，亚基数分别为6～15。动物、植物、昆虫等不同来源的细胞,RNApolⅡ的活性都可被低浓度的α-鹅膏蕈碱抑制，而RNApolⅠ不受抑制。动物RNApolⅢ受高浓度的α-鹅膏蕈碱抑制，而酵母、昆虫的RNApolⅢ不受抑制.
除了细胞核RNA聚合酶外，还分离到线粒体和叶绿体RNA聚合酶，它们的结构简单，能转录所有种类的RNA，类似于细菌RNA聚合酶。
3.噬菌体T3和T7编码的RNA聚合酶
仅为一条分子量11KD的多肽链，这些聚合酶只需要识别噬菌体DNA的少数启动子，并无选择地与其作用,37℃时的聚合速度200nt/秒。
（三）RNA聚合酶催化的转录过程（E。coli）
1.起始
RNA聚合酶结合到DNA双链的特定部位，局部解开双螺旋,第一个核苷酸掺入转录起始位点，从此开始RNA链的延伸。在新合成的RNA链的5＇末端，通常为带有三个磷酸基团的鸟苷或腺苷（pppG或pppA）,即合成的第一个底物是GTP或ATP。起始过程中,σ因子起关键作用，它能使聚合酶迅速地与DNA的启动子结合,σ亚基与β＇结合时，β＇亚基的构象有利于核心酶与启动子紧密结合。正链是与mRNA序列相同的链，负链是模板链。转录起点是+1，上游是—1。
2.延长
转录起始后，σ亚基释放，离开核心酶，使核心酶的β＇亚基构象变化，与DNA模板亲和力下降，在DNA上移动速度加快,使RNA链不断延长。转录起始后，σ亚基便从全酶中解离出来，然后nusA亚基结合到核心酶上，由nusA亚基识别序列序列。
3.终止
RNA聚合酶到达转录终止点时,在终止辅助因子的帮助下，聚合反应停止，RNA链和聚合酶脱离DNA模板链，nusA又被σ亚基所取代.由此形成RNA聚合酶起始复合物与终止复合物两种形式的循环。
（四）启动子和转录因子
启动子：RNA聚合酶识别、结合并开始转录所必需的一段DNA序列。
转录因子：RNA聚合酶在进行转录时，常需要一些辅助因子（蛋白质)参与作用,此类蛋白质统称为转录因子.
足迹法和DNA测序法可用来确定启动子的序列结构.
1.原核启动子结构与功能
分析比较上百种启动子序列，发现不同的启动子都存在保守的共同序列，包括RNA聚合酶识别位点和结合位点。
（1）-10序列(Pribnow框）
在转录起点上游大约-10处，有一个6bp的保守序列TATAAT，称Pribnow框。此段序列出现在-4到—13bp之间，每个位点的保守性在45％—100％.频度： T89 A89 T50 A65 A65 T100
据预测，Pribnow框中,一开始的TA和第6位最保守的T在结合RNA聚合酶时起十分重要的作用。目前认为，Pribnow框决定转录方向。酶在此部位与DNA结合形成稳定的复合物,Pribnow框中DNA序列在转录方向上解开，形成开放型起始结构，它是RNA聚合酶牢固的结合位点，是启动子的关键部位。
RNA聚合酶的结合,诱导富含AT的Pribnow框的双链解开，然后进一步扩大成17个核苷酸长度的泡状物，在泡状物中RNA聚合酶从模板链开始转录RNA产物。
（2）—35序列（Sexfama box，识别区域）
只含—10序列的DNA不能转录，在—10序列上游还有一个保守序列，其中心约在—35位置，称为—35序列，此序列为RNA酶的识别区域。各碱基出现频率如下：T85 T83 G81 A61 C69 A52 ，其中TTG十分保守.
