浙大生物化學(xué)課件16：RNA的生物合成

1、生 物 化 學(xué)浙江大學(xué)浙江大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院江江 輝輝第十六章 轉(zhuǎn)錄第一節(jié)第一節(jié) 模板和酶模板和酶第二節(jié)第二節(jié) 轉(zhuǎn)錄裝置轉(zhuǎn)錄裝置第三節(jié)第三節(jié) 轉(zhuǎn)錄過(guò)程轉(zhuǎn)錄過(guò)程第四節(jié)第四節(jié) 轉(zhuǎn)錄后的修飾轉(zhuǎn)錄后的修飾轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄n轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄（Transcription）生物體以生物體以DNA為為模板合成模板合成RNA的過(guò)程的過(guò)程n轉(zhuǎn)錄所需的酶叫轉(zhuǎn)錄所需的酶叫RNA聚合酶聚合酶（依賴（依賴DNA的的RNA聚合酶）聚合酶）轉(zhuǎn)錄和復(fù)制的相同點(diǎn)轉(zhuǎn)錄和復(fù)制的相同點(diǎn)n都以都以DNA為模板為模板n原料為核苷酸原料為核苷酸n合成方向均為合成方向均為53方向方向n都需要依賴都需要依賴DNA的聚合酶的聚合酶 n遵守堿基互補(bǔ)配對(duì)

2、規(guī)律遵守堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律n產(chǎn)物為多聚核苷酸鏈產(chǎn)物為多聚核苷酸鏈轉(zhuǎn)錄和復(fù)制的不同點(diǎn)轉(zhuǎn)錄和復(fù)制的不同點(diǎn)復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄模板模板兩股鏈均作為模板兩股鏈均作為模板模板鏈作為模板模板鏈作為模板原料原料dNTPNTP聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶RNA聚合酶聚合酶產(chǎn)物產(chǎn)物子代子代DNA雙鏈雙鏈 mRNA、tRNA、rRNA、sRNA、lncRNA配對(duì)配對(duì)A-T、G-CA-U、T-A、G-C引物引物需需RNA引物引物-方式（特點(diǎn)）方式（特點(diǎn)）半保留復(fù)制半保留復(fù)制不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄第一節(jié) 模板和酶一、轉(zhuǎn)錄模板一、轉(zhuǎn)錄模板n兩股兩股DNA單鏈中只有一股可轉(zhuǎn)錄，可作為模板轉(zhuǎn)錄成單鏈中只有一股可轉(zhuǎn)錄，可作為模板轉(zhuǎn)

3、錄成RNA的一股稱為的一股稱為模板鏈模板鏈，對(duì)應(yīng)的一股互補(bǔ)鏈稱為，對(duì)應(yīng)的一股互補(bǔ)鏈稱為編碼編碼鏈鏈。n能轉(zhuǎn)錄出能轉(zhuǎn)錄出mRNA然后指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的部分稱為然后指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的部分稱為結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)基因基因。其余的。其余的DNA可能轉(zhuǎn)錄（可能轉(zhuǎn)錄（rRNA，tRNA），也可），也可能不轉(zhuǎn)錄。能不轉(zhuǎn)錄。n不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄: DNA分子上一股可轉(zhuǎn)錄，另一股不轉(zhuǎn)錄；分子上一股可轉(zhuǎn)錄，另一股不轉(zhuǎn)錄；模板鏈并非永遠(yuǎn)在同一單鏈上。模板鏈并非永遠(yuǎn)在同一單鏈上。GCAGTACATGTC5533DNACGTCATGTACAG編碼鏈模板鏈GCAGUACAUGUCmRNA轉(zhuǎn)錄Ala-Val-His-ValNC肽翻譯二、

