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1、1第三節(jié)第三節(jié) rna的生物合成的生物合成23 啟動(dòng)子（啟動(dòng)子（promoter) 終止子終止子(terminator)模板鏈（模板鏈（templatte strand） 反意義鏈反意義鏈(antisense strand)有意義鏈有意義鏈(sense strand)編碼鏈編碼鏈非信息區(qū)非信息區(qū)5 5 3 3 45大腸桿菌的大腸桿菌的rna聚合酶聚合酶6大腸桿菌大腸桿菌rna聚合酶的結(jié)構(gòu)示意圖聚合酶的結(jié)構(gòu)示意圖 核心酶核心酶( (2 2 ) )起始因子起始因子裝配核心酶及識(shí)別啟動(dòng)子裝配核心酶及識(shí)別啟動(dòng)子催化聚合反應(yīng)催化聚合反應(yīng) 和模板和模板dnadna結(jié)合結(jié)合全酶全酶( ( ) )78此外，線

2、粒體、葉綠體中也含有此外，線粒體、葉綠體中也含有rna聚合酶，其特性類似原核細(xì)胞中的聚合酶，其特性類似原核細(xì)胞中的rna聚合酶，它們都是經(jīng)過(guò)核基因編碼、在細(xì)胞質(zhì)中合成后再輸送過(guò)去的。聚合酶，它們都是經(jīng)過(guò)核基因編碼、在細(xì)胞質(zhì)中合成后再輸送過(guò)去的。9 10 11121314rna polymeraeserna聚合酶（聚合酶（rna polymerase); 啟動(dòng)子啟動(dòng)子(promoter); 轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)(startpoint); 終止子終止子(terminator); 上游上游(upstream); 下游下游（downstream); 近端近端(proximal); 遠(yuǎn)端遠(yuǎn)端(dista

3、l)基因表達(dá)盒結(jié)構(gòu)組成示意圖基因表達(dá)盒結(jié)構(gòu)組成示意圖 15 16 -6-9 bp- gc t attgacatataat-16-18 bp-+1-35 sequence-10 sequence17轉(zhuǎn)錄的起始過(guò)程示意圖轉(zhuǎn)錄的起始過(guò)程示意圖核心酶核心酶1217bp18（亞基）亞基）192021rna鏈的延伸鏈的延伸圖解圖解3 5 rna-dna雜交螺旋雜交螺旋聚合酶的移動(dòng)方向聚合酶的移動(dòng)方向新生新生rna復(fù)鏈復(fù)鏈解鏈解鏈有義鏈有義鏈模板鏈（反義鏈）模板鏈（反義鏈）延長(zhǎng)部位延長(zhǎng)部位22233）242526e.coli trp 操縱子終止位不依賴操縱子終止位不依賴因子的終止因子的終止27莖部富含莖部富

4、含gc2829無(wú)連續(xù)無(wú)連續(xù) u串串g/c含量較少含量較少30依賴依賴 因子的終止子終止轉(zhuǎn)錄的特點(diǎn)：因子的終止子終止轉(zhuǎn)錄的特點(diǎn)：u通讀（通讀（read through）：在依賴：在依賴 因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止 過(guò)程中，過(guò)程中， rnapol 轉(zhuǎn)錄了轉(zhuǎn)錄了 ir 序列之后，雖發(fā)生一定時(shí)序列之后，雖發(fā)生一定時(shí)間的延宕，但如果沒(méi)有間的延宕，但如果沒(méi)有 因子存在，則因子存在，則rnapol 會(huì)繼續(xù)會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄。u因子因子 a、 活性形式為六聚體活性形式為六聚體 促進(jìn)轉(zhuǎn)錄終止的活性，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄終止的活性，ntpase 活性?；钚浴?1 3233結(jié)合上來(lái)追趕結(jié)合上來(lái)追趕rnapol追趕上來(lái)追趕上來(lái)（

5、暫停）（暫停） 與與rnapol相相互作用使雜交鏈互作用使雜交鏈解鏈解鏈終止子終止子34rnarna合成過(guò)程合成過(guò)程起始起始雙鏈雙鏈dna局部解開(kāi)局部解開(kāi)磷酸二酯磷酸二酯鍵形成鍵形成終止階段終止階段解鏈區(qū)到達(dá)解鏈區(qū)到達(dá)基因終點(diǎn)基因終點(diǎn)延長(zhǎng)階段延長(zhǎng)階段5 3 rna 啟動(dòng)子啟動(dòng)子 終止子終止子(terminator)5 rna聚合酶聚合酶 5 3 5 3 5 5 3 離開(kāi)離開(kāi)353.原核生物前體原核生物前體mrna的加工的加工 36原核細(xì)胞原核細(xì)胞mrnamrna的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)5 3 順?lè)醋禹樂(lè)醋禹樂(lè)醋禹樂(lè)醋禹樂(lè)醋禹樂(lè)醋硬迦腠樞虿迦腠樞虿迦腠樞虿迦腠樞蛳葘?dǎo)區(qū)先導(dǎo)區(qū)末端順序末端順序aggag