—35序列的功能：它是原核RNA聚合酶全酶依靠σ因子的初始识别位点.因此,—35序列对RNA聚合酶全酶有很高的亲和性.-35序列的核苷酸结构，在很大程度上决定了启动子的强度，RNA聚合酶易识别强的启动子.-35序列提供RNA聚合酶识别信号,—10序列有助于DNA局部双链解开，启动子结构的不对称性决定了转录的方向。
2.真核启动子
真核基因的转录十分复杂，对启动子的分析要比原核基因的困难得多。
真核生物有三种RNA聚合酶：RNA聚合酶I、II、III，分别转录rRNA、mRNA、tRNA和小分子RNA，这三类聚合酶的启动子各有其结构特点。
（1）RNA聚合酶Ⅱ的启动子
RNA聚合酶Ⅱ的启动子有三个保守区:
①TATA框（Hogness框），中心在-25至—30，长度7bp左右.碱基频率：T82 A97 A85 A63 （T37 ）A83 A50(T37 )（全为A—T，少数含有一个G—C对）。此序列功能：使DNA双链解开，并决定转录的起点位置，失去TATA框，转录将可能在许多位点上开始。TATA框的改变或缺失，直接影响DNA与酶的结合程度，会使转录起始点偏移，因此,TATA是绝大多数真核基因正确表达所必需的。由于RNA聚合酶分子有相对固定的空间结构，同此框的结合位点和转录反应催化位点的距离，决定了起始位点的正确选择。启动子特定序列和酶的正确结构，把酶置于一种正确的构象中，决定了识别的正确性和转录起始的正确性.
②CAAT框，中心在—75处，9bp,共有序列GGT（G）CAATCT，功能：与RNA聚合酶结合。
③GC框，在CAAT框上游，序列GGGCGG,与某些转录因子结合。
④CAAT和GC框均为上游序列，对转录的起始频率有较大影响.
(2）RNApolⅢ的启动子
RNApolⅢ的启动子在转录区内部。
（五)终止子和终止因子
终止子：提供转录终止信号的一段DNA序列。
终止因子：协助RNA聚合酶识别终止子的蛋白质辅助因子.
有些终止子的作用可被特异的因子所阻止，使酶越过终止子继续转录，称为通读，这类引起抗终止作用的蛋白质称为抗终止因子。终止子位于已转录的序列中，DNA的终止子可被RNA聚合酶本身或其辅助因子识别.
1.大肠杆菌中的两类终止子
所有原核生物的终止子在终止点之前都有一个回文结构，它转录出来的RNA可以形成一个颈环式的发荚结构.
(1）不依赖于ρ的终止子(简单终止子）
简单终止子除具有发夹结构外，在终止点前有一寡聚U序列,回文对称区通常有一段富含GC的序列.寡聚U序列可能提供信号使RNA聚合酶脱离模板。
（2）依赖ρ的终止子
依赖ρ的终止子，必需在ρ因子存在时，才发生终止作用.终止点前无寡聚U序列，回文对称区不富含GC。ρ因子是55KD的蛋白质，可水解三磷酸核苷。
2。抗终止作用
通读往往发生在强启动子、弱终止子的基因上。抗终止作用常见于某些噬菌体的时序控制。早期基因于后基因之间以终止子相隔开，通过抗终止作用可以打开后基因的表达。λ噬菌体前早期（immediate early)基因的产物N蛋白就是一种抗终止因子。它与RNA聚合酶作用使其在左右两个终止子处发生通读，从而表达晚早期（delayed early）基因。晚早期基因的产物Q蛋白也是一种抗终止因子，它能使晚早期基因得以表达。
二、转录过程的调节控制
基因的表达是受到严格的调节控制的,转录水平的调控是关键的环节，转录调控主要发生在起始和终止阶段。
时序调控：生长、发育、分化、时间程序。
适应调控:细胞内外环境改变。可位于基因的上游或下游区或内含子中.
操纵子：原核生物基因表达的协调单位，包括结构基因、调节基因及由调节基因产物所识别的控制序列（启动子、操纵基因)。
增强子:真核生物、病毒的基因组内，对转录起增强作用的一段DNA序列.它具有长距离效应，与方向无关,只作用于同一条DNA链上的启动子.
转录水平的调控取决于调节因子(RNA或蛋白质)与启动子、增强子、终止子之间的相互作用.
