的生物合成ppt課件

1、目目 錄錄第第 十十 一一 章章RNA的生物合成的生物合成轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄P266RNA Biosynthesis, Transcription目目 錄錄轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 (transcription) 以以DNA為模板，以為模板，以NTP為原料，在為原料，在RNA聚合酶的作用下合成聚合酶的作用下合成RNA的過程。的過程。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄RNADNA 目目 錄錄參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)原料原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) 模板模板: DNA酶酶: RNA聚合酶聚合酶(RNA polymerase, RNA-pol)其他蛋白質(zhì)因子其他蛋白質(zhì)因子目目 錄錄P266目目 錄錄復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別復(fù)制

2、和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別 A-U，T-A，G-CA-T，G-C配對配對mRNA，tRNA，rRNA子代雙鏈子代雙鏈DNA半保管復(fù)制半保管復(fù)制產(chǎn)物產(chǎn)物RNA聚合酶聚合酶RNA-polDNA聚合酶聚合酶酶酶NTPdNTP原料原料模板鏈轉(zhuǎn)錄不對稱轉(zhuǎn)錄模板鏈轉(zhuǎn)錄不對稱轉(zhuǎn)錄兩股鏈均復(fù)制兩股鏈均復(fù)制模板模板轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄復(fù)制復(fù)制A-U，T-A，G-CA-T，G-C配對配對mRNA，tRNA，rRNA子代雙鏈子代雙鏈DNA半保管復(fù)制半保管復(fù)制產(chǎn)物產(chǎn)物RNA聚合酶聚合酶RNA-polDNA聚合酶聚合酶酶酶NTPdNTP原料原料模板鏈轉(zhuǎn)錄不對稱轉(zhuǎn)錄模板鏈轉(zhuǎn)錄不對稱轉(zhuǎn)錄兩股鏈均復(fù)制兩股鏈均復(fù)制模板模板轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄復(fù)制復(fù)制引物引物需求需

3、求RNA不需求不需求P266目目 錄錄模板和酶模板和酶Templates and Templates and EnzymesEnzymes第一節(jié)第一節(jié)目目 錄錄一、轉(zhuǎn)錄模板一、轉(zhuǎn)錄模板 DNA分子上轉(zhuǎn)錄出分子上轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段，稱為構(gòu)造基因的區(qū)段，稱為構(gòu)造基因(structural gene)。 DNA雙鏈中按堿基配對規(guī)律能指引轉(zhuǎn)錄生成雙鏈中按堿基配對規(guī)律能指引轉(zhuǎn)錄生成RNA的一股單鏈，稱為模板鏈的一股單鏈，稱為模板鏈(template strand)，也稱，也稱作有意義鏈或作有意義鏈或Watson鏈。相對的另一股單鏈是編鏈。相對的另一股單鏈是編碼鏈碼鏈(coding strand)，也稱為

4、反義鏈或，也稱為反義鏈或Crick鏈。鏈。 目目 錄錄5GCAGTACATGTC 33 c g t c a t g t a c a g 55GCAGUACAUGUC 3NAla Val His Val C編碼鏈編碼鏈模板鏈模板鏈mRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯轉(zhuǎn)錄生成的轉(zhuǎn)錄生成的RNA鏈與編碼鏈的堿基序列類似，以鏈與編碼鏈的堿基序列類似，以U取代取代T目目 錄錄5 53 33 35 5模板鏈模板鏈編碼鏈編碼鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈模板鏈構(gòu)造基因構(gòu)造基因轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向目目 錄錄不對稱轉(zhuǎn)錄不對稱轉(zhuǎn)錄 (asymmetric transcription) 就某一確定活化基因的轉(zhuǎn)錄，