6、gusd區(qū)區(qū)順?lè)醋禹樂(lè)醋?cistron): 指編碼一種蛋白質(zhì)的指編碼一種蛋白質(zhì)的dna單位。單位。375 3 dna原核生物轉(zhuǎn)錄過(guò)程中的羽毛狀現(xiàn)象原核生物轉(zhuǎn)錄過(guò)程中的羽毛狀現(xiàn)象核糖體核糖體rnarna聚合酶聚合酶38甲基化作用甲基化作用專一核酸外切酶專一核酸外切酶30s前體前體17strna25s專一核酸外切酶專一核酸外切酶16s rrnatrna23s rrna5s rrna專一核酸外切酶專一核酸外切酶39(1) 雙鏈雙鏈dna分子以單鏈為模板；分子以單鏈為模板；(2) 不需引物；不需引物；(3) 底物是底物是5-核苷三磷酸（核苷三磷酸（ntp）；）；(4) 前一個(gè)堿基的前一個(gè)堿基的 3-

7、oh和后一個(gè)堿基的和后一個(gè)堿基的 5-p反應(yīng)，形成反應(yīng)，形成磷酸二酯鍵，磷酸二酯鍵，rna鏈延伸；鏈延伸；(5) rna堿基順序由模板堿基順序由模板dna順序決定；順序決定； (6) rna合成方向是從合成方向是從53，新生，新生rna與模板與模板dna鏈呈鏈呈反向平行；反向平行；rna酶促合成的基本特征酶促合成的基本特征40三、真核生物轉(zhuǎn)錄機(jī)制三、真核生物轉(zhuǎn)錄機(jī)制41原核生物與真核生物原核生物與真核生物mrna的特征比較的特征比較結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征 轉(zhuǎn)錄翻譯發(fā)生的區(qū)域化部位轉(zhuǎn)錄翻譯發(fā)生的區(qū)域化部位 生命周期生命周期42原核生物原核生物mrna： (1) 許多以多順?lè)醋有问酱嬖?；許多以多順?lè)醋有?/p>

8、式存在； (2) 5端無(wú)帽子結(jié)構(gòu)；端無(wú)帽子結(jié)構(gòu)； (3) 3端沒(méi)有或只有較短的端沒(méi)有或只有較短的poly(a)。u結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征43轉(zhuǎn)錄始于核苷三磷酸（轉(zhuǎn)錄始于核苷三磷酸（經(jīng)常是經(jīng)常是a或或g）。）。 初始序列：初始序列： 5pppa/gpnpnpnp加工后：加工后： gpppa/gpnpnpnpnp 5 5 5-5gppp+pppgpnpnp gpppgpnpnp+pp+p (2) 真核生物真核生物mrna的的5端存在端存在“帽子帽子”結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)真核生物真核生物mrna結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征 ：(1) 許多是以許多是以單順?lè)醋訂雾樂(lè)醋有问酱嬖谛问酱嬖邙B(niǎo)苷酰轉(zhuǎn)移酶鳥(niǎo)苷酰轉(zhuǎn)移酶44帽子結(jié)構(gòu)帽子結(jié)構(gòu)45

9、 高等真核生物（不包括酵母）的高等真核生物（不包括酵母）的mrna的共同特的共同特征：征：poly(a)添加位點(diǎn)上游添加位點(diǎn)上游11-30個(gè)核苷酸區(qū)域內(nèi)存?zhèn)€核苷酸區(qū)域內(nèi)存在高度保守的在高度保守的aaaaaa序列。序列。(3) 絕大部分真核生物絕大部分真核生物 mrna 3端含端含poly(a) 尾巴尾巴46真核細(xì)胞真核細(xì)胞mrnamrna的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)5 “帽子帽子”polya 3 順?lè)醋禹樂(lè)醋觤7g5 ppp5 np-帽子結(jié)構(gòu)功能帽子結(jié)構(gòu)功能使使mrnamrna免遭核酸酶的破壞免遭核酸酶的破壞使使mrnamrna能與核糖體小亞基結(jié)合并開(kāi)始能與核糖體小亞基結(jié)合并開(kāi)始合成蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)

10、被蛋白質(zhì)合成的起始因子所識(shí)別，從被蛋白質(zhì)合成的起始因子所識(shí)別，從而促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成。而促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成。是是mrnamrna由細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞由細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)所必需的形式質(zhì)所必需的形式它大大提高了它大大提高了mrnamrna在細(xì)胞在細(xì)胞質(zhì)中的穩(wěn)定性質(zhì)中的穩(wěn)定性 與翻譯起始有關(guān)與翻譯起始有關(guān)aaaaaaa-oh47(4) 真核生物真核生物mrna中常中常含有含有內(nèi)含子內(nèi)含子eukaryotic mrna is modified, processed, and transported48 原核生物原核生物mrna與真核生物與真核生物mrna結(jié)構(gòu)比較結(jié)構(gòu)比較 核糖體可以不從核糖體可以不從mrnamr