（一）原核生物的转录调控
1.操纵子模型
调节基因的产物可以是负调节物（如阻遏蛋白)，也可以是正调节物，它们与操纵基因作用，关闭或打开结构基因的表达。
（1)操纵子的基本结构
操纵子的调控区有一个操纵序列，一个启动序列及一个CAP位点，调控区下游有几个结构基因，还有一个调节基因编码阻遏蛋白，阻遏蛋白与操纵序列结合，使操纵子受阻遏而处于关闭状态。若cAMP 与CAP结合,形成的复合物与CAP位点结合,可增大操纵子的转录活性。阻遏蛋白的负性调节和CAP的正性调节共同调节结构基因的表达,操纵子机制在原核基因表达调控中具有较善遍的意义,因其多是几个功能相关基因串联于同一操纵子上，故在同一启动序列控制下,可转录出能为多种蛋白质编码的mRNA，即多顺反子mRNA.调节子为受一种调节蛋白所控制的几个操纵子系统，这些操纵子通常都属于同一个代谢途径或与同一种功能有关。综合性调节子：一种调节蛋白控制几个不同代谢途径的操纵子，如cAMP—CRP对各种分解代谢和合成代谢的调控系统。
（2）cAMP能促进许多原核生物的基因表达
cAMP可以活化环腺苷酸受体蛋白（cAMP receptor protein，CRP），CRP作为一种广谱性的正调节物,结合于被调控的启动子上，促进RNA聚合酶与启动子的结合，从而促进转录的进行。葡萄糖效应：培养基中葡萄糖含量较高时，细菌首先利用葡萄糖，阻遏利用其它底物的酶类的合成.原因:葡萄糖的降解物可以抑制腺苷酸环化酶的活力，并激活磷酸脂酶,因而降低cAMP的水平，使这些酶的基因不能转录。
因此，CRP又称降解物基因活化蛋白(catabolite gene activator protein，CAP)。受cAMP-CRP调节的操纵子（既代谢降解物敏感的操纵子)包括许多负责糖类分解代谢的诱导性启动子，如乳糖操纵子，半乳糖操纵子。，阿拉伯糖操纵子等，以及负责氨基酸合成代谢的可阻遏的操纵子，如Ile—Val操纵子（iLV）.
（2）衰减子的调控作用
典型的例子是Trp操纵子,mRNA前导序列包括了编码一个长14个氨基酸的多肽所需的全部遗传信息，这个多肽含有两个相邻的Trp残基，因此色氨酰-tRNA对前导肽的翻译是必不可少的。在RNA聚合酶转录前导序列的同时，核糖体就紧接着结合到新生的mRNA上翻译前导肽。mRNA的前导序列中的序列1和2、2和3、3和4都能通过碱基配对形成茎环结构。由序列3和4形成的茎环结构可以终止Trp操纵子的转录。在序列1内有两个连续Trp密码子，序列1和2之间有前导肽的终止密码子.当细胞中有色氨酸存在时，核糖体能够顺利地翻译出整个前导序列而在终止密码子UGA(+70）处停下来。这时核糖体占据了序列1和部分序列2，使序列2和序列3不能产生有效的配对，因而序列3和序列4形成茎环结构，转录被终止。当Trp饥饿时，核糖体停顿在两个Trp密码子处,这时，核糖体占据了序列1,序列2与序列3形成茎环结构,终止子不能形成，转录可以继续进行。
（二)真核生物的转录调控
包括a.染色质的活化,如核小体结构的解开、非组蛋白的作用等。b.转录因子的作用，转录因子与RNA聚合酶及特定的DNA序列（启动子、增强子)相互作用实现对转录的调控。
三、RNA转录后的加工
RNA聚合酶合成的原初转录产物，要经过剪切、修饰、拼接等过程,才能转变成成熟的RNA分子，此过程称RNA转录后的加工。
（一）原核生物RNA的加工
原核生物rRNA基因与某些tRNA基因组成混合操纵子，可提高效率、节省空间(增加有效信息）.其它的tRNA基因也成簇存在，并与编码蛋白质的基因组成操纵子，它们在形式多顺反子转录物后，断裂成为rRNA和tRNA的前体，然后进一步加工成熟.
1。原核rRNA前体的加工（E。coli)
rRNA原初转录物含6300个核苷酸，约30S。
大肠杆菌有7个rRNA的转录单位（操纵子），它们分散在基因组的各处.每个转录单位由16SrRNA、23SrRNA、5SrRNSA以及一个或几个tRNA基因所组成。每个操纵子中tRNA基因的种类、数量和位置都各不相同.
