王鏡巖生化第三版考研課件 第36章 RNA的生物合成與加工

第三十六章RNA的生物合成和加工

轉(zhuǎn)錄(transcription)：以DNA單鏈為模板，NTP為原料，在DNA依賴的RNA聚合酶催化下合成RNA鏈的過程。轉(zhuǎn)錄的條件：模板原料酶產(chǎn)物配對方向引物DNA(不對稱轉(zhuǎn)錄〕NTPRNA聚合酶mRNA,tRNA,rRNA，小RNAA-U,T-A,G-C5’3’不需要DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的比較相同點模板兩股鏈均復(fù)制模板鏈轉(zhuǎn)錄合成方式半保存復(fù)制不對稱轉(zhuǎn)錄原料dNTPNTP聚合酶DNA聚合酶RNA聚合酶堿基配對A-T，G-CA-U，T-A，G-C產(chǎn)物半保存的雙鏈DNA單鏈RNA不同點以DNA為模板遵循堿基配對原那么都需依賴DNA的聚合酶聚合過程都是生成磷酸二酯鍵新鏈合成方向為5’→3’3/50復(fù)制轉(zhuǎn)錄◆幾個根本概念結(jié)構(gòu)基因(structuregene)模板鏈(templatestrand)Watson(W)鏈、負(-)鏈(minusstrand)、反意義鏈(antisensestrand)編碼鏈(codingstrand)Crick(C)鏈、正(+)鏈(plusstrand)、有意義鏈(sensestrand)不對稱轉(zhuǎn)錄(asymmetrictranscription)結(jié)構(gòu)基因(structuregene)：

DNA分子中能轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段。模板鏈：

反意義鏈〔antisensestrand，(-)鏈〕

——以該鏈中的DNA堿基順序指導(dǎo)RNA的合成即被轉(zhuǎn)錄的那條DNA鏈。

編碼鏈：有意義鏈〔sensestrand，〔+〕鏈〕

——不被轉(zhuǎn)錄的那條DNA鏈，但其堿基順序除T代替U外，其余與mRNA相同。

5’-----GCAGTACATGTC-----3’編碼鏈DNA3’-----CGTCATGTACAG-----5’模板鏈5’-----GCAGUACAUGUC-----3’mRNAN------Ala--Val--His--Val------C蛋白質(zhì)不對稱轉(zhuǎn)錄

.DNA雙鏈上，僅一股鏈轉(zhuǎn)錄，另一股不轉(zhuǎn)錄。

.有意義鏈與反意義鏈并非固定不變。

.轉(zhuǎn)錄方向都是5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’模板鏈圖13-1

〔一〕RNA聚合酶——依賴DNA的RNA聚合酶

〔DNA-dependentRNApolymerase,DDRP〕

以DNA為模板，催化2個游離的NTP形成3’，5’-磷酸二酯鍵1、大腸桿菌RNA聚合酶的組成〔1〕全酶(holoenzyme)由4種(5個)亞基α2ββ’σ組成〔2〕核心酶(coreenzyme)α2ββ’，參與轉(zhuǎn)錄的全過程〔3〕σ亞基〔起始亞基〕亦稱σ因子〔σfactor)—轉(zhuǎn)錄輔助因子識別啟動子ω亞基功能未知大腸桿菌RNA聚合酶的結(jié)構(gòu)示意圖核心酶(α2ββ)起始因子β——和模板DNA結(jié)合β——起始和催化聚合反響α——酶的裝配、結(jié)合啟動子等全酶(α2ββ

)全酶核心酶亞基α2ββ’σ決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄結(jié)合底物，形成磷酸二酯鍵〔催化〕結(jié)合模板〔開鏈〕〔核心酶參與轉(zhuǎn)錄全過程〕識別起始點啟動子〔延長時脫落〕功能全酶=α2ββ’(ω)σ

核心酶=α2ββ’

σ—開始合成RNA鏈時必需有σ因子，

一旦合成開始即釋放出來

β’—參與酶與底物的結(jié)合，

以及與σ因子和核心酶的結(jié)合

β—參與σ因子和核心酶的結(jié)合，并參與RNA合成的引發(fā)、延伸

α

—與結(jié)合模板、酶的滑動及堿基識別有關(guān)起始雙鏈DNA局部解開磷酸二酯鍵形成終止階段解鏈區(qū)到達基因終點延長階段53RNA啟動子Promoter