5、只能以就某一確定活化基因的轉(zhuǎn)錄，只能以DNA雙鏈的一條鏈作為模板，這種景象稱為不對雙鏈的一條鏈作為模板，這種景象稱為不對稱轉(zhuǎn)錄。稱轉(zhuǎn)錄。 兩重含義：兩重含義：在在DNA分子雙鏈上某一區(qū)段分子雙鏈上某一區(qū)段，一股鏈用作模板指引轉(zhuǎn)錄，一股鏈用作模板指引轉(zhuǎn)錄， 另一股鏈不轉(zhuǎn)錄另一股鏈不轉(zhuǎn)錄 ；模板鏈并非永遠在同一條單模板鏈并非永遠在同一條單鏈上。鏈上。目目 錄錄一原核生物的一原核生物的RNA聚合酶聚合酶 大腸桿菌大腸桿菌E.coliRNA 聚合酶：聚合酶：4種亞基種亞基、 組成的五聚體蛋白質(zhì)組成的五聚體蛋白質(zhì) 2 ，分子量，分子量480 kD。 36512 決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄 15

6、0618 催化功能催化功能 155613 結(jié)合結(jié)合DNA模板模板 70263 辨認起始點辨認起始點亞亞 基基分分 子子 量量功功 能能二、二、RNARNA聚合酶聚合酶 P 269P 269目目 錄錄 中心酶中心酶core enzyme ： 2 能催化能催化NTP按模板的指引合成按模板的指引合成RNA，在轉(zhuǎn)錄，在轉(zhuǎn)錄延伸全過程中均起作用延伸全過程中均起作用 全酶全酶holoenzyme： 2 ， 亞基的功能是識別轉(zhuǎn)錄起始點，轉(zhuǎn)錄起亞基的功能是識別轉(zhuǎn)錄起始點，轉(zhuǎn)錄起始階段需求全酶始階段需求全酶 亞基亞基 + 中心酶中心酶目目 錄錄二真核生物的二真核生物的RNARNA聚合酶聚合酶 種類種類對鵝膏蕈堿

7、對鵝膏蕈堿的反應(yīng)的反應(yīng)45S-rRNAhnRNA5S-rRNAtRNAsnRNA耐受耐受極敏感極敏感中度敏感中度敏感轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物目目 錄錄三、模板上酶的識別、結(jié)合三、模板上酶的識別、結(jié)合原核生物一個轉(zhuǎn)錄區(qū)段可視為一個轉(zhuǎn)錄單位，稱原核生物一個轉(zhuǎn)錄區(qū)段可視為一個轉(zhuǎn)錄單位，稱為支配子為支配子(operon)，包括假設(shè)干個構(gòu)造基因及其上游，包括假設(shè)干個構(gòu)造基因及其上游(upstream)的調(diào)控序列。的調(diào)控序列。 5335構(gòu)造基因構(gòu)造基因調(diào)控序列調(diào)控序列RNA-pol啟動子啟動子(promoter) ：指：指RNA聚合酶識別、結(jié)聚合酶識別、結(jié)合并開場轉(zhuǎn)錄的一段合并開場轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列。原核生物啟

8、動子序序列。原核生物啟動子序列按功能的不同可分為三個部位，即起始部位、結(jié)列按功能的不同可分為三個部位，即起始部位、結(jié)合部位、識別部位。合部位、識別部位。目目 錄錄起始部位：起始部位： 指指DNA分子上開場轉(zhuǎn)錄的作用位點，分子上開場轉(zhuǎn)錄的作用位點，該位點有與轉(zhuǎn)錄生成新生該位點有與轉(zhuǎn)錄生成新生RNA鏈的第一個鏈的第一個核苷酸互補的堿基，該堿基的序號為核苷酸互補的堿基，該堿基的序號為+1。識別部位：識別部位： RNA 聚合酶聚合酶 亞基的識別部位。亞基的識別部位。 中心中心部位在部位在 35bp處處,該序列的堿基富含該序列的堿基富含TTGACA。Recognition site目目 錄錄結(jié)合部位：結(jié)