4、二、RNA聚合酶聚合酶反應(yīng)特點(diǎn)反應(yīng)特點(diǎn)n以四種核苷三磷酸（以四種核苷三磷酸（NTP）為底物，以）為底物，以DNA為模板；為模板；n以以53方向合成；方向合成；n無(wú)需引物，直接在模板上合成無(wú)需引物，直接在模板上合成RNA鏈；鏈；n堿基配對(duì)是：堿基配對(duì)是：A-U和和G-C；nDNA的兩條鏈中僅一條鏈可作模板，該鏈稱模板鏈的兩條鏈中僅一條鏈可作模板，該鏈稱模板鏈（負(fù)鏈），另一條鏈稱編碼鏈（正鏈）。（負(fù)鏈），另一條鏈稱編碼鏈（正鏈）。1、原核生物的、原核生物的RNA聚合酶聚合酶大腸桿菌大腸桿菌RNA聚合酶聚合酶n分子量為分子量為480 kD，由四個(gè)亞基組成，由四個(gè)亞基組成2（全酶全酶）n去掉去掉亞基稱

5、為亞基稱為核心酶核心酶大腸桿菌大腸桿菌RNA聚合酶各亞基及其功能聚合酶各亞基及其功能亞基亞基基因基因分子量分子量亞基數(shù)目亞基數(shù)目功能功能rpo A40,0002酶的裝配，與啟動(dòng)子酶的裝配，與啟動(dòng)子上游元件和活化因子上游元件和活化因子結(jié)合結(jié)合rpo B155,0001結(jié)合核苷酸，催化磷結(jié)合核苷酸，催化磷酸二酯鍵形成酸二酯鍵形成rpo C160,0001結(jié)合結(jié)合DNA模板模板rpo D32,000-92,0001識(shí)別啟動(dòng)子，促進(jìn)轉(zhuǎn)識(shí)別啟動(dòng)子，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄起始錄起始9,0001未知未知2、真核生物的、真核生物的RNA聚合酶聚合酶功能功能對(duì) 鵝 膏 覃 堿對(duì) 鵝 膏 覃 堿的的敏感敏感性性RNA聚合酶聚合

6、酶I轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄45S rRNA（5.8S rRNA、18S rRNA、28S rRNA的前體）的前體）不敏感不敏感RNA聚合酶聚合酶II轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄hnRNA（mRNA的前體）的前體）敏感敏感RNA聚合酶聚合酶III轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄tRNA、5S rRNA、U6 snRNA、scRNA中等敏感中等敏感三、酶與模板的辨認(rèn)結(jié)合三、酶與模板的辨認(rèn)結(jié)合n原核生物的原核生物的RNA聚合酶是結(jié)合到聚合酶是結(jié)合到DNA的啟動(dòng)區(qū)開始轉(zhuǎn)錄的，的啟動(dòng)區(qū)開始轉(zhuǎn)錄的，靠其靠其亞基辨認(rèn)啟動(dòng)區(qū)。啟動(dòng)區(qū)具有共有的序列稱為亞基辨認(rèn)啟動(dòng)區(qū)。啟動(dòng)區(qū)具有共有的序列稱為保守序保守序列列或一致性序列?；蛞恢滦孕蛄小２倏v子-35區(qū)-10區(qū)+1trpt

7、RNAlacrecAaraTyr TTTACA .N16.TATGAT.N7.A. TTTACA.N17.TATGTT.N6.A. TTGATA.N16.TATAAT.N7.A. CTGACG.N18.TACTGT.N6.A. .TTGACA.N17.TTAACT.N7.A.TTGACA TATAATPu n-35區(qū)的序列與起始點(diǎn)的辨認(rèn)有關(guān)，稱為辨認(rèn)位點(diǎn)區(qū)的序列與起始點(diǎn)的辨認(rèn)有關(guān)，稱為辨認(rèn)位點(diǎn)n-10區(qū)的序列稱為區(qū)的序列稱為Pribnow盒（盒（box）結(jié)合位點(diǎn)）結(jié)合位點(diǎn)-30-20-10010-50 -40RNA聚合酶保護(hù)區(qū)結(jié)構(gòu)基因終止點(diǎn)TTGACAAACTGTTATAATPuATATTAP