11、na上解離連續(xù)合成三個(gè)蛋白質(zhì)上解離連續(xù)合成三個(gè)蛋白質(zhì)eukaryotic mrnaprokaryotic mrna49u轉(zhuǎn)錄翻譯發(fā)生的區(qū)域化部位轉(zhuǎn)錄翻譯發(fā)生的區(qū)域化部位 細(xì)菌細(xì)菌mrna：轉(zhuǎn)錄和翻譯發(fā)生在單一細(xì)胞區(qū)域轉(zhuǎn)錄和翻譯發(fā)生在單一細(xì)胞區(qū)域化部位；其轉(zhuǎn)錄、翻譯、降解間隔時(shí)間很短或同化部位；其轉(zhuǎn)錄、翻譯、降解間隔時(shí)間很短或同時(shí)進(jìn)行。時(shí)進(jìn)行。 真核生物真核生物mrna：合成與成熟完全在細(xì)胞核內(nèi)合成與成熟完全在細(xì)胞核內(nèi)發(fā)生，而翻譯在細(xì)胞質(zhì)中完成；其轉(zhuǎn)錄、翻譯、發(fā)生，而翻譯在細(xì)胞質(zhì)中完成；其轉(zhuǎn)錄、翻譯、降解三者間間隔時(shí)間較長(zhǎng)。降解三者間間隔時(shí)間較長(zhǎng)。 5051eukaryotic mrna is

12、modified and exported52u生命周期生命周期 原核生物原核生物mrna壽命較短，通常只能壽命較短，通常只能翻譯幾分鐘；翻譯幾分鐘； 真核生物真核生物mrna壽命較長(zhǎng)，可持續(xù)翻壽命較長(zhǎng)，可持續(xù)翻譯幾小時(shí)。譯幾小時(shí)。53真核生物和原核生物轉(zhuǎn)錄機(jī)制的差別真核生物和原核生物轉(zhuǎn)錄機(jī)制的差別dna核核核糖體核糖體新生蛋白質(zhì)新生蛋白質(zhì)真核生物真核生物原核生物原核生物mrna前體前體轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)加工加工mrnamrnalrna聚合酶不相同聚合酶不相同l啟動(dòng)子不同啟動(dòng)子不同l轉(zhuǎn)錄后轉(zhuǎn)錄后rna加工修飾不同加工修飾不同l真核生物中轉(zhuǎn)錄與翻譯在不同的區(qū)域真核生物中轉(zhuǎn)錄與翻譯在不同的區(qū)域541.順式作

13、用元件順式作用元件（cis-acting element） 指不編碼任何產(chǎn)物的指不編碼任何產(chǎn)物的dna片段，可影響同一條片段，可影響同一條dna鏈上的基因表達(dá)。鏈上的基因表達(dá)。1) rna聚合酶聚合酶的啟動(dòng)子（的啟動(dòng)子（promoter） -25bp含含tata序列序列(tata 框框, hogness 框框)作用：作用：選擇轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)、控制轉(zhuǎn)錄精確性。選擇轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)、控制轉(zhuǎn)錄精確性。 -75bp含含ggccaatct序列序列(caat 框框)作用：控制轉(zhuǎn)錄起始頻率。作用：控制轉(zhuǎn)錄起始頻率。 在在-80-110bp區(qū)含有區(qū)含有g(shù)ccacaccc或或gggcggg序序列列（gc 框）框）作用：調(diào)控起

14、始和轉(zhuǎn)錄效率。作用：調(diào)控起始和轉(zhuǎn)錄效率。552）增強(qiáng)子）增強(qiáng)子(enhancer)： 能顯著提高真核生物基因轉(zhuǎn)錄效率的一類能顯著提高真核生物基因轉(zhuǎn)錄效率的一類順式調(diào)控元件。順式調(diào)控元件。 其核心序列常為其核心序列常為8-12bp；是一種遠(yuǎn)端控制；是一種遠(yuǎn)端控制元件，又稱上游激活序列（元件，又稱上游激活序列（upstream activator sequence,uas）56啟動(dòng)子與增強(qiáng)子的作用特點(diǎn)啟動(dòng)子與增強(qiáng)子的作用特點(diǎn)啟動(dòng)子的作用特點(diǎn)啟動(dòng)子的作用特點(diǎn): 一個(gè)基因可同時(shí)擁有一個(gè)及以上啟動(dòng)子一個(gè)基因可同時(shí)擁有一個(gè)及以上啟動(dòng)子 啟動(dòng)子位置不定，一般在轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游。啟動(dòng)子位置不定，一般在轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)

