藥學(xué)分子生物學(xué)：第三章-轉(zhuǎn)錄與調(diào)控

1、第三章 轉(zhuǎn)錄及其調(diào)控 王兜兜第三章 轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工一、 基本概念 ( Basic Concept )轉(zhuǎn)錄(transcription):是指以DNA為模板，在依賴于DNA的RNA聚合酶催化下，以4種NTP（ATP、CTP、GTP和UTP）為原料，合成RNA的過(guò)程。 在有些病毒中，RNA也可以指導(dǎo)合成RNA。 是基因表達(dá)的第一步，也是最關(guān)鍵的一步。 以Double Strand DNA中的一條單鏈作為轉(zhuǎn)錄模板 (雜交實(shí)驗(yàn)所證實(shí))模板鏈/反義鏈（antisense strand）：作為轉(zhuǎn)錄模板的DNA單鏈編碼鏈/有義鏈（sense strand）：非模板鏈在體外DNA的兩條鏈都可作為RNA合成的

2、模板。 AU、CG 合成RNA分子 轉(zhuǎn)錄合成RNA鏈的方向?yàn)?3，模板單鏈DNA的極性方向?yàn)?5， 而非模板單鏈的極性方向與RNA鏈相同，均為53。（書(shū)寫） 基因轉(zhuǎn)錄方式為不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄(一條單鏈DNA 為模板,RNA聚合酶的結(jié)合) RNA 的轉(zhuǎn)錄包括 起始，延長(zhǎng)，終止 三過(guò)程 從啟動(dòng)子(promoter)到終止子(terminator)稱為轉(zhuǎn)錄單位(transcription unit) 原核生物的轉(zhuǎn)錄單位多為 polycistron in operon 真核生物中的轉(zhuǎn)錄單位多為monocistron 轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)即轉(zhuǎn)錄原點(diǎn)記為1，其上游記為負(fù)值，下游記為正值 二 轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的異同1. 原料： RN

3、A-核糖核苷三磷酸（NTP） DNA-脫氧核糖核苷三磷酸（dNTP）2. 合成酶： RNA-RNA聚合酶 DNA-DNA聚合酶3. 合成方向： 均為53。 RNA合成不需引物，而DNA復(fù)制需引物4. 模板： 轉(zhuǎn)錄時(shí)只有一條DNA鏈為模板，而復(fù)制時(shí)兩條鏈都可作為模板。作為轉(zhuǎn)錄的模板DNA鏈又稱反義鏈；而另一條鏈由于同RNA序列相同又稱有義鏈。5. 忠實(shí)性: 轉(zhuǎn)錄的忠實(shí)性略低于復(fù)制。因RNA聚合酶缺乏自我校對(duì)機(jī)制。RNA pol和DNA pol的不同：(1)RNA pol沒(méi)有校對(duì)功能 (2)能起始新的RNA鏈三、RNA聚合酶（一）原核生物RNA聚合酶-全酶2 因子：蛋白因子，負(fù)責(zé)模板鏈的選擇和轉(zhuǎn)錄

4、的起始核心酶2：負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄單鏈DNA模板 原核生物RNA聚合酶的特性：v -全酶5個(gè)亞基; -核心酶的四個(gè)亞基；v -因子功能：識(shí)別啟動(dòng)子，即起始信號(hào)，無(wú)催化功能；v -因子單獨(dú)存在時(shí)不能與DNA模板結(jié)合；v -核心酶能催化特異的NTP形成單核苷酸。（二）真核生物RNA聚合酶RNA聚合酶：不受-鵝膏蕈堿的抑制；合成5.8S rRNA、18S rRNA和28S rRNA；RNA聚合酶：對(duì)-鵝膏蕈堿最為敏感，10-810-9mol/L；合成hnRNA、snRNA；RNA聚合酶：對(duì)-鵝膏蕈堿中度敏感，在10-4 10-5mol/L 時(shí)表現(xiàn)抑制；合成tRNA，5S rRNA。線粒體和葉綠體：發(fā)現(xiàn)少數(shù)RN

5、A聚合酶，分子量小，活性低，由核基因編碼，在細(xì)胞漿中合成后運(yùn)送至細(xì)胞器中。 Section 2: DNA Structures Related to Transcription一、原核生物的啟動(dòng)子啟動(dòng)子(promoter)：DNA分子上被RNA聚合酶識(shí)別并結(jié)合形成起始轉(zhuǎn)錄復(fù)合物的區(qū)域，它還包括一些調(diào)節(jié)蛋白因子的結(jié)合。 典型的啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)在原核生物的啟動(dòng)子中有4個(gè)區(qū)域：1. 轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)：多數(shù)情況下為嘌呤，A為轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)。2. 10區(qū)：幾乎在目前已知的所有啟動(dòng)子中均存在。保守序列的中心位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游約10 bp處，這一保守序列稱為10序列。其一致序列為TATAAT，又稱Pribnow框，在RNA