8、y55pppG轉(zhuǎn)錄開始翻譯開始NH2第二節(jié) 轉(zhuǎn)錄裝置一、轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)一、轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)nDNA序列按編碼鏈（與序列按編碼鏈（與RNA鏈一樣）書寫，由左至鏈一樣）書寫，由左至右為右為53方向。與方向。與mRNA序列相同的為序列相同的為正鏈正鏈（編碼（編碼鏈），互補(bǔ)的鏈為鏈），互補(bǔ)的鏈為負(fù)鏈負(fù)鏈（模板鏈）。（模板鏈）。n轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)：即每個(gè)轉(zhuǎn)錄單位的起點(diǎn)。該點(diǎn)的核苷酸標(biāo)轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)：即每個(gè)轉(zhuǎn)錄單位的起點(diǎn)。該點(diǎn)的核苷酸標(biāo)號(hào)為號(hào)為+1。右側(cè)為下游，用正的數(shù)碼表示；左側(cè)為上游，。右側(cè)為下游，用正的數(shù)碼表示；左側(cè)為上游，用負(fù)的數(shù)碼表示。用負(fù)的數(shù)碼表示。二、啟動(dòng)子二、啟動(dòng)子即轉(zhuǎn)錄起始的信號(hào)序列。即轉(zhuǎn)錄起始的信號(hào)序列。1、大腸

9、桿菌基因組的啟動(dòng)子、大腸桿菌基因組的啟動(dòng)子nPribnow框（框（-10序列）序列）：起點(diǎn)上游約：起點(diǎn)上游約-10處，保守序列處，保守序列TATAAT，-10序列有助于序列有助于DNA局部雙鏈解開（局部雙鏈解開（A-T配配對(duì)易解開）對(duì)易解開）n識(shí)別區(qū)（識(shí)別區(qū)（-35序列）序列）：中心位置約在：中心位置約在-35處，保守序列處，保守序列TTGACA；-35序列提供了序列提供了RNA聚合酶識(shí)別的信號(hào)。聚合酶識(shí)別的信號(hào)。2、真核生物基因組的啟動(dòng)子、真核生物基因組的啟動(dòng)子nHogness框（框（TATA框）框）：中心在：中心在-25 -30處，保處，保守序列守序列TAAA(T)AA(T)，有助于，有助

10、于DNA局部解開。局部解開。nCAAT框框：-75處，保守序列處，保守序列GGT (C)CAATCT，與與RNA聚合酶結(jié)合有關(guān)聚合酶結(jié)合有關(guān)nGC框框：在更上游處，保守序列：在更上游處，保守序列GGGCGG，與某，與某些轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合有關(guān)。些轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合有關(guān)。nRNA聚合酶聚合酶III（轉(zhuǎn)錄（轉(zhuǎn)錄5S RNA等）的啟動(dòng)子在轉(zhuǎn)等）的啟動(dòng)子在轉(zhuǎn)錄區(qū)內(nèi)部。錄區(qū)內(nèi)部。三、終止因子三、終止因子nrho因子因子：具有核酸酶活力（水解三磷酸核：具有核酸酶活力（水解三磷酸核苷），在苷），在RNA聚合酶遇到終止子暫停作用時(shí)，聚合酶遇到終止子暫停作用時(shí)，解解RNA-DNA螺旋。螺旋。n終止因子（終止因子（NusA）

11、：協(xié)助：協(xié)助RNA聚合酶識(shí)別終聚合酶識(shí)別終止信號(hào)的輔助因子，與止信號(hào)的輔助因子，與RNA聚合酶的核心酶聚合酶的核心酶結(jié)合（結(jié)合（2-NusA復(fù)合物），復(fù)合物），識(shí)別終止序列識(shí)別終止序列。四、終止子四、終止子提供轉(zhuǎn)錄停止信號(hào)的提供轉(zhuǎn)錄停止信號(hào)的DNA序列序列n終止子可被終止子可被RNA聚合酶或其輔助因子識(shí)別，聚合酶或其輔助因子識(shí)別，但終止信號(hào)應(yīng)位于已轉(zhuǎn)錄的序列中。但終止信號(hào)應(yīng)位于已轉(zhuǎn)錄的序列中。n原核生物的終止子在終止點(diǎn)之前，有一個(gè)回原核生物的終止子在終止點(diǎn)之前，有一個(gè)回文結(jié)構(gòu)，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的文結(jié)構(gòu)，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA可形成一個(gè)可形成一個(gè)發(fā)夾發(fā)夾結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，使聚合酶停止移動(dòng)。，使聚合酶停止移動(dòng)。大腸