2.原核tRNA前体的加工
E.coli染色体基因组有60个tRNA基因，即某种aa。的tRNA基因不止一个拷贝。tRNA基因大多成簇存在，或与rRNA基因,或与蛋白质基因组成混合转录单位。tRNA前体加工步骤：a。核酸内切酶（RNAaseP、RNAaseF）在tRNA两端切断。b。核酸外切酶（RNAaseD）从3＇端逐个切去附加序列.c. tRNA核苷酰转移酶在tRNA3＇端加上-CCA-OH。d。核苷的修饰（修饰酶）：甲基化酶 / S-腺苷蛋氨酸(SAM）,假尿苷合成酶。RNAase P能识别空间结构，很干净地切除tRNA前体的5＇端。含有蛋白质和RNA（M1 RNA）两部分。M1 RNA含375nt，在某些条件下,（提高［Mg2+］、或加入胺类），RNAase P的RNA能单独地切断tRNA前体的5＇端序列。RNAaseF不彻底地切除tRNA前体的3＇端序列，需要RNAase D进一步修剪。
3.原核mRNA前体的加工
由单顺反子构成mRNA，一般不需加工，一经转录，即可直接进行翻译。
有些多顺反子构成的mRNA，须由核酸内切酶切成较小的mRNA，然后再进行翻译。如核糖体大亚基蛋白L10、L7、L12与RNA聚合酶β、β＇亚基的基因组成混合操纵子。它在转录出多顺反子mRNA后，由RNAaseⅢ将核糖体蛋白质基因与聚合酶亚基基因的mRNA切开，然后各自翻译.该加工过程的意义：可对mRNA的翻译进行调节，核糖体蛋白质的合成必须适应于rRNA的合成水平，而细胞内RNA聚合酶的合成水平则要低得多。两者切开，有利于各自的翻译调控。
（二)真核生物RNA的加工
真核rRNA、tRNA前体的加工过程与原核的很相似，但mRNA的加工过程与原核的有很大不同。
1.真核rRNA前体的加工
真核生物核糖体的小亚基含:16～18S rRNA，大亚基含：26-28S r RNA、5S rRNA、5.8S rRNA（特有）。真核rRNA基因拷贝数较多,几十至几千个之间。真核rRNA基因也成簇排列在一起，18S、5。8S、28S rRNA基因组成一个转录单位,彼此被间隔区分开，由RNA聚合酶I转录生成一个长的rRNA前体。5SrRNA基因也成簇排列,间隔区不被转录，由RNA聚合酶III转录后经适当加工。
哺乳动物：45SrRNA前体,含18S、5.8S、28S rRNA
果蝇：38SrRNA前体,含18S、5。8S、28S rRNA
酵母:37SrRNA 前体，17S、5。8S、26S rRNA
rRNA在成熟过程中可被甲基化,位点主要在核糖2＇-OH上.真核rRNA甲基化程度比原核的高,约1-2％的核苷酸被甲基化。真核生物的核仁是rRNA合成、加工和装配成核糖体的场所,大、小亚基分别组装后，通过核孔转移到胞质中参与核糖体循环。
2.真核tRNA前体的加工
真核tRNA基因的数目比原核tRNA的要多的多。例如，E.coli有60个tRNA基因，啤酒酵母250个,果蝇850个,爪蟾1150个，人1300个.真核tRNA基因也成簇排列,被间隔区分开,tRNA基因由RNA聚合酶Ⅲ转录。真核tRNA前体的剪切、修饰过程与原核相似。
3。真核生物mRNA前体的加工
mRNA原初转录物是分子量很大的前体，在核内加工过程中形成分子大小不等的中间产物，它们被称为核内不均一RNA（hn RNA)。其中，约有25％可转变成成熟的mRNA.hnRNA半寿期很短，比细胞质中的mRNA更不稳定，一般在几分钟至1小时.而细胞质mRNA的半寿期为1-10小时，神经细胞mRNA最长可达数年。
hnRNA转变成mRNA的加工过程主要包括：
（1)5＇末端加帽
由RNA三磷酸酶，mRNA鸟苷酰转移酶，mRNA（鸟嘌呤-7）甲基转移酶，mRNA（核苷—2＇)甲基转移酶催化，逐步形成有三种类型的帽子：CAP O型，CAP I型，CAP II型。三种帽子的甲基化的程度不同。5＇帽子也出现于hnRNA，说明加帽过程可能在转录的早期阶段或转录终止前就已完成。5＇帽子的功能:a.在翻译过程中起信号识别作用,协助核糖体与mRNA结合，使翻译从AUG开始。b。保护mRNA，避免5’端受核酸外切酶的降解。
(2）3＇端加polyA