終止子terminator5RNA聚合酶5353553離開轉(zhuǎn)錄泡2.真核細胞RNA聚合酶在DEAE-Sephadex柱上的洗脫次序稱為酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

沒有對應(yīng)于σ因子的成分，需要轉(zhuǎn)錄因子參與類型ⅠⅡⅢ轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物rRNA:18s,5.8s,28shnRNAsnRNAtRNA,5srRNA,scRNAU6snRNA對鵝膏蕈堿的反響不敏感高度敏感不同物種敏感性不同酵母RNA聚合酶ⅠSeeMovieofTranscription〔二〕啟動子〔promoter〕和轉(zhuǎn)錄因子

1、啟動子

RNA聚合酶全酶識別、結(jié)合、開始轉(zhuǎn)錄的DNA序列〔雙鏈〕

2、轉(zhuǎn)錄因子

RNA聚合酶起始轉(zhuǎn)錄所需要的輔助因子〔蛋白質(zhì)〕

足跡法〔Footprinting〕足跡法技術(shù)用于測定與特殊蛋白質(zhì)結(jié)合的核酸順序。如該技術(shù)提供了RNA聚合酶與啟動子之間相互作用的信息并確定了作用位點〔啟動子〕的核苷酸順序。通過核酸酶消化別離Pr結(jié)合的DNA片段足跡法確定啟動子序列

3、原核生物啟動子的特點:

(1)DNA序列在轉(zhuǎn)錄起始點的5’端區(qū)(上游區(qū))

(2)-10bp處-TATAAT-(Pribnowbox)

(3)-35bp處-TTGACA-

原核生物的轉(zhuǎn)錄起始σ亞基識別-35區(qū)RNApol全酶移向-10區(qū)合成第一個磷酸二酯鍵5’-pppGpN-OH-3’轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物RNApol(αββ′σ)—DNA—pppGpN-OHσ亞基脫落〔結(jié)合松弛〕〔結(jié)合緊密〕轉(zhuǎn)錄起始不需引物！16/50RNA聚合酶保護區(qū)結(jié)構(gòu)基因終止點10-10TTGACATATAAT轉(zhuǎn)錄開始+1翻譯開始Purine-35〔Pribnowbox〕識別結(jié)合區(qū)轉(zhuǎn)錄起始區(qū)12/50大腸桿菌啟動子共有序列的功能××AGTCTTGACA××××××××××××××××××AAT××××××××××××××TTAAAT××××××AACTGT××××AAT××××××××××××××××Pribnow框-10-35識別區(qū)16-19bp5-9bp起點

酶與啟動子的結(jié)合速度解鏈速度RNA聚合酶σ因子識別及結(jié)合啟動子，延長時脫落不參與轉(zhuǎn)錄過程，是轉(zhuǎn)錄輔助因子識別位點：啟動子-35區(qū)、-10區(qū)原核生物有多種σ因子識別不同的啟動子一般情況下起作用的是---σ70σ70有四個保守區(qū)域：第2區(qū)域、第4區(qū)域和-35區(qū)和-10區(qū)結(jié)合由含70RNA聚合酶全酶識別的典型大腸桿菌啟動子促進轉(zhuǎn)錄ααββ’TTGACATATAAT-35原核生物RNA聚合酶及其在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合σ-109/50σ70σ32Heatshockprotein(HSP)熱休克蛋白應(yīng)激結(jié)合過程：閉和的啟動子復(fù)合體RNA聚合酶〔全酶〕中的σ因子在DNA雙鏈上迅速、隨機滑動，尋找到啟動子-35區(qū)，形成疏松的復(fù)合物，DNA雙鏈未解開。開放的啟動子復(fù)合體RNA聚合酶〔全酶〕移向-10區(qū)和轉(zhuǎn)錄起始延長----轉(zhuǎn)錄泡

RNA聚合酶〔核心酶〕

◆與DNA模板緊密結(jié)合，沿3’5’方向移動

◆解旋作用：DNA解開

◆聚合功能〔不具外切酶功能〕

雜交螺旋

◆RNA-DNA形成雜交螺旋

◆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA沿5’3’方向延長

SeeMovie核心酶圖13-74、真核生物的起始——較原核生物復(fù)雜

◆順式作用元件

(啟動子/增強子)