12、桿菌的兩類終止子大腸桿菌的兩類終止子n不依賴于不依賴于rho（）的終止子）的終止子（簡(jiǎn)單終止子）：（簡(jiǎn)單終止子）：除能形成除能形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)發(fā)夾結(jié)構(gòu)外，在終點(diǎn)前還有外，在終點(diǎn)前還有寡聚寡聚U（約（約6個(gè)）序列，這個(gè)寡聚個(gè)）序列，這個(gè)寡聚U序列可能提供信號(hào)使序列可能提供信號(hào)使RNA聚合酶脫離模板。因?yàn)橛删酆厦该撾x模板。因?yàn)橛蓃U-dA組成的組成的RNA-DNA雜交分子具有特別弱的堿基配對(duì)作用。雜交分子具有特別弱的堿基配對(duì)作用。n依賴于依賴于rho（）的終止子）的終止子：能形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，：能形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，無(wú)寡聚無(wú)寡聚U序列。必須在序列。必須在rho因子存在時(shí)才發(fā)生終因子存在時(shí)才發(fā)生終止作用。止作用。

13、第三節(jié) 轉(zhuǎn)錄過(guò)程一、轉(zhuǎn)錄的起始一、轉(zhuǎn)錄的起始1、原核生物的轉(zhuǎn)錄起始、原核生物的轉(zhuǎn)錄起始nRNA聚合酶結(jié)合到聚合酶結(jié)合到DNA鏈上，鏈上，DNA雙鏈部分解開雙鏈部分解開形成轉(zhuǎn)錄空泡。原核生物由形成轉(zhuǎn)錄空泡。原核生物由因子辨認(rèn)轉(zhuǎn)錄起始位因子辨認(rèn)轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)，原核生物在點(diǎn)，原核生物在-35區(qū)有區(qū)有5-TTGACA，在在-10區(qū)有區(qū)有TATAAT盒盒n轉(zhuǎn)錄起始不需引物轉(zhuǎn)錄起始不需引物n5-PPPGPN-OH n第一個(gè)磷酸二酯鍵形成后，第一個(gè)磷酸二酯鍵形成后，亞單位即脫落下來(lái)亞單位即脫落下來(lái)RNA聚合酶與聚合酶與DNA模板鏈的結(jié)合模板鏈的結(jié)合轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始模板鏈模板鏈合成方向合成方向2、真核生物的轉(zhuǎn)錄

14、起始、真核生物的轉(zhuǎn)錄起始n順式作用元件（順式作用元件（cis-acting element）n-35區(qū)區(qū) Hogness盒盒（TATA盒）盒）n-40 -110區(qū)區(qū)CAAT盒盒GC盒盒n反式作用因子（反式作用因子（trans-acting factor）n轉(zhuǎn)錄因子（轉(zhuǎn)錄因子（TF）3、轉(zhuǎn)錄因子和真核生物的轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物、轉(zhuǎn)錄因子和真核生物的轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物nTF IIA、B、D、E、Fn起始前復(fù)合物（起始前復(fù)合物（PIC）TATADNARNApolA DBEF二、轉(zhuǎn)錄的延伸二、轉(zhuǎn)錄的延伸n原核生物和真核生物基本相同原核生物和真核生物基本相同n亞基脫落，核心酶構(gòu)象改變，亞基脫落，核心酶構(gòu)象改變，N