15、上游。 可與增強(qiáng)子共同控制轉(zhuǎn)錄起始和強(qiáng)度?？膳c增強(qiáng)子共同控制轉(zhuǎn)錄起始和強(qiáng)度。 發(fā)揮功能時(shí)除需發(fā)揮功能時(shí)除需rna聚合酶外，還需轉(zhuǎn)錄調(diào)控聚合酶外，還需轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子與啟動(dòng)子區(qū)各種調(diào)控元件相互作用因子與啟動(dòng)子區(qū)各種調(diào)控元件相互作用57 增強(qiáng)效應(yīng)十分顯著；增強(qiáng)效應(yīng)十分顯著； 增強(qiáng)子是增強(qiáng)子是通過(guò)啟動(dòng)子通過(guò)啟動(dòng)子來(lái)增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄的。來(lái)增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄的。 增強(qiáng)子的效應(yīng)很明顯，一般能使基因轉(zhuǎn)錄頻率增增強(qiáng)子的效應(yīng)很明顯，一般能使基因轉(zhuǎn)錄頻率增加加10200倍，有的甚至可以高達(dá)上千倍。倍，有的甚至可以高達(dá)上千倍。 例如，人珠蛋白基因的表達(dá)水平在巨細(xì)胞病毒例如，人珠蛋白基因的表達(dá)水平在巨細(xì)胞病毒(cytomegaloviru

16、s，cmv)增強(qiáng)子作用下可提高增強(qiáng)子作用下可提高6001 000倍。倍。大多為重復(fù)序列；大多為重復(fù)序列； 增強(qiáng)子的作用特點(diǎn)增強(qiáng)子的作用特點(diǎn) :58增強(qiáng)效應(yīng)與其位置和取向無(wú)關(guān)；增強(qiáng)效應(yīng)與其位置和取向無(wú)關(guān)； 有效的增強(qiáng)子可以位于基因的有效的增強(qiáng)子可以位于基因的5端，也可位于基因端，也可位于基因的的3端，有的還可位于基因的內(nèi)含子中。端，有的還可位于基因的內(nèi)含子中。 增強(qiáng)子的作用同增強(qiáng)子的取向增強(qiáng)子的作用同增強(qiáng)子的取向(5一一3或或3一一5)無(wú)無(wú)關(guān)，甚至遠(yuǎn)離靶基因達(dá)幾關(guān)，甚至遠(yuǎn)離靶基因達(dá)幾kb也仍有增強(qiáng)作用。也仍有增強(qiáng)作用。 一般具有組織或細(xì)胞特異性；一般具有組織或細(xì)胞特異性； 無(wú)基因?qū)Ｒ恍?；無(wú)基因?qū)?/p>

17、一性；增強(qiáng)子對(duì)同源基因或異源基因同樣有效；增強(qiáng)子對(duì)同源基因或異源基因同樣有效； 許多增強(qiáng)子還受外部信號(hào)的調(diào)控。許多增強(qiáng)子還受外部信號(hào)的調(diào)控。59transcription is controlled by a promoter and enhancer啟動(dòng)子與增強(qiáng)子的結(jié)構(gòu)比較啟動(dòng)子與增強(qiáng)子的結(jié)構(gòu)比較 603）沉默子（）沉默子（silencer） 可降低基因啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄活性的一段可降低基因啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄活性的一段dna順式元件。順式元件。與增強(qiáng)子作用相反。與增強(qiáng)子作用相反。 沉默子的沉默子的dna序列被調(diào)控蛋白結(jié)合后阻斷了轉(zhuǎn)錄序列被調(diào)控蛋白結(jié)合后阻斷了轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成或活化，使基因表達(dá)活性關(guān)閉。起

18、始復(fù)合物的形成或活化，使基因表達(dá)活性關(guān)閉。 61指由調(diào)節(jié)基因編碼的蛋白質(zhì)，可以控制其他基因指由調(diào)節(jié)基因編碼的蛋白質(zhì)，可以控制其他基因的表達(dá)。的表達(dá)。反式作用因子中，直接或間接結(jié)合反式作用因子中，直接或間接結(jié)合rna聚合酶的聚合酶的，則稱為，則稱為轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子(transcription factor,tf)。2.反式作用因子反式作用因子 真核生物有真核生物有3類類rna聚合酶和聚合酶和3類啟動(dòng)子，分別各類啟動(dòng)子，分別各有一套轉(zhuǎn)錄因子。有一套轉(zhuǎn)錄因子。 rna聚合酶聚合酶的轉(zhuǎn)錄因子通常在的轉(zhuǎn)錄因子通常在20個(gè)以上，通式個(gè)以上，通式為為tf x，“x”表示因子類別。表示因子類別。真核生物真核生

19、物rna-pol不與不與dna分子直接結(jié)合，而分子直接結(jié)合，而需依靠眾多的轉(zhuǎn)錄因子。需依靠眾多的轉(zhuǎn)錄因子。 62參與參與rna-pol轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄的tf 蛋蛋白白激激酶酶活活性性，使使ctd磷磷酸酸化化tfhatpase57（ ） 34（ ）tfe解解螺螺旋旋酶酶30，74tff促促進(jìn)進(jìn)rna-pol結(jié)結(jié)合合及及作作為為其其他他因因子子結(jié)結(jié)合合的的橋橋梁梁33tfb穩(wěn)穩(wěn)定定tfd-dna復(fù)復(fù)合合物物12，19，35tfa輔輔助助tbp-dna結(jié)結(jié)合合taf*結(jié)結(jié)合合tata盒盒tbp* 38tfd功功能能亞亞基基組組成成，分分子子量量(kd)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄因因子子蛋蛋白白激激酶酶活活性性，使使ctd磷