◆轉(zhuǎn)錄因子(transcriptionfactor,TF)

RNA聚合酶Ⅱ所需的轉(zhuǎn)錄因子

---轉(zhuǎn)錄因子Ⅱ〔TFⅡ〕

啟動子上游啟動子元件(upstreampromotorelements,UPE)增強子：遠離轉(zhuǎn)錄起始點〔1~30kb〕增強啟動子轉(zhuǎn)錄活性DNA序列作用與方向、距離無關(guān)沉默子：負性調(diào)節(jié)元件，起阻遏作用

與基因表達調(diào)控有關(guān)的DNA非編碼序列——順式作用元件(cis-actingelement)順式作用元件增強子反式作用因子(trans-actingfactor)概念：為DNA結(jié)合蛋白，可使鄰近基因開放〔正調(diào)控〕或關(guān)閉〔負調(diào)控〕特點：三個功能結(jié)構(gòu)域：DNA識別結(jié)合域轉(zhuǎn)錄活性域結(jié)合其他蛋白的結(jié)合域能識別并結(jié)合順式作用元件(cis-actingelement)正調(diào)控與負調(diào)控功

能

結(jié)

構(gòu)

域反式作用因子結(jié)構(gòu)域的模式DNA結(jié)合域(DNA-bindingdomain)鋅指結(jié)構(gòu)(zincfingermotif)同源結(jié)構(gòu)域(homodomain,HD)：

螺旋-回折-螺旋(helix-turn-helix)亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)(leucinezipper)螺旋-環(huán)-螺旋(helix-loop-helix,HLH)堿性α螺旋(alkalineα-helix)A類別Ⅰ啟動子〔有種屬特異性〕——控制rRNA前體基因的轉(zhuǎn)錄近啟動子-40～+20：決定轉(zhuǎn)錄起始的精確位置遠啟動子-180～-107：影響轉(zhuǎn)錄的頻率〔核心啟動子和上游控制元件〕需要兩種轉(zhuǎn)錄因子的參與upstreamcontrolelement結(jié)合于富含CG的區(qū)域四聚體蛋白σB類別Ⅱ啟動子根本啟動子〔basalpromoter〕起始子〔initiator〕上游元件〔upstreamelement〕應(yīng)答元件〔responseelement〕需要多種轉(zhuǎn)錄因子的參與TATA框〔Hognessbox，–25至-30bp〕與RNA聚合酶的定位有關(guān)DNA雙鏈解開的部位輔助因子為通用轉(zhuǎn)錄因子〔generaltranscriptionfactor，GTF〕①根本啟動子Y為嘧啶堿②起始子〔initiator，Inr〕RNA聚合酶Ⅱ與轉(zhuǎn)錄因子的裝配TATA-bindingprotein，TBP形成復(fù)合物ATP酶、解旋酶和激酶活性

GCCAAT-90-70③上游元件CCAAT框〔被CP1、CP2和核因子NF-1識別〕GC框〔被Sp1識別〕八八聚體框〔octamer，被Oct-1和Oct-2識別〕轉(zhuǎn)錄激活因子的誘導(dǎo)調(diào)節(jié)磷酸/去磷酸化④應(yīng)答元件細胞因子酪氨酸激酶JAK-STAT途徑信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子類別Ⅲ啟動子下游啟動子/內(nèi)部啟動子tRNA基因：兩個分隔的局部〔A、B區(qū)〕5SrRNA基因：+50～+83需要3種轉(zhuǎn)錄因子的參與定位因子通用轉(zhuǎn)錄因子RNA聚合酶Ⅱ催化的轉(zhuǎn)錄過程RNA聚合酶Ⅱ催化各種前體mRNA的合成需要多種TF參與：TFⅡ①起始真核細胞RNA聚合酶Ⅱ所需的轉(zhuǎn)錄因子

參與RNA-polⅡ轉(zhuǎn)錄的TFⅡ轉(zhuǎn)錄因子功能TFⅡA穩(wěn)定TBP及TFⅡB與啟動子的結(jié)合TFⅡB與TPB結(jié)合引進polⅡ-TFⅡF復(fù)合物TBP識別TATA盒TFⅡHATPase、激酶、解旋酶TFⅡF解旋酶，與polⅡ緊密結(jié)合20/50TBP與DNA的結(jié)合真核生物轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的組裝啟動子TATA盒+TFⅡD+D-A復(fù)合物(TFⅡD+TFⅡA)+TFⅡB+(RNA聚合酶+TFⅡF)復(fù)合物+TFⅡE、TFⅡJ+TFⅡH〔解旋酶、蛋白激酶〕DNA解旋、RNA聚合酶C-端Ser磷酸化從起始點向下游移動TBP---TATAbindingproteinTAF---TBP-associatedfactorsTFⅡDTFⅡA