15、usA結(jié)合結(jié)合nRNA的的5端伸展在轉(zhuǎn)錄空泡之外端伸展在轉(zhuǎn)錄空泡之外n模板為模板為A，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物相應(yīng)為，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物相應(yīng)為Un原核生物的轉(zhuǎn)錄和翻譯同時(shí)進(jìn)行原核生物的轉(zhuǎn)錄和翻譯同時(shí)進(jìn)行RNA鏈的延長(zhǎng)鏈的延長(zhǎng)三、轉(zhuǎn)錄的終止三、轉(zhuǎn)錄的終止1、原核生物轉(zhuǎn)錄終止的模式：、原核生物轉(zhuǎn)錄終止的模式：n依賴依賴因子因子：因子能與因子能與RNA結(jié)合，還具有結(jié)合，還具有ATP酶和解鏈酶的活性）酶和解鏈酶的活性）n不依賴不依賴因子：因子：終止區(qū)的堿基可形成特殊的終止區(qū)的堿基可形成特殊的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)，RNA 3形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)和一串寡聚形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)和一串寡聚Ua）依賴）依賴 -因子的終止子的終止反應(yīng)因子的終止子的終止反應(yīng)-因子因

16、子n含六聚體的寡聚蛋白，具有依賴含六聚體的寡聚蛋白，具有依賴RNA的的NTP酶活性。酶活性。n結(jié)合于新生結(jié)合于新生RNA上，借助與水解上，借助與水解NTP產(chǎn)生能量推動(dòng)產(chǎn)生能量推動(dòng)RNA聚合酶向前移動(dòng)。聚合酶向前移動(dòng)。n當(dāng)酶遭遇終止子時(shí)暫停前進(jìn)，當(dāng)酶遭遇終止子時(shí)暫停前進(jìn)，-因子追上酶，與酶相因子追上酶，與酶相互作用釋放互作用釋放RNA。n還具有還具有RNA-DNA解螺旋酶活性。解螺旋酶活性。b）不依賴）不依賴-因子的因子的終止子：含富終止子：含富GC的的回文序列和寡聚回文序列和寡聚U序序列列轉(zhuǎn)錄終止轉(zhuǎn)錄終止RNA釋放釋放聚合酶脫離聚合酶脫離2、真核生物的轉(zhuǎn)錄終止、真核生物的轉(zhuǎn)錄終止n編碼鏈上存在

17、轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)編碼鏈上存在轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)AATAAAn真核生物真核生物mRNA帶有帶有polyA尾巴尾巴轉(zhuǎn)錄的過(guò)程轉(zhuǎn)錄的過(guò)程核心酶核心酶因子因子5pppGmRNA5335啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)基因終止區(qū)識(shí)別識(shí)別起始起始延伸延伸因子因子5pppG終止終止5pppG2-9 nt RNA2017年：一個(gè)特殊的年：一個(gè)特殊的DNA聚合酶聚合酶n來(lái)自于一種深海噬菌體來(lái)自于一種深海噬菌體NrS-1n一級(jí)結(jié)構(gòu)同源于引物酶一級(jí)結(jié)構(gòu)同源于引物酶-聚合酶聚合酶n無(wú)需引物無(wú)需引物n從一個(gè)特定的從一個(gè)特定的DNA序列起始序列起始DNA的復(fù)制的復(fù)制nIt represents a unique de novo replicat

18、ive DNA polymerase that possesses features found in DNA polymerases, primases, and RNA polymerases.PNAS, 2017, doi: 10.1073/pnas.1700280114第四節(jié) 轉(zhuǎn)錄后的修飾一、原核生物一、原核生物RNA的加工的加工二、真核生物二、真核生物RNA的一般加工的一般加工三、三、RNA的拼接的拼接一、原核生物一、原核生物RNA的加工的加工1、原核生物、原核生物rRNA前體的加工前體的加工n結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：每個(gè)轉(zhuǎn)錄單位由：每個(gè)轉(zhuǎn)錄單位由16S、23S、5S rRNA 以及以及一個(gè)或幾個(gè)