20、磷酸酸化化tfhatpase57（ ） 34（ ）tfe解解螺螺旋旋酶酶30，74tff促促進(jìn)進(jìn)rna-pol結(jié)結(jié)合合及及作作為為其其他他因因子子結(jié)結(jié)合合的的橋橋梁梁33tfb穩(wěn)穩(wěn)定定tfd-dna復(fù)復(fù)合合物物12，19，35tfa輔輔助助tbp-dna結(jié)結(jié)合合taf*結(jié)結(jié)合合tata盒盒tbp* 38tfd功功能能亞亞基基組組成成，分分子子量量(kd)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄因因子子63表 rna聚合酶的基本轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子分子量分子量(kd)功能功能tbp30與與tata盒結(jié)合盒結(jié)合tf-b33介導(dǎo)介導(dǎo)rna聚合酶聚合酶的結(jié)合的結(jié)合tf-f30,74解旋酶解旋酶tf-e34,37atp酶酶tf-h

21、62,89解旋酶解旋酶tf-a12,19,35穩(wěn)定穩(wěn)定tf-d的結(jié)合的結(jié)合tf-i120促進(jìn)促進(jìn)tf-d的結(jié)合的結(jié)合641）起始復(fù)合物）起始復(fù)合物(pre-initiation complex, pic) 的裝配及轉(zhuǎn)錄起始：的裝配及轉(zhuǎn)錄起始： 基本上與原核生物相似，也是先形基本上與原核生物相似，也是先形成封閉復(fù)合物，再轉(zhuǎn)變?yōu)殚_(kāi)放復(fù)合物，成封閉復(fù)合物，再轉(zhuǎn)變?yōu)殚_(kāi)放復(fù)合物，不同之處在于完成起始階段后，模板還不同之處在于完成起始階段后，模板還必須進(jìn)一步解螺旋。必須進(jìn)一步解螺旋。(參見(jiàn)教材參見(jiàn)教材p40)3.轉(zhuǎn)錄過(guò)程轉(zhuǎn)錄過(guò)程65 以前認(rèn)為與以前認(rèn)為與tata盒結(jié)合的蛋白因子是盒結(jié)合的蛋白因子是tf-d

22、，后來(lái)發(fā)現(xiàn)，后來(lái)發(fā)現(xiàn)tf-d實(shí)際包括兩類成分：實(shí)際包括兩類成分：tbp（tatabox binding protein）：是唯一能）：是唯一能識(shí)別識(shí)別tata盒并與其結(jié)合盒并與其結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子，是三種的轉(zhuǎn)錄因子，是三種rna聚合酶轉(zhuǎn)錄時(shí)都需要的；聚合酶轉(zhuǎn)錄時(shí)都需要的；taf（tbp相關(guān)因子，相關(guān)因子，tbp-associated factors）：至少包括）：至少包括8種能與種能與tbp緊密結(jié)合的因緊密結(jié)合的因子。子。66pol-tffab由由rna-pol 催化轉(zhuǎn)錄的催化轉(zhuǎn)錄的pic pol-tffhetbptaftfd-a-b-dna復(fù)合物復(fù)合物tataabtbptaftatahectd-

23、ppic組裝完成，組裝完成，tfh使使ctd磷酸化磷酸化67682）延伸）延伸真核生物轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程與原核生物大致相似，真核生物轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程與原核生物大致相似，但因有核膜相隔，但因有核膜相隔，沒(méi)有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象沒(méi)有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象。 rna-pol前移處處都遇上核小體。前移處處都遇上核小體。 轉(zhuǎn)錄延轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程中可以觀察到長(zhǎng)過(guò)程中可以觀察到核小體移位和解聚核小體移位和解聚現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 在在rna聚合酶聚合酶離開(kāi)啟動(dòng)子前，離開(kāi)啟動(dòng)子前，大部分大部分tf 因子要被釋放（除了因子要被釋放（除了tf f、 tf e 、tf h ），），以便于聚合酶以便于聚合酶的滑動(dòng)轉(zhuǎn)錄。這是由聚合酶的滑動(dòng)轉(zhuǎn)錄

24、。這是由聚合酶尾部尾部的磷酸化促成的。的磷酸化促成的。695 -aauaaa-5 -aauaaa-核酸酶核酸酶-gugugugrna-polaataaa gtgtgtg轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)5 5 3 3 3 3 加尾加尾aaaaaaa 3 mrna3）終止）終止機(jī)制目前尚不很清楚，但和轉(zhuǎn)錄后加工密切相關(guān)。機(jī)制目前尚不很清楚，但和轉(zhuǎn)錄后加工密切相關(guān)。70四、真核生物前體四、真核生物前體rna的加工的加工 高等真核生物的核高等真核生物的核dna，由于基因的長(zhǎng)度和性質(zhì)，由于基因的長(zhǎng)度和性質(zhì)差異，原初轉(zhuǎn)錄物很不均一，被統(tǒng)稱為差異，原初轉(zhuǎn)錄物很不均一，被統(tǒng)稱為不均一核不均一核rna（hete