TFⅡBRNApolyⅡ/TFⅡFTFⅡEPICDTATABFEDNA起始前復(fù)合物〔Pre-InitiationComplex，PIC〕ARNApolyⅡTATA起始前復(fù)合物〔PIC〕的生成②延伸時形成轉(zhuǎn)錄泡〔三〕終止：終止子和終止因子

轉(zhuǎn)錄至模板某一位置

停止形成磷酸二酯鍵

RNA—DNA雜交鏈解開

DNA解鏈的局部重新形成雙螺旋

RNA聚合酶離開DNA

終止子〔terminator〕——提供轉(zhuǎn)錄終止信號的DNA序列終止因子〔terminationfactor〕——協(xié)助RNAPol識別終止信號的輔助因子抗終止因子〔antiterminationfactor〕——阻礙終止子作用的蛋白造成通讀〔readthrough〕如：噬菌體早、中、晚期基因的時序表達

1、轉(zhuǎn)錄終止的兩種方式〔原核〕

第一類：依賴ρ-因子的終止ρ-因子的結(jié)構(gòu)六聚體依賴RNA的NTP酶活性RNA-DNA解旋酶活性與單鏈RNA結(jié)合

ρ-因子的作用與新生RNA結(jié)合ATP供能ρ因子沿新生的RNA單鏈推進新生的RNA單鏈從DNA模板上別離下來新生RNA圖13-8ρ因子1.識別結(jié)合富含C的RNA鏈功能2.ATPase活性3.解螺旋酶活性ρ因子+ATP5′3′Polymerase富含C

DNA模板上有終止信號

轉(zhuǎn)錄出來的RNAPol遇此結(jié)構(gòu)停止工作DNA和RNA〔dA：rU〕穩(wěn)定性下降富含GC/AT的回文結(jié)構(gòu)自身互補形成發(fā)夾狀結(jié)構(gòu)〔hairpin〕3’尾端有≥4個UDNA恢復(fù)雙鏈，釋放轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物第二類：不依賴ρ-因子的終止UUGCAGCCUGAGAAAUCAGGCUGAUGG…5’3’…5’3’自發(fā)形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)〔轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物3’末端〕例如：AUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUU5’3’UUUU……5’3’自發(fā)形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)UUUU………..5’3’莖環(huán)結(jié)構(gòu)改變RNApol的結(jié)構(gòu)，使其失活莖環(huán)結(jié)構(gòu)的形成使轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解體，PolyU加速這一過程發(fā)夾結(jié)構(gòu)環(huán)莖多個U

DNA模板3’5’NusA蛋白置換σ因子并識別終止子結(jié)構(gòu)，完成起始復(fù)合物與終止復(fù)合物的循環(huán)N蛋白具有抗終止作用不依賴于ρ的終止子依賴于ρ的終止子抗終止作用〔四〕轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)控制遺傳信息表達有時間特異性(temporalspecificity)〔時序性〕和適應(yīng)性〔adaptivespecificity〕時序性:某一基因的表達嚴格按特定的時間順序發(fā)生Hb(hemoglobin)α珠蛋白基因簇：ζ〔胚胎型〕、αβ珠蛋白基因簇：ε〔胚胎型〕、γ〔胎兒型〕、β、δζ2ε2→α2γ2→α2β2適應(yīng)性：

適應(yīng)環(huán)境、維持生長和增殖維持個體發(fā)育與分化基因表達調(diào)控的環(huán)節(jié)：基因活化、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工、翻譯、翻譯后加工原核生物基因表達的調(diào)控

(ControlofProkaryoticGeneExepression)轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控(controloftranscription)操縱子(operon)細菌基因表達和調(diào)控的單位由信息區(qū)與調(diào)控區(qū)組成〔正調(diào)控與負調(diào)控〕操縱子模型的提出

—莫洛(Monod)和雅各布(Jacob)