6、聚合酶的作用下首先解鏈。i. Pribonow 框（Pribonow Box）:-10序列，RNA聚合酶的牢固結(jié)合位點(diǎn)；一致序列：T80A95T45A60A50T96 （TATPUAT）； ii. TATA Box：位置范圍4到13；啟動(dòng)子可以發(fā)生突變-10序列對(duì)轉(zhuǎn)錄的效率影響TATAATAATAAT，轉(zhuǎn)錄效率下降，為下降突變（down mutation）?？赡苡捎诘腡A堆集能要小于AA的堆積能，所以突變后雙鏈比突變前要多消耗能量，影響轉(zhuǎn)錄效率TATGTTTATATT，轉(zhuǎn)錄效率上升，為上升突變（up mutation）。上升突變可能是由于TGTA不僅堆集能降低了，而且氫鍵也減少了，所以比突變前

7、更易打開(kāi)雙鏈，轉(zhuǎn)錄效率也會(huì)提高。3. 35區(qū)； a) 在轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游35 bp處，有另一個(gè)保守序列，稱為35序列。其保守序列為TTGACA， RNA聚合酶的因子可以識(shí)別該位點(diǎn)，所以稱為識(shí)別位點(diǎn)，又稱為Sextama框。b) RNA聚合酶首先與識(shí)別位點(diǎn)結(jié)合，然后與結(jié)合位點(diǎn)相互作用。Sextama 框（Sextama Box）a) -35序列，RNA聚合酶的松弛（初始）結(jié)合位點(diǎn)，b) RNA聚合酶依靠其亞基識(shí)別該位點(diǎn)識(shí)別位點(diǎn)c) 大多數(shù)啟動(dòng)子中共有序列為 T82T84G78A65C54A45d) 重要性:很大程度上決定了啟動(dòng)子的強(qiáng)度e) 位置在不同啟動(dòng)子中略有變動(dòng)f) RNA聚合酶先結(jié)合于-35

8、序列，再結(jié)合-10序列 4. 10與35之間的序列35區(qū)和10區(qū)之間的距離在絕大多數(shù)原核生物啟動(dòng)子為16到18 bp。該區(qū)域的堿基序列并不重要，但該距離的長(zhǎng)短是至關(guān)重要的。a) 適宜的距離可以為RNA聚合酶提供合適的空間結(jié)構(gòu)，便于轉(zhuǎn)錄的起始。 二、原核生物的終止子 （terminator）:給予RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)的DNA序列 一類是不依賴因子(蛋白性終止因子)的終止子（強(qiáng)） 強(qiáng)終止子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：有回文結(jié)構(gòu)存在；莖的區(qū)域內(nèi)富含G-C；強(qiáng)終止子3端上有6個(gè)U。啟動(dòng)子由DNA序列來(lái)提供信號(hào)，但真正起終止作用的不是DNA序列本身，而是轉(zhuǎn)錄生成的RNA。 另一類是依賴因子的終止子 （弱）（1） 結(jié)

9、構(gòu):反向重復(fù)序列中的 GC 對(duì)含量較少；發(fā)夾結(jié)構(gòu)末端沒(méi)有固定特征（2） 靠與的共同作用而實(shí)現(xiàn)終止 因子是一個(gè)同源六聚體蛋白，具有ATP酶和解鏈酶的活性。解鏈酶的活性能夠催化RNA/DNA和RNA/RNA雙螺旋的水解。三、真核生物的啟動(dòng)子RNApol 核仁 活性所占比例最大 轉(zhuǎn)錄rRNA（5.8S、18S、 28S） RNApol 核質(zhì) 主要負(fù)責(zé) hnRNA、snRNA 的轉(zhuǎn)錄RNApol 核質(zhì) 負(fù)責(zé) tRNA、5S rRNA、Alu序列和部分 snRNA 目前在線粒體和葉綠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)少數(shù) RNApol（活性較低）順式作用元件(cis-acting element)：基因上游DNA序列反式作用因子