25、rogeneous nuclear rna,hnrna)，需要進(jìn)一步，需要進(jìn)一步進(jìn)行加工修飾轉(zhuǎn)化為進(jìn)行加工修飾轉(zhuǎn)化為mrna。 71上游：上游：upstream下游：下游：downstream 初級(jí)轉(zhuǎn)錄本：初級(jí)轉(zhuǎn)錄本：primary transcript72真核生真核生物物mrna的加工：的加工：部位：部位：核內(nèi)核內(nèi) a. 55端連接端連接“帽子帽子”結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)（m m7 7g g5 5 pppppp5 5 np-np-）；）； b. 3端添加端添加polya “尾巴尾巴”； c.分子內(nèi)部少數(shù)腺苷酸的腺嘌呤分子內(nèi)部少數(shù)腺苷酸的腺嘌呤6位氨基發(fā)生甲位氨基發(fā)生甲基化修飾?；揎?。d. hnrna

26、被剪接被剪接，把內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄序列剪掉，把，把內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄序列剪掉，把外顯子轉(zhuǎn)錄序列拼接上外顯子轉(zhuǎn)錄序列拼接上(真核生物一般為不連續(xù)真核生物一般為不連續(xù)基因基因)。7374u帽子的種類帽子的種類 帽子帽子0（cap-0） m7g5ppp5n1pn2p-（共有）（共有） m7g n7甲基鳥(niǎo)苷甲基鳥(niǎo)苷 帽子帽子1 （cap-1） m7g5ppp5 m2n1pn2p- 第一個(gè)核苷酸的第一個(gè)核苷酸的 2-o 位上產(chǎn)生甲基位上產(chǎn)生甲基 化化 （如果（如果n1是是a，則其，則其n6 位甲基化）位甲基化） 帽子帽子2（cap-2） m7g5ppp5 m2n1pm2n2p- 第二個(gè)核苷酸的第二個(gè)核苷酸的 2-o 位

27、上產(chǎn)生甲基位上產(chǎn)生甲基 化化（a、g、c、u）1. 5端加帽端加帽75帽子結(jié)構(gòu)帽子結(jié)構(gòu)7677其中其中: 單細(xì)胞真核生物只有單細(xì)胞真核生物只有 cap0 cap1 是其余真核生物的是其余真核生物的主要帽子形式主要帽子形式 cap2 存在于某些真核生物中存在于某些真核生物中u帽子結(jié)構(gòu)的生成帽子結(jié)構(gòu)的生成 甲基甲基供體供體都為都為s腺苷甲硫氨酸（腺苷甲硫氨酸（sam） rna鳥(niǎo)苷酰轉(zhuǎn)移酶鳥(niǎo)苷酰轉(zhuǎn)移酶-戴帽酶戴帽酶（capping enzyme）785 pppnp5 gpppnp(gtp) pppg ppi鳥(niǎo)苷酰鳥(niǎo)苷酰轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶m7g 5 ppp 5 np 甲基轉(zhuǎn)移酶甲基轉(zhuǎn)移酶帽帽子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的

28、生生成成5 ppnp三磷酸酶三磷酸酶 pis-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸（sam）帽子帽子0793端端-約長(zhǎng)約長(zhǎng)80250bp (大多數(shù)大多數(shù)euk.的的mrna) （poly(a)+ poly(a)- ） poly(a) 的生成的生成 2. 3端的產(chǎn)生和多聚腺苷酸化端的產(chǎn)生和多聚腺苷酸化a、內(nèi)切酶內(nèi)切酶(rnase)切除前體切除前體hnrna一段序列一段序列 由由poly(a) 聚合酶聚合酶催化，通過(guò)催化，通過(guò)atp提供腺苷酸，添加提供腺苷酸，添加poly(a).80反應(yīng)如下：反應(yīng)如下： 多聚核糖核酸多聚核糖核酸 + natp mg+ 或或 mn+ 多聚核糖核酸多聚核糖核酸(a)n + npp

29、i 內(nèi)切酶的識(shí)別位點(diǎn)（有其它因子參與），具兩個(gè)特征：內(nèi)切酶的識(shí)別位點(diǎn)（有其它因子參與），具兩個(gè)特征： 切點(diǎn)上游切點(diǎn)上游 1320bp處有的處有的 5-aauaaa- 3 切點(diǎn)下游切點(diǎn)下游的的 gugugug （單細(xì)胞（單細(xì)胞euk.除外）除外）b、添加位點(diǎn)、添加位點(diǎn)poly(a) 聚合酶聚合酶815 -aauaaa-5 -aauaaa-核酸酶核酸酶-gugugugrna-polaataaa gtgtgtg轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)5 5 3 3 3 3 加尾加尾aaaaaaa 3 mrna82 分子內(nèi)部往往分子內(nèi)部往往少數(shù)腺苷酸少數(shù)腺苷酸的腺嘌呤的腺嘌呤第第6位氨位氨基基發(fā)生甲基化修飾（