识别加尾信号AATAAA后， hnRNA链由RNAaseⅢ在YGTGTGYY（Y为嘧啶)部委切断，由多聚腺苷酸聚合酶催化，加上polyA,ATP为供体.hnRNA中的poly(A）比mRNA略长,平均150-200nt.polyA的功能：a。防止核酸外切酶对mRNA信息序列的降解，起缓冲作用.b.与mRNA从细胞核转移到细胞质有关。3＇脱氧腺苷（既冬虫夏草素)是多聚腺苷酸化的特异抑制剂，但它不抑制hnRNA的转录。
（3)mRNA甲基化
某些真核mRNA内部有甲基化的位点，主要是在N6-甲基腺嘌呤（m6A）。
(三）RNA的拼接和催化作用（内含子的切除）
多数真核基因是断裂基因，其转录产物需通过拼接,去除内含子，使编码区（外显子)成为连续序列。有些内含子可以催化自身的拼接(self—splicing）,有些内含子需要在有关酶的作用下才能拼接。
1。tRNA前体的拼接
酵母tRNA约有400个基因，有内含子的基因约占1/10，内含子长度14～46bp,没有保守性.切除内含子的酶识别的是tRNA的二级结构，而不是识别保守序列.拼接过程:第一步切除内含子，第二步RNA连接酶将两个tRNA半分子连接。
2.四膜虫rRNA前体的自我拼接
四膜虫35S rRNA前体，经加工可以生成5.8S 、17S和26SrRNA。某些品系的四膜虫在其26SrRNA基因中有一个内含子，35S rRNA前体需要拼接除去内含子.该拼接过程只需一价和二价阳离子和鸟苷酸(提供3＇-OH）,无需能量和酶。
3。mRNA前体的拼接
真核生物所有编码蛋白质的核结构基因，其内含子的左端均为GT，右端均为AG。此规律称GT-AG规律（对于mRNA就是GU-AG，此规律不适合于线粒体、叶绿体的内含子，也不适合于tRNA和某些rRNA的核结构基因）。酵母核基因的内含子在靠近3＇端还有一个保守序列,与5＇端序列互补，称为TACTAAC box,也与拼接有关。
真核细胞内存在许多种类的小分子RNA，大小在100～300nt，有些由聚合酶III转录，有些由聚合酶II转录。核内小RNA（snRNA）主要存在于核内，细胞质小RNA（scRNA）主要存在于细胞质。重要的snRNA有U系列snRNA，因其尿嘧啶含量高而得名。U系列snRNA通常都与多肽或蛋白质结合形成核糖核蛋白颗粒（RNP）。U-snRNA参与hnRNA的拼接过程。U3—snRNA与rRNA前体的加工有关，U1、U2、U4、U5、U6可能都与hnRNA的加工有关。真核生物编码蛋白质的核基因的内含子属于II类内含子（反式剪接).
四、RNA的催化功能
1.I类内含子的自我剪接（顺式剪接）
I类内含子包括四膜虫rRNA的内含子，几种酵母线粒体的内含子，噬菌体T4胸苷酸合成酶的内含子等.这些内含子有较大的同源性,可自我拼接。1981，Cech（美国），四膜虫rRNA前体（约6400nt）能自动切除413个nt的内含子，然后加工生成5.8S、17S、26S rRNA。1984，Apirion（美国），噬菌体T4的RNA可以在没有蛋白质参与下自我断裂，由215nt前体链切下76nt。
2。独具催化活性的小分子RNA
1984，Altman，Pace（美国），细菌加工tRNA前体的酶—RNAase P中的M1RNA（375nt）在高浓度的Mg2+或胺类存在时能单独切下tRNA前体的5＇端。1，4-α葡聚糖分支酶中的RNA（31nt）也单独具有分支酶活力。真核的U-snRNA催化rRNA前体、hnRNA前体的加工.
五、RNA的复制
有些RNA病毒，进入寄主细胞后,借助复制酶而进行RNA病毒的复制。从感染RNA病毒的细胞中可以分离出RNA复制酶，这些RNA复制酶的模板特异性很强,只识别病毒自身的RNA，它以病毒RNA为模板，合成与模板性质相同的RNA。
（一)噬菌体QβRNA的复制
噬菌体Qβ直径20nm,正十二面体，含30%RNA,其余为蛋白质,单链RNA，4500个核苷酸,编码3—4个蛋白质。其RNA结构为5＇端-成熟蛋白（A或A2蛋白）-外壳蛋白（或A1蛋白）-复制酶β亚基-3＇端.Qβ复制酶有αβγδ四个亚基，只有β是自己编码,其余三个亚基来自寄主细胞。进入E。coli细胞后,其RNA即为mRNA,可以直接合成与病毒繁殖有关的蛋白质（复制酶β亚基）.