9、合部位： 是是DNA分子上與分子上與RNA聚合酶的中心酶結(jié)聚合酶的中心酶結(jié)合的部位，其長度為合的部位，其長度為7bp，中心部位在，中心部位在10bp處，堿基序列具有高度保守性，富含處，堿基序列具有高度保守性，富含TATAAT序列，故稱之為序列，故稱之為 TATA box (Pribnow box)。該序列中富含該序列中富含AT堿基，因此雙鏈堿基，因此雙鏈DNA易發(fā)生解易發(fā)生解鏈，有利于鏈，有利于RNA聚合酶的結(jié)合。聚合酶的結(jié)合。RNA聚合聚合酶維護法酶維護法目目 錄錄目目 錄錄轉(zhuǎn)錄過程轉(zhuǎn)錄過程The Process of The Process of TranscriptionTranscri

10、ption 第三節(jié)第三節(jié) P 271目目 錄錄目目 錄錄一轉(zhuǎn)錄起始一轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始需處理兩個問題：轉(zhuǎn)錄起始需處理兩個問題：RNA聚合酶必需準確地結(jié)合在轉(zhuǎn)錄模板的起聚合酶必需準確地結(jié)合在轉(zhuǎn)錄模板的起始區(qū)域。始區(qū)域。DNA雙鏈解開，使其中的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的雙鏈解開，使其中的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板。模板。一、原核生物的轉(zhuǎn)錄過程一、原核生物的轉(zhuǎn)錄過程2. DNA雙鏈解開雙鏈解開1. RNA聚合酶全酶聚合酶全酶(2)與模板與模板結(jié)合結(jié)合 3. 在在RNA聚合酶作用下發(fā)生第一次聚合反響，聚合酶作用下發(fā)生第一次聚合反響，構(gòu)成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物構(gòu)成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物 不需引物不需引物RNApol (2) - DNA

11、- pppGpN- OH 3轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物:5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + ppi轉(zhuǎn)錄起始過程轉(zhuǎn)錄起始過程目目 錄錄Finding and binding the promoterClosed complex formationRNAP bound -40 to +20Open complex formationRNAP unwinds from -10 to +2Binding of 1st NTPAddition of next NTPsDissociation of sigmaAfter RNA chain is 6-10 NTPs l

12、ong目目 錄錄二轉(zhuǎn)錄延伸二轉(zhuǎn)錄延伸1. 亞基零落，亞基零落，RNApol聚合酶中心酶變構(gòu)聚合酶中心酶變構(gòu)，與模板結(jié)合松弛，沿著，與模板結(jié)合松弛，沿著DNA模板的模板的3 5前移；前移； 2. 在中心酶作用下，在中心酶作用下，NTP不斷聚合，不斷聚合，RNA鏈鏈按照按照5 3方向不斷延伸。方向不斷延伸。(NMP) n + NTP (NMP) n+1 + PPi目目 錄錄Release of s subunitdecreases the affinity of core enzyme for promoter RNA transcript is peeled away from template

13、 Core enzyme can move along the template strand轉(zhuǎn)錄空泡轉(zhuǎn)錄空泡(transcription bubble)：也稱轉(zhuǎn)錄復(fù)合物，是由也稱轉(zhuǎn)錄復(fù)合物，是由RNA聚合酶的中心酶、聚合酶的中心酶、DNA模板和轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物模板和轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA三者結(jié)合在一同的復(fù)合體。三者結(jié)合在一同的復(fù)合體。 目目 錄錄目目 錄錄目目 錄錄oo 目目 錄錄5DNA原核生物轉(zhuǎn)原核生物轉(zhuǎn)錄過程中的錄過程中的羽毛狀景象羽毛狀景象核糖體核糖體RNARNA聚合酶聚合酶原核生物的原核生物的mRNA無需無需加工加工,轉(zhuǎn)錄與翻譯偶聯(lián)轉(zhuǎn)錄與翻譯偶聯(lián)3目目 錄錄三轉(zhuǎn)錄終止三轉(zhuǎn)錄終止 當中心酶沿模板當中