獲1965年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎PS1S2S3啟動子OPromoter調(diào)控序列結(jié)構(gòu)基因操縱子〔operon〕

結(jié)合RNA聚合酶表達功能蛋白?11/50操縱子〔operon〕:原核生物的轉(zhuǎn)錄單位操縱基因OperatorDiscoveryofOperon1940年，Monod發(fā)現(xiàn)：細菌在含葡萄糖和乳糖的培養(yǎng)基上生長時，細菌先利用葡萄糖，葡萄糖用完后，才利用乳糖；在糖源轉(zhuǎn)變期，細菌的生長會出現(xiàn)停頓。即產(chǎn)生“二次生長曲線〞。存在兩種酶：組成酶與適應(yīng)酶〔誘導(dǎo)酶〕。“酶的適應(yīng)現(xiàn)象及其在細胞分化中的意義〞1947操縱子的結(jié)構(gòu)與功能操縱子(operon):結(jié)構(gòu)基因(structuralgene)、啟動子(promoter,P)和操縱基因(operator,O)阻遏物基因(inhibitor,I),產(chǎn)生阻遏物(repressor)

SeeMovieoflacOperonCAP的正性調(diào)節(jié)

〔PositiveControlofCAP〕CAP(catabolitegeneactivatorprotein)—降解代謝基因激活蛋白或CRP〔cyclicAMPreceptorprotein〕—環(huán)腺苷酸受體蛋白兩個相同的亞基組成，均含有DNA結(jié)合區(qū)cAMP(cyclicAMP)結(jié)合位點cAMP能促進許多原核生物的基因表達cAMP活化CRP〔cAMPreceptorprotein〕↓改變其構(gòu)象，提高對啟動子親和力，促進轉(zhuǎn)錄CRP是廣譜的正調(diào)節(jié)物，促進RNAPol與啟動子的結(jié)合葡萄糖效應(yīng)：細菌優(yōu)先利用葡萄糖，阻遏利用其它底物的酶類的合成。原因：葡萄糖的降解物可以抑制AC的活力，激活磷酸二酯酶——降低cAMP的水平CAP-cAMP對轉(zhuǎn)錄的正調(diào)節(jié)〔五〕與DNA結(jié)合蛋白的基序結(jié)構(gòu)1、螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋Lacrepressor2、鋅指結(jié)構(gòu)——保守AA的基團鋅離子形成相對獨立的結(jié)構(gòu)域有兩種：Cys2/His2〔典型的鋅指蛋白，串聯(lián)重復(fù)〕Cys2/Cys2〔類固醇受體中〕結(jié)合DNA及二聚化Cys2/His2鋅指結(jié)構(gòu)12AA特異結(jié)合位點〔類固醇與類固醇受體〕糖皮質(zhì)激素效應(yīng)元件3、借疏水作用形成的——亮氨酸拉鏈bZIP4、HLH〔螺旋-環(huán)-螺旋〕

——兩個兩親性α螺旋

以疏水側(cè)形成二聚體

堿性區(qū)結(jié)合DNA〔bHLH〕一、嘌呤和嘧啶類似物核酸代謝的拮抗物：抑制核酸合成有關(guān)的酶摻入核酸分子形成異常核酸如：6-巰基嘌呤、硫鳥嘌呤、2.6—二氨基嘌呤、8-氮鳥嘌呤、5-氟尿嘧啶、6-氮尿嘧啶進入體內(nèi)變成相應(yīng)的核苷酸表現(xiàn)抑制作用〔六〕RNA生物合成的抑制作用

2、DNA模板功能的抑制物〔1〕放線菌素D〔actinomycinD〕與DNA形成非共價復(fù)合物其作用如同阻遏蛋白抑制DNA轉(zhuǎn)錄和復(fù)制。色霉素A3、橄欖霉素、光神霉素〔2〕嵌入染料使DNA在復(fù)制時缺失或增添一個核苷酸，導(dǎo)致移碼突變，并能抑制RNA鏈的起始?！?〕烷化劑放線菌素D--插入dG*dC間低濃度--(-)RNA延長高濃度--(-)RNA起始