10、(trans-acting factor)：能直接或間接識(shí)別，結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段DNA的蛋白質(zhì)。其中，直接或間接結(jié)合RNA聚合酶的，則稱轉(zhuǎn)錄因子(transcriptional factor,TF)，相應(yīng)于RNA pol. I、II、III的TF，分別稱為TFI、TFII、TFIII1. RNA聚合酶啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)RNA聚合酶的啟動(dòng)子主要由兩部分組成的：核心啟動(dòng)子（core promoter）位于45至20的區(qū)域內(nèi)，足以使轉(zhuǎn)錄起始。上游調(diào)控元件（upsream control element）位于180至107，可提高轉(zhuǎn)錄起始效率。細(xì)胞內(nèi)能促進(jìn)rRNA基因轉(zhuǎn)錄的因素： 專一性的聚合酶I啟動(dòng)子：無(wú)競(jìng)

11、爭(zhēng)； rDNA串聯(lián)重復(fù)基因組織位于很小的核仁區(qū)：增加啟動(dòng)子濃度； 串聯(lián)重復(fù)基因：使聚合酶I在轉(zhuǎn)錄第二個(gè)基因前不需活化； 轉(zhuǎn)錄起始因子牢固地結(jié)合于DNA上。2. RNA聚合酶啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)RNA聚合酶主要負(fù)責(zé)hnRNA和部分核內(nèi)小rRNA（small nuclear RNA，snRNA）的基因的轉(zhuǎn)錄，其啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜。RNA聚合酶單獨(dú)并不能起始轉(zhuǎn)錄，必須和其他的輔助因子共同作用形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物才能起始轉(zhuǎn)錄。RNApol的啟動(dòng)子v 結(jié)構(gòu)最復(fù)雜 v 位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的上游, 有多個(gè)短序列元件組成（1） 帽子位點(diǎn)（cap site）：PyPyCAPyPyPyPy（2） TATA框（Hogness 框

12、或 Goldberg-Hogness 框）n 位于30處 n 一致序列為T82A97T93A85A63（T37）A83A50（T37）n 定位轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的功能 （類似原核的Pribnow框）n TATA是絕大多數(shù)真核基因的正確表達(dá)所必需的 （3）CAAT框（CAAT box）n 位于75bp處n 一致序列為GGC/TCAATCTn 前兩個(gè) G 的作用十分重要(轉(zhuǎn)錄效率)n 影響啟動(dòng)子的效率、頻率，不影響啟動(dòng)子的特異性 （距轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的距離，正反方向）以上三個(gè)保守序列在絕大多數(shù)啟動(dòng)子中都存在（4）增強(qiáng)子（enhancer） 增強(qiáng)效應(yīng)十分顯著 增強(qiáng)效應(yīng)與其位置和取向無(wú)關(guān) 大多為重復(fù)序列 增強(qiáng)效應(yīng)有

13、嚴(yán)密的組織特性和細(xì)胞特異性 沒(méi)有基因?qū)Ｒ恍?許多增強(qiáng)子還受外部信號(hào)的調(diào)控（5）GC框 （GC box） n 位于90附近，較常見(jiàn)的成分n 核心序列為GGGCGGn 可有多個(gè)拷貝，也可以正反兩方向排列（6）其他元件n 八聚核苷酸元件（octamer element OCT元件）n 一致序列為 ATTTGCAT n KB元件 一致序列為 GGGACTTTCCn ATF元件 一致序列為 GTGACGTn 還有一些位于起始點(diǎn)下游的相關(guān)元件（7）不同元件的組合情況n 在不同的啟動(dòng)子中，這些元件的組合情況是不同的。n 例如：SV40的早期啟動(dòng)子中有6個(gè)GC框3、RNApol 啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄5S

14、 rRNA、tRNA和部分snRNA。這三種啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)是不同的，RNA聚合酶也必須和其他的輔助因子共同作用，才能識(shí)別不同的啟動(dòng)子。思考題：原核和真核生物啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)異同？Section 3: Transcription in Prokaryotes and Eukaryotes原核生物轉(zhuǎn)錄的起始過(guò) 程：起始、延長(zhǎng)及終止起始位點(diǎn)(initiation site)：1位點(diǎn)n RNA聚合酶的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)n 起始NTP多為ATP或GTP 生成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物： RNApol（2）- DNA-pppGpN-oH3 過(guò)程: RNA-pol()結(jié)合啟動(dòng)子,DNA解旋,形成第一個(gè)磷酸二酯鍵 。起始過(guò)程（1）全酶