19、一個(gè)或幾個(gè)tRNA基因所組成?；蛩M成。nRNAase：裂解產(chǎn)生：裂解產(chǎn)生16S和和23S rRNA的前體；的前體；nRNAaseE：裂解產(chǎn)生：裂解產(chǎn)生5S rRNA前體（前體（P5）；）；nRNAaseM16/M23：分別：分別切除切除P16和和P23兩端的互兩端的互補(bǔ)序列；補(bǔ)序列；nRNAaseM5：切除：切除P5的的兩端附加序列。兩端附加序列。RNAaseRNAasePRNAaseM16RNAaseM23RNAaseM52、原核生物、原核生物tRNA前體的加工前體的加工n結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：tRNA基因大多成簇存在，或與基因大多成簇存在，或與rRNA、mRNA基因組成混合轉(zhuǎn)錄單位?；蚪M成混合轉(zhuǎn)

20、錄單位。n1）由核酸內(nèi)切酶在由核酸內(nèi)切酶在tRNA兩端切斷兩端切斷：n5-核酸內(nèi)切酶核酸內(nèi)切酶（RNAaseP）：在）：在tRNA5端切開，端切開，是是tRNA的的5成熟酶成熟酶n3-核酸內(nèi)切酶核酸內(nèi)切酶（RNAaseF）：在）：在tRNA近近3端處切端處切開開n2）核酸外切酶核酸外切酶（RNAaseD）：）：從前體從前體3端逐個(gè)端逐個(gè)切去附加的序列，直至切去附加的序列，直至tRNA的的3端端，是，是tRNA的的3成熟成熟酶。酶。n3）在在3端加上端加上-CCAOHn-CCAOH結(jié)構(gòu)對(duì)接受氨酰基的活性是必要的。結(jié)構(gòu)對(duì)接受氨酰基的活性是必要的。n一類是本身具有一類是本身具有CCA；另一類沒(méi)有，需

21、要；另一類沒(méi)有，需要tRNA核核苷酰轉(zhuǎn)移酶苷酰轉(zhuǎn)移酶催化逐個(gè)加上催化逐個(gè)加上CCA。n4）核苷的修飾核苷的修飾：由特定的由特定的tRNA修飾酶催化，修飾酶催化，如假尿嘧啶核苷的糖苷鍵發(fā)生移位反應(yīng)（由尿嘧如假尿嘧啶核苷的糖苷鍵發(fā)生移位反應(yīng)（由尿嘧啶的啶的N1變?yōu)樽優(yōu)镃5）。）。3、原核生物、原核生物mRNA前體的加工前體的加工n一般不加工；少數(shù)多順?lè)醋右话悴患庸ぃ簧贁?shù)多順?lè)醋觤RNA通過(guò)核酸內(nèi)通過(guò)核酸內(nèi)切酶切成較小的單位，再行翻譯。切酶切成較小的單位，再行翻譯。二、真核生物二、真核生物RNA的一般加工的一般加工1、真核生物、真核生物rRNA前體的加工前體的加工n結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：由由1618S、262

22、8S 和和5.8S rRNA基因基因組成一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位。組成一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位。 5S rRNA成簇存在。成簇存在。n加工：加工：由由RNAase以及其他以及其他核酸內(nèi)切酶核酸內(nèi)切酶進(jìn)行進(jìn)行加工。加工。2、真核生物、真核生物tRNA前體的加工前體的加工n結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：tRNA基因成簇排列?；虺纱嘏帕小加工加工n核酸內(nèi)切酶和外切酶核酸內(nèi)切酶和外切酶：切去：切去tRNA前體前體5端和端和3端的附加序列。端的附加序列。n核苷酰轉(zhuǎn)移酶核苷酰轉(zhuǎn)移酶：在：在tRNA3端逐個(gè)加上端逐個(gè)加上CCA序序列。列。n修飾酶修飾酶：tRNA特異成份的修飾。特異成份的修飾。3、真核生物、真核生物mRNA前體的一般加工前體的一