14、心酶沿模板DNA3 5 方向滑行至終止方向滑行至終止信號區(qū)域時終止子，轉(zhuǎn)錄便終止。信號區(qū)域時終止子，轉(zhuǎn)錄便終止。終止子：在模板終止子：在模板DNA分子上所轉(zhuǎn)錄的分子上所轉(zhuǎn)錄的RNA行將終了時，會出現(xiàn)帶有終止信號的序列，行將終了時，會出現(xiàn)帶有終止信號的序列，稱為終止子稱為終止子terminator。反向反復(fù)序列反向反復(fù)序列回文序列回文序列3355反向反復(fù)序列反向反復(fù)序列回文序列回文序列海上游客游上海海上游客游上海關(guān)下守將守下關(guān)關(guān)下守將守下關(guān)目目 錄錄根據(jù)能否需求蛋白質(zhì)因子的參與，原核生物根據(jù)能否需求蛋白質(zhì)因子的參與，原核生物轉(zhuǎn)錄終止分為轉(zhuǎn)錄終止分為 ：目目 錄錄Rho因子因子 因子因子 ： Rh

15、o因子是因子是rho基因的產(chǎn)物，基因的產(chǎn)物，廣泛存在于原核和真核細胞中，由廣泛存在于原核和真核細胞中，由6個亞基組成，分子個亞基組成，分子量量300KD。Rho因子結(jié)合在新生的因子結(jié)合在新生的RNA鏈上，由鏈上，由5端端向向3端的方向挪動。端的方向挪動。 Rho因子有因子有ATP酶的活性和解螺旋酶的活性酶的活性和解螺旋酶的活性因子因子 DNARNARNA聚合酶中心酶聚合酶中心酶P273原核生物的原核生物的轉(zhuǎn)錄終止轉(zhuǎn)錄終止1. 1. 依賴依賴RhoRho的轉(zhuǎn)錄終止的轉(zhuǎn)錄終止終止終止信號信號目目 錄錄2. 非依賴非依賴 Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止DNA模板上接近終止處，有些特殊的堿基模板上

16、接近終止處，有些特殊的堿基序列，轉(zhuǎn)錄出序列，轉(zhuǎn)錄出RNA后，后，RNA產(chǎn)物構(gòu)成特殊的構(gòu)產(chǎn)物構(gòu)成特殊的構(gòu)造來終止轉(zhuǎn)錄。造來終止轉(zhuǎn)錄。Stem-loop structure2. 非依賴非依賴Rho的轉(zhuǎn)錄終止的轉(zhuǎn)錄終止 RNA產(chǎn)物產(chǎn)物3端往往構(gòu)成莖端往往構(gòu)成莖環(huán)構(gòu)造，該構(gòu)環(huán)構(gòu)造，該構(gòu)造妨礙造妨礙RNA聚聚合酶前移。合酶前移。 寡聚寡聚U有利于有利于RNA不再依靠不再依靠DNA模板鏈而模板鏈而脫出。脫出。5335轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中有轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中有密集的密集的G-C配對，配對，構(gòu)成莖環(huán)構(gòu)造，構(gòu)成莖環(huán)構(gòu)造，其后有一串寡聚其后有一串寡聚U。rU:dA最不最不穩(wěn)定。穩(wěn)定。目目 錄錄莖環(huán)構(gòu)造使轉(zhuǎn)錄終止的機理莖環(huán)構(gòu)造使轉(zhuǎn)錄

17、終止的機理 使使RNA聚合酶變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓；聚合酶變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓； 使轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解離，使轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解離，RNA產(chǎn)物釋放。產(chǎn)物釋放。5 pppG5 3 35RNA-polCore enzyme雜化雙鏈構(gòu)成的時機減小雜化雙鏈構(gòu)成的時機減小寡聚的寡聚的U促使促使RNA從模板鏈零落從模板鏈零落目目 錄錄二、真核生物的轉(zhuǎn)錄起始二、真核生物的轉(zhuǎn)錄起始一轉(zhuǎn)錄起始一轉(zhuǎn)錄起始真核生物的轉(zhuǎn)錄起始上游區(qū)段比原核生物真核生物的轉(zhuǎn)錄起始上游區(qū)段比原核生物多樣化，轉(zhuǎn)錄起始時，多樣化，轉(zhuǎn)錄起始時，RNA-pol不直接結(jié)合模不直接結(jié)合模板，其起始過程比原核生物復(fù)雜。板，其起始過程比原核生物復(fù)雜。目目 錄錄真核生物編碼