15、與啟動(dòng)子結(jié)合的封閉型啟動(dòng)子復(fù)合物的形成（ R位點(diǎn)被因子發(fā)現(xiàn)并結(jié)合 ） （2）開(kāi)放型啟動(dòng)子復(fù)合物的形成 RNApol的一個(gè)適合位點(diǎn)到達(dá)10序列區(qū)域，誘導(dǎo)富含AT的Pribnow 框的“熔解”， 形成1217bp的泡狀物，同時(shí)酶分子向10序列轉(zhuǎn)移并與之牢固結(jié)合 開(kāi)放型啟動(dòng)子復(fù)合物使RNApol聚合酶定向 二元復(fù)合物（全酶和DNA ） -35區(qū)是RNA聚合酶最先的結(jié)合部位 ，形成所謂“閉合復(fù)合物”，然后向下游移動(dòng)至富含AT的-10區(qū)域，這是轉(zhuǎn)錄時(shí)開(kāi)始解鏈的部位，此時(shí)形成“開(kāi)放復(fù)合物”。（3）在開(kāi)放型的啟動(dòng)子復(fù)合物中，RNApol的I位點(diǎn)和E位點(diǎn)的核苷酸前體間形成第一個(gè)磷酸二酯鍵（亞基） 三元復(fù)合物形

16、成 +1位多為CAT模式,位于離開(kāi)保守T 69 個(gè)核苷酸處 （4）因子解離 核心酶與DNA的親和力下降 起始過(guò)程結(jié)束核心酶移動(dòng)進(jìn)入延伸過(guò)程二、 原核生物轉(zhuǎn)錄的延伸過(guò)程（一） 起始到延伸的轉(zhuǎn)變 始于第一個(gè)磷酸二酯鍵的形成 伴隨著DNA分子和酶分子構(gòu)象的變化起始時(shí)，因子有利于和亞基具有與DNA專一性結(jié)合所要求的構(gòu)象起始后，因子解離, 和亞基構(gòu)象發(fā)生變化（二） 延伸過(guò)程 酶與產(chǎn)物RNA不解離 底物NTP不斷加到RNA鏈的 3-OH 端 形成一個(gè)磷酸二酯鍵后，核心酶向前滑動(dòng) 延伸位點(diǎn)不斷地接受新的NTP，RNA鏈不斷延伸 始終保持三元復(fù)合物的結(jié)構(gòu)1、當(dāng)幾個(gè)磷酸二酯鍵形成后，因子從全酶上解離下來(lái) 2、每

17、移動(dòng)一次，新生RNA的3端羥基都與一分子相應(yīng)的NTP生成一個(gè)新的磷酸二酯鍵，使新生RNA鏈按照53方向不斷延伸和加長(zhǎng)；一般，每秒鐘可使RNA延伸和加長(zhǎng)30-50個(gè)核苷酸。3、新生RNA鏈與DNA模板通過(guò)氫鍵可形成RNA-DNA雜交雙螺旋，12bp。4.5端DNA不斷解鏈，同時(shí)在3端由于原配對(duì)的DNA單鏈重新形成DNA雙鏈，并不斷將RNA鏈擠出DNA-RNA雜和體。RNA鏈與DNA鏈的親和力，遠(yuǎn)不如DNA模板鏈和DNA編碼鏈結(jié)合牢固。堿基配對(duì)穩(wěn)定性：G-C A-T A-U三、轉(zhuǎn)錄終止和新合成RNA的釋放核心酶（識(shí)別）轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)轉(zhuǎn)錄終止新RNA鏈脫落；DNA雙鏈恢復(fù);核心酶脫落與因子結(jié)合機(jī)制依賴

18、因子的轉(zhuǎn)錄終止不依賴因子的轉(zhuǎn)錄終止右圖為真核/原核轉(zhuǎn)錄的不同四、真核生物的轉(zhuǎn)錄1、起始：形成PIC:RNA-pol-TF-DNA 生成第一個(gè)磷酸二酯鍵,RNA-pol磷酸化 TF(轉(zhuǎn)錄因子)：直接或間接結(jié)合RNA-pol的反式作用因子。反式作用因子：直接或間接辨認(rèn)、結(jié)合順式作用元件的蛋白質(zhì)。 TF能結(jié)合RNA-pol和DNA2、延長(zhǎng)：同原核3、終止：加尾信號(hào)處終止，PolyA后切斷RNA。真核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程:1、首先TATA結(jié)合蛋白（TBP）結(jié)合于TATA盒，然后TF B、TFF、TFE、pol 、TFH也依次結(jié)合在啟動(dòng)子處形成閉合復(fù)合物；2、TFH作用于起始子(Inr)位置開(kāi)始解螺旋形成開(kāi)放