30、發(fā)生甲基化修飾（m6a）。這是腺嘌呤與）。這是腺嘌呤與sam在在甲基轉(zhuǎn)移酶甲基轉(zhuǎn)移酶作用下的結(jié)果，其意義目前作用下的結(jié)果，其意義目前不是很清楚，可能與不是很清楚，可能與mrna前體加工時(shí)的識(shí)別前體加工時(shí)的識(shí)別及及mrna的保護(hù)有關(guān)，與翻譯無(wú)內(nèi)在聯(lián)系。的保護(hù)有關(guān)，與翻譯無(wú)內(nèi)在聯(lián)系。3. mrna內(nèi)部甲基化內(nèi)部甲基化834.rna剪接剪接rna剪接（剪接（rna splicing）：）：從從dna模板鏈轉(zhuǎn)錄模板鏈轉(zhuǎn)錄出的最初轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中除去內(nèi)含子，并將外顯子連出的最初轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中除去內(nèi)含子，并將外顯子連接起來(lái)形成一個(gè)連續(xù)的接起來(lái)形成一個(gè)連續(xù)的rna分子的過(guò)程。分子的過(guò)程。剪剪接點(diǎn)：接點(diǎn)：內(nèi)含子與外顯子

31、的交界點(diǎn)。內(nèi)含子與外顯子的交界點(diǎn)。5-剪接點(diǎn)：剪接點(diǎn)：位于內(nèi)含子位于內(nèi)含子5端的剪接點(diǎn)。端的剪接點(diǎn)。3-剪接點(diǎn)：剪接點(diǎn)：位于內(nèi)含子位于內(nèi)含子3端的剪接點(diǎn)。端的剪接點(diǎn)。84內(nèi)含子的分類內(nèi)含子的分類 ：根據(jù)基因的類型和剪接的方式，通常把內(nèi)含根據(jù)基因的類型和剪接的方式，通常把內(nèi)含子分為子分為4 4類類 ：i i：存在于線粒體、葉綠體基因、某些低等真核生存在于線粒體、葉綠體基因、某些低等真核生物的物的rrna基因中；基因中；ii ii：存在于真菌、藻類及植物的線粒體、葉綠體存在于真菌、藻類及植物的線粒體、葉綠體基因、原核基因中；基因、原核基因中； iiiiii：是常見(jiàn)的形成套索結(jié)構(gòu)后剪接，大多數(shù)是常見(jiàn)

32、的形成套索結(jié)構(gòu)后剪接，大多數(shù)mrna基因有此類內(nèi)含子；基因有此類內(nèi)含子； iviv：是是trna基因及其初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中的內(nèi)含子，基因及其初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中的內(nèi)含子，剪接過(guò)程需酶及剪接過(guò)程需酶及atp。85剪接方式：剪接方式： 方式二：由方式二：由剪接體剪接體完成（核完成（核mrna內(nèi)含子）內(nèi)含子） 可供識(shí)別的特異序列可供識(shí)別的特異序列 剪接體由多種蛋白質(zhì)和核蛋白組成剪接體由多種蛋白質(zhì)和核蛋白組成 。 前兩種剪接都屬于前兩種剪接都屬于轉(zhuǎn)酯反應(yīng)。轉(zhuǎn)酯反應(yīng)。 方式一：方式一：自我剪接自我剪接（ 、型兩類內(nèi)含子）型兩類內(nèi)含子） 形成特定的二級(jí)結(jié)構(gòu)形成特定的二級(jí)結(jié)構(gòu) rna具有催化剪接的能力具有催化剪接的能

33、力 方式三：需要方式三：需要蛋白質(zhì)酶蛋白質(zhì)酶參與的剪接（酵母參與的剪接（酵母trna）861 1）型自我剪接：型自我剪接： 依靠依靠核酶核酶自我催化實(shí)現(xiàn)剪接，不需蛋白酶及自我催化實(shí)現(xiàn)剪接，不需蛋白酶及能量供給，只需能量供給，只需一價(jià)和二價(jià)陽(yáng)離子一價(jià)和二價(jià)陽(yáng)離子（核酶是金屬（核酶是金屬依賴性酶）及依賴性酶）及鳥(niǎo)苷酸（或鳥(niǎo)苷），鳥(niǎo)苷酸（或鳥(niǎo)苷），反應(yīng)是連續(xù)的反應(yīng)是連續(xù)的磷酸酯轉(zhuǎn)移反應(yīng)。磷酸酯轉(zhuǎn)移反應(yīng)。 機(jī)制：機(jī)制：鳥(niǎo)苷酸（或鳥(niǎo)苷）鳥(niǎo)苷酸（或鳥(niǎo)苷）在剪接中起輔助因子的作用，在剪接中起輔助因子的作用，提供游離的提供游離的3-oh與與5-剪接點(diǎn)的剪接點(diǎn)的5-磷酸基磷酸基團(tuán)發(fā)生轉(zhuǎn)酯團(tuán)發(fā)生轉(zhuǎn)酯反應(yīng)。緊接著由