18、基因兩側(cè)的真核生物編碼基因兩側(cè)的DNA序列，可影響本身基因的表達序列，可影響本身基因的表達活性，通常是非編碼序列，包括啟動子、加強子、沉默子活性，通常是非編碼序列，包括啟動子、加強子、沉默子轉(zhuǎn)錄起始點轉(zhuǎn)錄起始點順式作用元件順式作用元件(cis-acting element)1. 轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段 AATAAA切離加尾切離加尾 轉(zhuǎn)錄終止點轉(zhuǎn)錄終止點 修飾點修飾點 外顯子外顯子 翻譯起始點翻譯起始點內(nèi)含子內(nèi)含子 TATA盒盒CAAT盒盒GC盒盒 OCT-1 加強子加強子OCT-1：ATTTGCAT八聚體八聚體octomer目目 錄錄2. 轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子 能直接、間接識別和

19、結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段能直接、間接識別和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段DNA的蛋白質(zhì)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種，統(tǒng)稱為反的蛋白質(zhì)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種，統(tǒng)稱為反式作用因子式作用因子(trans-acting factors)。 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，那么稱為轉(zhuǎn)錄因子聚合酶的，那么稱為轉(zhuǎn)錄因子(transcriptional factors, TF)。 目目 錄錄參與參與RNA-pol轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄的TF 蛋白激酶活性，使蛋白激酶活性，使CTD磷磷酸化酸化TFHATPase57（ ） 34（ ）TFE解螺旋酶解螺旋酶30，74TFF促進促進RNA-pol結(jié)合及作結(jié)合及作為其他因子結(jié)

20、合的橋梁為其他因子結(jié)合的橋梁33TFB穩(wěn)定穩(wěn)定TFD-DNA復(fù)合物復(fù)合物12，19，35TFA輔助輔助TBP-DNA結(jié)合結(jié)合TAF*結(jié)合結(jié)合TATA盒盒TBP* 38TFD功功能能亞基組成，分子量亞基組成，分子量(kD)轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子蛋白激酶活性，使蛋白激酶活性，使CTD磷磷酸化酸化TFHATPase57（ ） 34（ ）TFE解螺旋酶解螺旋酶30，74TFF促進促進RNA-pol結(jié)合及作結(jié)合及作為其他因子結(jié)合的橋梁為其他因子結(jié)合的橋梁33TFB穩(wěn)定穩(wěn)定TFD-DNA復(fù)合物復(fù)合物12，19，35TFA輔助輔助TBP-DNA結(jié)合結(jié)合TAF*結(jié)合結(jié)合TATA盒盒TBP* 38TFD功功能能亞基組

21、成，分子量亞基組成，分子量(kD)轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子目目 錄錄3. 轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物 (pre-initiation complex, PIC) 真核生物真核生物RNA-pol不與不與DNA分子直接結(jié)合，而需分子直接結(jié)合，而需依托眾多的轉(zhuǎn)錄因子。依托眾多的轉(zhuǎn)錄因子。 4. 模板實際模板實際(piecing theory) 一個真核生物基因的轉(zhuǎn)錄需求一個真核生物基因的轉(zhuǎn)錄需求3至至5個轉(zhuǎn)錄個轉(zhuǎn)錄因子。轉(zhuǎn)錄因子之間相互結(jié)合，生成有活性，有因子。轉(zhuǎn)錄因子之間相互結(jié)合，生成有活性，有專注性的復(fù)合物，再與專注性的復(fù)合物，再與RNA聚合酶搭配而有針聚合酶搭配而有針對性地結(jié)合、轉(zhuǎn)錄相應(yīng)的基因。