23、般加工n5-端帽結(jié)構(gòu)的形成端帽結(jié)構(gòu)的形成(m7GpppG)nO型帽子：型帽子： m7G5ppp-nI型帽子：型帽子： m7G5ppp5N1mpN2p-nII型帽子：型帽子： m7G5ppp5N1mpN2mp-n3-端端poly A尾巴的生成尾巴的生成n由多聚腺苷酸聚合酶催化，以帶由多聚腺苷酸聚合酶催化，以帶3-OH基的基的RNA為受體，為受體，ATP為供體，在為供體，在3端逐個(gè)加上端逐個(gè)加上A。n功能：保護(hù)功能：保護(hù)mRNA。nmRNA內(nèi)部的甲基化內(nèi)部的甲基化真核生物真核生物mRNA的的5-端帽結(jié)構(gòu)的形成端帽結(jié)構(gòu)的形成真核生物真核生物mRNA的的5-端帽結(jié)構(gòu)的形成端帽結(jié)構(gòu)的形成功能：功能：翻譯

24、過(guò)程中起識(shí)別和穩(wěn)定作用。翻譯過(guò)程中起識(shí)別和穩(wěn)定作用。RNA三磷酸酶三磷酸酶pppN1pN2p-RNAppN1pN2p-RNA + PimRNA鳥苷酰轉(zhuǎn)移酶鳥苷酰轉(zhuǎn)移酶ppN1pN2p-RNA + GTPG5ppp5N1pN2p-RNA + PPimRNA（鳥嘌呤（鳥嘌呤-7）甲基轉(zhuǎn)移酶甲基轉(zhuǎn)移酶G5ppp5N1pN2p-RNA + SAMm7G5ppp5N1pN2p-RNA + SAHmRNA（鳥嘌呤（鳥嘌呤-2）甲基轉(zhuǎn)移酶甲基轉(zhuǎn)移酶m7G5ppp5N1pN2p-RNA + SAMm7G5ppp5N1mpN2p-RNA + SAH三、三、RNA的拼接的拼接n斷裂基因（斷裂基因（split ge

25、ne）n外顯子（外顯子（exon） n內(nèi)含子（內(nèi)含子（intron）n從中斷基因線性表達(dá)從中斷基因線性表達(dá) 的方式分的方式分n翻譯前刪除內(nèi)含子翻譯前刪除內(nèi)含子n翻譯繞過(guò)內(nèi)含子翻譯繞過(guò)內(nèi)含子n翻譯后刪除內(nèi)含子翻譯后刪除內(nèi)含子n內(nèi)含子定義擴(kuò)充內(nèi)含子定義擴(kuò)充內(nèi)含子是隔斷基因線性表達(dá)的序列內(nèi)含子是隔斷基因線性表達(dá)的序列RNA拼接的類型拼接的類型n類型類型I自我拼接：真核生物細(xì)胞器（線粒體、葉綠體自我拼接：真核生物細(xì)胞器（線粒體、葉綠體）基因、低等真核生物核）基因、低等真核生物核rRNA基因、細(xì)菌和噬菌體基因、細(xì)菌和噬菌體的個(gè)別基因，需要游離的個(gè)別基因，需要游離鳥苷酸鳥苷酸發(fā)動(dòng)轉(zhuǎn)酯反應(yīng)。發(fā)動(dòng)轉(zhuǎn)酯反應(yīng)。n

26、類型類型II自我拼接：真菌線粒體、植物葉綠體基因，自我拼接：真菌線粒體、植物葉綠體基因，套套索狀剪接索狀剪接。n核核mRNA的拼接：的拼接：套索狀剪接，套索狀剪接，GU-AG規(guī)則規(guī)則，需要，需要核微小核糖核蛋白參與。核微小核糖核蛋白參與。n核核tRNA的酶促拼接：的酶促拼接：酶促拼接酶促拼接。1、類型、類型I 自我拼接自我拼接n結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：rRNA前體為前體為35S，其中，其中26S rRNA基因中基因中有一內(nèi)含子。有一內(nèi)含子。n拼接拼接n第一步：鳥苷酸（第一步：鳥苷酸（G）的）的3-OH攻擊內(nèi)含子的攻擊內(nèi)含子的5端端磷酸基磷酸基，使內(nèi)含子的，使內(nèi)含子的5末端磷酸基轉(zhuǎn)移到末端磷酸基轉(zhuǎn)移到G的的3