34、反應(yīng)。緊接著由第一個(gè)外顯子產(chǎn)生的第一個(gè)外顯子產(chǎn)生的3-oh發(fā)動(dòng)第二發(fā)動(dòng)第二次類似的轉(zhuǎn)酯反應(yīng)，攻擊次類似的轉(zhuǎn)酯反應(yīng)，攻擊3-剪接點(diǎn)的剪接點(diǎn)的5-磷酸基團(tuán)磷酸基團(tuán)，完，完成兩外顯子片段的連接。成兩外顯子片段的連接。87pg-oh(ppg-oh, pppg-oh)u-ohgpupgpa第一次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)第一次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)第二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)第二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)upagpu外顯子外顯子1內(nèi)含子內(nèi)含子外顯子外顯子2g-ohupupgpa88 型內(nèi)型內(nèi)含子的剪接機(jī)制含子的剪接機(jī)制 89） 型自我型自我剪接：剪接：類內(nèi)含子的剪接類內(nèi)含子的剪接無(wú)需鳥(niǎo)苷無(wú)需鳥(niǎo)苷的輔助的輔助，但，但需鎂離子需鎂離子的的存在。存在。機(jī)制：機(jī)制：首先是

35、內(nèi)含子首先是內(nèi)含子33端的腺苷酸的端的腺苷酸的2-oh攻擊攻擊5-剪接點(diǎn)的剪接點(diǎn)的5-磷酸磷酸基，基，切下外顯子切下外顯子1，從而產(chǎn)生了，從而產(chǎn)生了套索套索（lariat）結(jié)構(gòu)；）結(jié)構(gòu)；第二步是切下的外顯子第二步是切下的外顯子1，其，其3-oh再次攻擊再次攻擊3剪接點(diǎn)的剪接點(diǎn)的5-5-磷酸基，切下的外顯子磷酸基，切下的外顯子2的的5磷酸和外顯子磷酸和外顯子1的的3-oh形成磷酸形成磷酸二酯鍵，連接在一起，同時(shí)釋放出套索狀的內(nèi)含子二酯鍵，連接在一起，同時(shí)釋放出套索狀的內(nèi)含子。90 ii型內(nèi)含子的剪接機(jī)制型內(nèi)含子的剪接機(jī)制 套索結(jié)構(gòu)套索結(jié)構(gòu)91核核mrna結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) : 邊界順序邊界順序:完

36、全符合完全符合gu-ag規(guī)則規(guī)則,即：這些內(nèi)含子即：這些內(nèi)含子5端均為端均為gu，3端均為端均為ag。分支點(diǎn)順序：位于內(nèi)含子分支點(diǎn)順序：位于內(nèi)含子3端上游端上游15-40nt處，保處，保守序列為守序列為uacuaac,其中其中a為百分之百的保守，且為百分之百的保守，且具有具有2-oh。3） 核核mrna的剪接的剪接92 富含尿嘧啶的富含尿嘧啶的snrna稱為稱為u系列系列snrna，其中，其中u1、u2、u4、u5和和u6 snrnp被認(rèn)為是參與核被認(rèn)為是參與核mrna剪接，剪接，u3 snrnp被認(rèn)為是參與被認(rèn)為是參與rrna加工。加工。核內(nèi)的蛋白質(zhì)核內(nèi)的蛋白質(zhì)小分子核糖核蛋白體小分子核糖核蛋白體（snrnp）snrna(核內(nèi)小分子核內(nèi)小分子rna)剪接體：剪接體：是結(jié)合在被剪接是結(jié)合在被剪接rna上的、由五種上的、由五種u系列系列snrna及一些剪接因子組成的復(fù)合物。及一些剪接因子組成的復(fù)合物。93機(jī)制：機(jī)制：和和類內(nèi)含子十分相似，但根本的不同點(diǎn)是類內(nèi)含子十分相似，但根本的不同點(diǎn)是核核mrna前體的剪接本身不能形成二級(jí)結(jié)構(gòu)，必需依前體的剪接本身不能形成二級(jí)結(jié)構(gòu)，必需依賴于賴于剪接體剪接體進(jìn)行剪接。進(jìn)行剪接。 和和snrna的結(jié)合是相當(dāng)復(fù)雜的，但剪接反應(yīng)的的結(jié)合是相當(dāng)復(fù)雜的，但剪接反應(yīng)的第一步第一步5位點(diǎn)的剪接是由位點(diǎn)的剪接是由u6催化的，催化的，3位點(diǎn)是由位點(diǎn)是由5外顯