(-)DNA復(fù)制與DNA模板作用3、RNA聚合酶的抑制劑利福平抑制細菌RNA聚合酶活性原核生物真核生物利福平/利福霉素利鏈霉素與RNA聚合酶β亞基結(jié)合α鵝膏蕈堿——(-)RNA聚合酶Ⅱ與RNA聚合酶作用某些常用的轉(zhuǎn)錄抑制劑抑制劑靶酶抑制作用利福霉素細菌的全酶與β亞基結(jié)合阻止起始利鏈霉素細菌的核心酶與β亞基結(jié)合阻止延長放線菌素D真核RNAPolⅠ與DNA結(jié)合并阻止延長α-鵝膏蕈堿真核RNAPolⅡ與RNA聚合酶Ⅱ結(jié)合二、RNA的轉(zhuǎn)錄后加工/成熟〔post-transcriptionalprocessing〕

MmRNA可直接作為翻譯的模板rrRNAttRNA〔一〕原核生物RNA的成熟原初轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物要加工、修飾1、rRNA的加工原核生物rRNA轉(zhuǎn)錄初始物:rRNA基因和tRNA基因組成混合操縱子：

16SrDNA

tDNA

23SrDNA

5SrDNA

tDNArRNA轉(zhuǎn)錄初始物:

16SrRNA

tRNA

23SrRNA

5SrRNA

tRNA加工RNA酶Ⅲ對轉(zhuǎn)錄初始物切割再加工成熟RNaseⅢRNaseⅢRNaseE甲基化堿基甲基化核糖2、tRNA的加工原核生物tRNA轉(zhuǎn)錄初始物:tRNA基因:◆Ⅰ型---tRNA有3’-CCA-OH◆Ⅱ型---tRNA無3’-CCA-OHtRNA轉(zhuǎn)錄初始物:◆與rRNA相連◆幾個相同(不同)tRNA連在一起●加工RNA酶ⅢRNA酶FRNA酶DRNA酶PtRNA核苷轉(zhuǎn)移酶切開rDNA、tDNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物間隔序列從3’端切斷前體分子核酸外切酶,切除Ⅰ型tRNA3’-CCA-OH下游序列〔核酸+蛋白〕〔M1RNA〕內(nèi)切酶，tRNA5’端成熟酶

催化Ⅱ型tRNA形成穩(wěn)定的3’-CCA-OH●稀有堿基〔二〕真核生物RNA轉(zhuǎn)錄后的加工

1、rRNA轉(zhuǎn)錄后的加工rRNA的基因(rDNA)

轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物成簇排列高度重復(fù)序列DNA核質(zhì):(Ⅲ)--不需加工5srRNA核仁:(Ⅰ)--加工rRNA

28srRNA

18srRNArDNA內(nèi)含子基因間隔18s28s每個重復(fù)單位45s轉(zhuǎn)錄物3種rRNA前身剪接18srRNArRNARNaseⅢ核酸內(nèi)切酶核糖2-OH轉(zhuǎn)錄后的加工和與核糖體的裝配同時進行前rRNA的切割特點：在特殊序列位點由核仁小RNA(snoRNA)催化，snoRNA+蛋白質(zhì)核仁小核蛋白(sno-RNP)2、tRNA的加工堿基修飾3’端5’端切除反密碼環(huán)的內(nèi)含子稀有堿基---Tψ脫氨---AMPIMP復(fù)原---DHU甲基化---mAmG添加CCA-OHRNaseP切除多余的核苷酸RNaseP在前tRNA二級結(jié)構(gòu)根底上3、真核生物的mRNA轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物：hnRNA+蛋白質(zhì)不均一核糖核蛋白〔hnRNP〕●原核與真核生物mRNA的區(qū)別原核生物mRNA多順反子轉(zhuǎn)錄與翻譯同步mRNA不需加工

壽命短真核生物mRNA單順反子轉(zhuǎn)錄后需加工運至胞漿再翻譯mRNA需加工壽命較長加帽加尾mRNA前體的剪接5’端：m7GpppGpN作用:穩(wěn)定mRNA5’端和翻譯的起始有關(guān)3’端:polyA尾巴作用：穩(wěn)定mRNA