27、-OH上，也就使內(nèi)含子上，也就使內(nèi)含子5末端斷開；末端斷開；n第二步：第二步：第一個(gè)外顯子產(chǎn)生的第一個(gè)外顯子產(chǎn)生的3-羥基羥基攻擊第二個(gè)攻擊第二個(gè)外顯子外顯子5端磷酸基端磷酸基，使第二外顯子的，使第二外顯子的5末端磷酸基末端磷酸基轉(zhuǎn)移到第一外顯子轉(zhuǎn)移到第一外顯子3-OH上。這樣使內(nèi)含子切下，上。這樣使內(nèi)含子切下，外顯子連接；外顯子連接；n第三步：第三步：切下的內(nèi)含子切下的內(nèi)含子3-OH攻擊自身攻擊自身5端附近端附近（第第15個(gè)核苷酸處）的個(gè)核苷酸處）的磷酸基磷酸基，形成一個(gè)環(huán)狀分子，形成一個(gè)環(huán)狀分子。n類型類型I自我拼接：無(wú)需酶的參與，需要游離鳥苷酸發(fā)動(dòng)自我拼接：無(wú)需酶的參與，需要游離鳥苷酸發(fā)

28、動(dòng)轉(zhuǎn)酯反應(yīng)，自我催化拼接。轉(zhuǎn)酯反應(yīng)，自我催化拼接。核酶（核酶（ribozyme）n核酶（核酶（ribozyme）：具有催化活性的）：具有催化活性的RNAn1982，T.R. Cech，四膜蟲，四膜蟲 rRNA前體前體n1983，S. Altman，RNase P對(duì)對(duì)tRNA前體加工前體加工n錘頭狀核酶，發(fā)夾狀核酶錘頭狀核酶，發(fā)夾狀核酶n人工核酶（抗感染，抗腫瘤）人工核酶（抗感染，抗腫瘤）2、核核mRNA的拼接的拼接：套索剪切模式：套索剪切模式n結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：內(nèi)含子左端（供體）均為內(nèi)含子左端（供體）均為GU，右端（受體）均，右端（受體）均為為AG，這稱，這稱GU-AG規(guī)律。規(guī)律。n拼接拼接：n第一步

29、，內(nèi)含子左端切開：內(nèi)含子第一步，內(nèi)含子左端切開：內(nèi)含子3端上游端上游30核苷酸核苷酸附近的附近的CUGAC序列中的序列中的A的的2-OH進(jìn)攻內(nèi)含子進(jìn)攻內(nèi)含子5端磷端磷酸二酯鍵，酸二酯鍵，與其形成與其形成5,2-磷酸二酯鍵，即套索結(jié)構(gòu)；磷酸二酯鍵，即套索結(jié)構(gòu)；2-n第二步，內(nèi)含子的右端切開；左側(cè)外顯子第二步，內(nèi)含子的右端切開；左側(cè)外顯子3-OH攻擊右攻擊右側(cè)外顯子的側(cè)外顯子的5-磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵，兩個(gè)外顯子連接在一起；，兩個(gè)外顯子連接在一起；n第三步，套索狀內(nèi)含子去分支而成線狀分子。第三步，套索狀內(nèi)含子去分支而成線狀分子。2-核微小核糖核蛋白（核微小核糖核蛋白（snRNP）的參與）的參與hnRNA內(nèi)含子有內(nèi)含子有 5 GUAG 3n5GU：U1-snRNA 結(jié)合（結(jié)合（snRNP）n分支點(diǎn)分支點(diǎn) A：U2-snRNA