22、對性地結(jié)合、轉(zhuǎn)錄相應(yīng)的基因。 目目 錄錄POL-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-PPIC組裝完成，組裝完成，TFH使使CTD磷酸化磷酸化目目 錄錄二轉(zhuǎn)錄延伸二轉(zhuǎn)錄延伸真核生物轉(zhuǎn)錄延伸過程與原核生物大致真核生物轉(zhuǎn)錄延伸過程與原核生物大致類似，但因有核膜相隔，沒有轉(zhuǎn)錄與翻譯同類似，但因有核膜相隔，沒有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的景象。步的景象。 RNA-pol前移處處都遇上核小體。前移處處都遇上核小體。 轉(zhuǎn)錄延伸過程中可以察看到核小體移位轉(zhuǎn)錄延伸過程中可以察看到核小體移位和解聚

23、景象。和解聚景象。 目目 錄錄RNA-PolRNA-PolRNA-Pol核小體核小體轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄延延伸伸中中的的核核小小體體移移位位轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向目目 錄錄5 -AAUAAA-5 -AAUAAA-核酸酶核酸酶-GUGUGUGRNA-polAATAAA GTGTGTG轉(zhuǎn)錄終止的修飾點轉(zhuǎn)錄終止的修飾點5 5 3 3 3 3 加尾加尾AAAAAAA 3 mRNA三轉(zhuǎn)錄終止三轉(zhuǎn)錄終止 和轉(zhuǎn)錄后修飾親密相關(guān)。和轉(zhuǎn)錄后修飾親密相關(guān)。目目 錄錄真核生物真核生物RNARNA的加工的加工Post-transcriptional Post-transcriptional ModificationModificati

24、on第四節(jié)第四節(jié) P281目目 錄錄幾種主要的修飾方式幾種主要的修飾方式1. 剪接剪接(splicing)2. 剪切剪切(cleavage)3. 修飾修飾(modification)4. 添加添加(addition)目目 錄錄mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工真核生物的轉(zhuǎn)錄后加工真核生物tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工自學(xué)的轉(zhuǎn)錄后加工自學(xué)rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工自學(xué)的轉(zhuǎn)錄后加工自學(xué)目目 錄錄 hnRNA hetero-nuclear RNA, hnRNA 核內(nèi)出現(xiàn)的轉(zhuǎn)錄初級產(chǎn)物，分子量往往比在胞漿內(nèi)出現(xiàn)的成熟mRNA大幾倍，甚至數(shù)十倍，核內(nèi)的初級mRNA稱為核內(nèi)不均一RNA。一、真核生物一、真核生物mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工的轉(zhuǎn)

25、錄后加工加帽、加尾、剪接加帽、加尾、剪接核內(nèi)不均一核內(nèi)不均一RNA 成熟成熟mRNA 5端構(gòu)成端構(gòu)成 帽子構(gòu)造帽子構(gòu)造 (m7GpppGp )3端加上多聚腺苷酸尾巴端加上多聚腺苷酸尾巴 (poly A tail)3. 中間非編碼序列的切除、拼接中間非編碼序列的切除、拼接目目 錄錄v5-末端：末端：m7G-ppp5-Np帽帽v 蛋白質(zhì)合成時：促進核蛋白體與蛋白質(zhì)合成時：促進核蛋白體與mRNA的結(jié)合，加速翻的結(jié)合，加速翻譯的起始速度譯的起始速度v 加強加強mRNA的穩(wěn)定性，防止被核酸酶水解的穩(wěn)定性，防止被核酸酶水解v3-末端：末端：polyA尾尾v參與參與mRNA從核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)移從核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)

26、移 v防止外切酶的水解，加強防止外切酶的水解，加強mRNA的穩(wěn)定性的穩(wěn)定性目目 錄錄三三mRNAmRNA的剪接的剪接1. hnRNA 和和 snRNA 核內(nèi)的初級核內(nèi)的初級mRNA稱為核內(nèi)不均一稱為核內(nèi)不均一RNA (hetero-nuclear RNA, hnRNA) snRNA (small nuclear RNA)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small nuclear ribonucleoprotein snRNP snRNA目目 錄錄真核生物構(gòu)造基因，由假設(shè)干個編碼區(qū)和非編碼真核生物構(gòu)造基因，由假設(shè)干個編碼區(qū)和非編碼區(qū)相互間隔開但又延續(xù)鑲嵌而成，去除非編