19、復(fù)合物；3、TFH具有激酶活性，它將RNA聚合酶的C-端結(jié)構(gòu)域的多個(gè)位點(diǎn)磷酸化，使起始復(fù)合物的構(gòu)象改變而促進(jìn)轉(zhuǎn)錄的起始階段過(guò)渡進(jìn)入延伸階段。4、延長(zhǎng)反應(yīng)開(kāi)始后， TFE、 TFH釋放；5、延長(zhǎng)因子加入，與RNA聚合酶、 TFF形成延伸復(fù)合物，使RNA聚合酶的延長(zhǎng)效率大大促進(jìn)；6、RNA聚合酶的終止反應(yīng)的機(jī)理尚不明確，反應(yīng)終止后，RNA聚合酶脫磷酸化，并重新進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，準(zhǔn)備下一個(gè)轉(zhuǎn)錄的起始。 TFF除了參與轉(zhuǎn)錄外，還與DNA損傷的修復(fù)有關(guān)。五、RNA生物合成的抑制劑 1、改變模板功能烷化劑：使DNA發(fā)生烷基化，發(fā)生在G-N7，A-N1、N3 N7 ；C-N1。易引起嘌呤的水解，在DNA上留下

20、空隙干擾復(fù)制或轉(zhuǎn)錄；或引起堿基錯(cuò)配。 放線菌素D：放線菌素D與DNA形成非共價(jià)的復(fù)合物，抑制其模板功能（低濃度抑制轉(zhuǎn)錄，較高濃度抑制復(fù)制）。具有類似作用的還有色霉素A3 、橄欖霉素、光神霉素。 嵌入染料：可插入雙鏈DNA分子相鄰的堿基對(duì)之間，一般具有芳香族發(fā)色團(tuán)。溴化乙錠（EB）是一種高靈敏的熒光試劑，常用來(lái)檢測(cè)DNA和RNA。與DNA結(jié)合后抑制其復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。2、嘌呤和嘧啶類似物：人工合成的堿基類似物能夠抑制和干擾核酸的合成。 作為代謝拮抗物抑制合成酶類或直接摻到核酸分子中，形成異常RNA或DNA。3、RNA聚合酶抑制劑（1）利福霉素：抑制細(xì)菌RNA聚合酶活性（起始作用）。（2）利鏈霉素：與細(xì)

21、菌RNA聚合酶b亞基結(jié)合，抑制轉(zhuǎn)錄過(guò)程中RNA鏈的延長(zhǎng)反應(yīng)。（3）a-鵝膏蕈堿：抑制真核生物RNA聚合酶活性。Section 4: Post-transcription ProcessingmRNA前體的加工轉(zhuǎn)錄初始產(chǎn)物（hnRNA）真核mRNA前體的加工步驟:加工包括：（1）5端連接“帽子”結(jié)構(gòu)（m7G5ppp5NmpNp-）；（2）3端添加polyA “尾巴”；（3）hnRNA被剪接，把內(nèi)含子（DNA上非編碼序列）轉(zhuǎn)錄序列剪掉，把外顯子（DNA上的編碼序列）轉(zhuǎn)錄序列）剪接上，真核生物一般為不連續(xù)基因。（4）分子內(nèi)部的核苷酸甲基化修飾。mRNA的轉(zhuǎn)錄后修飾帽子1) 帽子的種類 帽子0（Cap

22、-0） m7GpppXpYp（共有）m7G N7甲基鳥(niǎo)苷 帽子1（Cap-1） m7GpppXmpYp第一個(gè)核苷酸的 2-O位上產(chǎn)生甲基化（A N6 位甲基化） 帽子2（Cap-2） m7GpppXmpYmp第二個(gè)核苷酸的 2-O 位上產(chǎn)生甲基化（A、G、C、U）其中: 單細(xì)胞真核生物只有 Cap0 Cap1 是其余真核生物的主要帽子形式 Cap2 存在于某些真核生物中2) 帽子結(jié)構(gòu)的生成 甲基供體都為S腺苷甲硫氨酸（SAM） RNA鳥(niǎo)苷酸轉(zhuǎn)移酶-戴帽酶（capping enzyme） 3) 帽子結(jié)構(gòu)的功能 （1） 對(duì)翻譯起識(shí)別作用-為核糖體識(shí)別RNA提供信號(hào) Cap0 的全部都是識(shí)別的重要信