QβRNA翻译和复制的可自我调节，只有刚复制的QβRNA，成熟蛋白基因才能翻译,核糖体能直接启动外壳蛋白基因的翻译,复制酶β亚基基因只有在外壳蛋白合成时双链打开才能进行翻译。QβRNA的翻译、复制受寄主细胞调节，以正链RNA为模板复制负链RNA时，另需寄主细胞的HFⅠ和HFⅡ因子。而以负链RNA 为模板复制正链RNA时，不需这两个因子，感染后期大量合成的是正链RNA。
（二）病毒RNA复制的主要方式
1。正链RNA病毒（mRNA)
噬菌体Qβ、灰质炎病毒进入寄主细胞后，利用寄主的翻译系统，首先合成复制酶及有关的蛋白质，然后进行病毒RNA的复制，最后由病毒RNA和蛋白质装配成病毒颗粒。
2.负链RNA病毒（带有复制酶)
狂犬病毒等带有复制酶,侵入后,复制酶首先合成出正链RNA（mRNA），再以正链RNA为模板，合成负链RNA及蛋白质，然后装配。
3.双链RNA病毒(带有复制酶）
呼肠孤病毒等以双链RNA为模板,在复制酶作用下先转录正链RNA（mRNA），从而翻译出蛋白质，然后合成负链RNA，形成双链RNA，再包装。
4.反转录病毒（含反转录酶）
白血病病毒、肉瘤病毒等致癌RNA病毒为正链RNA病毒，它们的复制需要经过DNA前病毒阶段。
六、RNA生物合成的抑制剂
某些核酸代谢的拮抗物和抗生素可抑制核苷酸或核酸的合成，因而可以用于抗病毒或抗肿瘤药物，也可以用于核酸的研究。
（一）嘌呤和嘧啶类似物
抑制核苷酸的合成，还能掺入核酸分子中去，形成异常DNA、RNA，影响核酸功能。
主要有：6-巯基嘌呤、硫鸟嘌呤、2.6-二氨基嘌呤、8-氮鸟嘌呤、5-氟尿嘧啶 、6—氮尿嘧啶。碱基类似物进入体内后需转变成相应的核苷酸，才表现出抑制作用。
（二)DNA模板功能的抑制剂
此类化合物能与DNA结合，使DNA失去模板功能，从而抑制其复制与转录。
1.烷化剂
氮芥（二（氯乙基）胺的衍生物）、磺酸酯、氮丙啶、乙撑亚胺类.它们带有活性烷基,使DNA烷基化。烷化位点：鸟嘌呤N7 ，腺嘌呤N1、N3、N7，胞嘧啶N1
烷基化后，碱基易被水解下来，留下的空隙可干扰DNA复制或引起错误碱基掺入。带有双功能基团的烷化剂，可同时与DNA两条链结合，使双链DNA交联，从而失去模板功能。常见的烷化剂有：环磷酰胺，肿瘤细胞中磷酰胺酶活化，生成活性氮芥。苯丁酸氮芥，癌细胞酵解作用强，乳酸多,pH低，苯丁酸氮芥易进入。
2.放线菌素D（对真核、原核细胞都起作用)
有抗菌和抗癌作用.它可与DNA形成非共价复合物，使其多肽部分在DNA的“浅沟”上如同阻遏蛋白一样，抑制DNA的转录和复制.此类机理的放线菌素还有色霉素A3、橄榄霉素、光神霉素。
3.嵌入染料
扁平芳香族染料，可插入双链DNA相邻碱基对之间。溴化乙锭插入后,使DNA在复制时缺失或增添一个核苷酸,从而导致移码突变,并能抑制RNA链的起始及质粒的复制。此外还有原黄素、吖啶黄、吖啶橙等.
(三)RNA聚合酶的抑制物
1。利福霉素
包括其衍生物利福平,特异地抑制细菌RNA聚合酶的活性。强烈抑制革兰氏阳性菌和结核杆菌，它主要抑制RNA合成的起始。
2.利链菌素
与细菌RNA聚合酶β亚基结合，抑制转录过程中链的延长.
3。α—鹅膏蕈碱
主要抑制真核RNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ，对细菌的RNA聚合酶作用极小。

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