27、碼區(qū)再銜區(qū)相互間隔開但又延續(xù)鑲嵌而成，去除非編碼區(qū)再銜接后，可翻譯出由延續(xù)氨基酸組成的完好蛋白質(zhì)，這接后，可翻譯出由延續(xù)氨基酸組成的完好蛋白質(zhì)，這些基因稱為斷裂基因。些基因稱為斷裂基因。 斷裂基因斷裂基因(splite gene)CABD編碼區(qū)編碼區(qū) A、B、C、D非編碼區(qū)非編碼區(qū)*外顯子exon 構(gòu)造基因中有表達活性的編碼區(qū)*內(nèi)含子intron 構(gòu)造基因中無表達活性的非編碼區(qū)。目目 錄錄 mRNA的剪接Splicing 剪接是除去剪接是除去hnRNA中的內(nèi)含子，中的內(nèi)含子，拼接外顯子。首先內(nèi)拼接外顯子。首先內(nèi)含子彎曲成套索狀構(gòu)含子彎曲成套索狀構(gòu)造，稱套索造，稱套索RNAlariat RNA，

28、然，然后外顯子相互接近并后外顯子相互接近并銜接。銜接。雞卵清蛋白成熟雞卵清蛋白成熟mRNA與與DNA雜交電鏡圖雜交電鏡圖DNAmRNA目目 錄錄 mRNA的剪接自學(xué)的剪接自學(xué) 除去除去hnRNA中的內(nèi)含子，將外顯子銜接。中的內(nèi)含子，將外顯子銜接。snRNP與與hnRNA結(jié)合成為并接體結(jié)合成為并接體(splicesome)目目 錄錄目目 錄錄5. mRNA的編輯的編輯(mRNA editing)P286 人類人類apo B基因基因 mRNA14500個核苷酸個核苷酸肝臟肝臟apo B100分子量為分子量為500 000腸道細胞腸道細胞apo B48分子量為分子量為240 000mRNA編輯編輯R

29、NAaseP、內(nèi)切酶內(nèi)切酶目目 錄錄tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶核苷酸轉(zhuǎn)移酶、銜接酶、銜接酶RNAaseP、內(nèi)切酶內(nèi)切酶目目 錄錄tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶核苷酸轉(zhuǎn)移酶、銜接酶、銜接酶二、二、tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工的轉(zhuǎn)錄后加工堿基修飾堿基修飾2復(fù)原反響復(fù)原反響 如：如：U DHU 3核苷內(nèi)的轉(zhuǎn)位反響核苷內(nèi)的轉(zhuǎn)位反響 如：如：U 4脫氨反響脫氨反響 如：如：A I 如：如：A Am1甲基化甲基化11324目目 錄錄目目 錄錄三、三、rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工的轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄45S - rRNA剪接剪接18S - rRNA5.8S和和28S-rRNArDNA內(nèi)含子內(nèi)含子內(nèi)含子內(nèi)含子28S5.8S18S目目 錄錄核酶

30、能起催化作用的構(gòu)造要求：核酶能起催化作用的構(gòu)造要求：槌頭狀構(gòu)造槌頭狀構(gòu)造 (hammerhead structure)底物部分底物部分通常為通常為60個核苷酸左右個核苷酸左右至少含有至少含有3 個莖，個莖，1至至3個環(huán)個環(huán)至少有至少有13個一致性的堿個一致性的堿基位點。基位點。核酶核酶Ribozyme具有催化功能酶的作用的具有催化功能酶的作用的RNA分子分子目目 錄錄核酶研討的意義核酶研討的意義人工設(shè)計的核酶人工設(shè)計的核酶粗線表示合成的核酸分子粗線表示合成的核酸分子細線表示天然的核酸分子細線表示天然的核酸分子X 表示一致性序列表示一致性序列箭頭表示切斷點箭頭表示切斷點目目 錄錄目目 錄錄目目 錄錄Asymmetric transcription