23、號(hào) Cap1,2 的甲基化能增進(jìn)識(shí)別 （2） 增加mRNA 的穩(wěn)定性，使5端免遭外切核酸酶的攻擊 （3） 與某些RNA病毒的正鏈合成有關(guān)（Cap1、 Cap2 ） mRNA的轉(zhuǎn)錄后修飾二- 多聚（A）尾巴 1)、3端-約長(zhǎng)250bp (大多數(shù)Euk.的mRNA) （poly(A)+ poly(A)- ） 2)、 poly(A) 的生成 Mg+ 或 Mn+ a、 RNA末端腺苷酸轉(zhuǎn)移酶（poly(A) 聚合酶）催化 前體ATP反應(yīng)如下： 多聚核糖核酸 + nATP 多聚核糖核酸(A)n + nPPi b、添加位點(diǎn) 內(nèi)切酶(360KDa)切除3一段序列 由poly(A) 聚合酶 催化添加poly(

24、A)內(nèi)切酶的識(shí)別位點(diǎn)（有其它因子參與）切點(diǎn)上游 1320bp處的 AAUAAA切點(diǎn)下游的 GUGUGUG （單細(xì)胞Euk.除外）加Poly(A)的反應(yīng)第一步加一個(gè)短的寡聚A序列（10nt），此反應(yīng)依賴于AAUAAA序列；反應(yīng)由poly（A）聚合酶在特殊因子指導(dǎo)下完成的。第二步是寡聚A尾巴延伸到240nt的長(zhǎng)度。此反應(yīng)并不需要AAUAAA序列，但需要一個(gè)識(shí)別寡聚A并指導(dǎo)poly（A）聚合酶延伸的刺激因子。 3)、 poly(A) 的功能 （1） 可能與核質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān) （2） 與mRNA的壽命有關(guān) （3） 與翻譯有關(guān) a、 缺失可抑制體外翻譯的起始 b、 胚胎發(fā)育中，poly(A) 對(duì)其mRNA的翻

25、譯有影響（非poly(A) 化的為儲(chǔ)藏形式） c、失去 poly(A) 可減弱其翻譯（4） poly(A) 在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中有很大應(yīng)用價(jià)值 a、 也可將 oligo (dT) 與載體相連，從總體RNA中分離純化mRNAb、 用寡聚dT（oligo (dT)）為引物，反轉(zhuǎn)錄合成 cDNA 五、RNA催化活性核酶（ribozyme）：RNA本身具有催化活性，此種由RNA發(fā)揮催化作用的酶，稱為核酶。核酶的發(fā)現(xiàn)改變了酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)觀念，被認(rèn)為是近二十年來(lái)生物化學(xué)領(lǐng)域中最令人鼓舞的成就之一。核酶與傳統(tǒng)酶的區(qū)別(1)一般的酶是純的蛋白質(zhì)，而核酶是RNA或帶有蛋白的RNA；(2)核酶既是催化劑

26、又是底物。而酶僅催化反應(yīng)。除rRNA外，tRNA、mRNA的加工也可采用自我剪接方式。 最簡(jiǎn)單的核酶二級(jí)結(jié)構(gòu)槌頭狀結(jié)構(gòu)(hammerhead structure) 通常為60個(gè)核苷酸左右 同一分子上包括有催化部份和底物部份 催化部份和底物部份組成錘頭結(jié)構(gòu) 催化中心v RNA為什么能成為催化中心？ 催化中心實(shí)際上是提供一個(gè)特定的三維結(jié)構(gòu)域，以使參與反應(yīng)的基因靠近并形成適宜的空間關(guān)系。RNA分子能夠以其分子的三維構(gòu)像，產(chǎn)生鍵的斷裂和生成所必需的環(huán)境，催化RNA和底物RNA之間的配對(duì)，可能是產(chǎn)生這種催化環(huán)境的主要原因。核酶研究的意義v 核酶的發(fā)現(xiàn)，對(duì)中心法則作了重要補(bǔ)充；v 核酶的發(fā)現(xiàn)是對(duì)傳統(tǒng)酶學(xué)的挑戰(zhàn)；v 對(duì)進(jìn)化的研究有幫助；v 利用核酶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合成人工核酶,應(yīng)用于疾病的治療。RNA的分類 小RNA分子本身又包含了若干類RNA，根據(jù)小RNA 的生成、結(jié)構(gòu)和功能大約可分為以下三類1、miRNA（microRNA) 2、siRNA (short interfering RNA) 3、其他