和翻譯模板活性有關(guān)剪除內(nèi)含子，連接外顯子加工過程主要包括：5pppGp…5GpppGp…pppGppi鳥苷酰轉(zhuǎn)移酶5m7GpppGp…甲基轉(zhuǎn)移酶SAM5ppGp…磷酸酶Pi〔1〕真核生物mRNA轉(zhuǎn)錄后加工--“加帽〞以5’-5’三磷酸相連帽0帽Ⅰ帽Ⅱm7GpppGpNm7GpppGmpNm7GpppGmpNm●三種5’帽結(jié)構(gòu)形式CapBindingComplex步驟1步驟2作用位置200~250〔2〕真核生物mRNA轉(zhuǎn)錄后加工--加polyA尾外顯子內(nèi)含子DNA

hnRNA〔3〕真核生物mRNA轉(zhuǎn)錄后加工—剪接mRNA-DNAhybridsforthechickenovalbumingene(theR-loopingtechnique)①類型Ⅰ自我拼接磷酸酯的轉(zhuǎn)移反響②類型Ⅱ自我拼接③hnRNA的拼接核內(nèi)小RNA(snRNA)拼接體(spliceosome)的形成●剪接所需條件

snRNA〔U1-U6〕+多肽/蛋白質(zhì)

多種snRNP

〔核內(nèi)小核糖核蛋白顆?！?/p>

多種snRNPs裝配成

拼接體

〔參與剪接過程〕3與內(nèi)含子5’互補需要U2輔助因子和U1snRNP片段互補結(jié)合在一個核糖核蛋白顆粒分支點供能促使U4和U6別離U2和U6互補U5識別外顯子拼接點5’羥基④tRNA前體的酶促拼接2’3’環(huán)磷酸基環(huán)磷酸二酯酶2’磷酸基3’羥基5’羥基5’磷酸基5’-5’酵母⑤反式拼接與選擇性拼接降鈣素降鈣素基因相關(guān)肽RNA編輯〔RNAediting〕介紹

〔1〕一種與RNA加帽、加尾、剪接不同的RNA

加工形式。

〔2〕轉(zhuǎn)錄后改變RNA的序列，使成熟RNA的序

列與基因組DNA序列不同。

〔3〕生物學(xué)中心法那么的補充，擴大了mRNA

遺傳信息容量。

SeveraltypesofmRNAeditinginvolvingbasesubstitutionscansignificantlyalterthepolypeptideproductsencodedbytheRNAsequences起始密碼氨基酸的變化終止密碼沉默編輯mRNA編輯的幾種類型錐蟲線粒體RNA編輯——泛〔全〕編輯〔panediting〕：插入U錨定順序核酸內(nèi)切酶末端尿苷酸轉(zhuǎn)移酶RNA連接酶RNAeditinginprotein-codingregionsofmitochondrialtranscriptfromtheprotozanTrypanosomabrucei四膜蟲線粒體COIII基因轉(zhuǎn)錄區(qū)mRNA的泛編輯人載脂蛋白mRNA〔apolipoproteinB〕基因編碼4563個AA多肽→ApoBl00——肝細胞中合成后分泌到血液中編碼2153個AA多肽→ApoB48——在腸細胞中合成同源載脂蛋白是載脂蛋白mRNA編輯后的產(chǎn)物

人類載脂蛋白B〔ApoB〕mRNA的編輯出現(xiàn)一個終止密碼載脂蛋白apo-BmRNA的修飾超編輯：一種修飾的mRNA加工，涉及靶分子廣泛的脫氨基，使RNA的50%腺嘌呤核苷酸轉(zhuǎn)變?yōu)榇吸S嘌呤，稱為超編輯。雙鏈RNA腺嘌呤脫氨酶〔dsRADs〕mRNA分子中的區(qū)段鄰近的內(nèi)含子順序——產(chǎn)生雙鏈構(gòu)型指定修飾的位點

形成特別的配對

腺嘌呤脫氨基插入編輯〔insertionalediting〕在某些病毒RNA及原生生物線粒體mRNA中出現(xiàn)，涉及面不廣。例如副粘病毒P基因在mRNA的特別位置插入鳥苷酸〔G〕產(chǎn)生至少2個不同的蛋白質(zhì)。這些插入事件與引導(dǎo)RNA無關(guān)，它們是由RNA多聚酶在合成mRNA時參加的。多聚腺苷酸化〔polyadenylation〕編輯這類加工事件多見于動物線粒體mRNA。從人線粒體基因組轉(zhuǎn)錄的5個mRNA均以U或UA結(jié)尾，而非終止密碼UAA或UAG。多聚腺苷酸化可將未端的U或UA轉(zhuǎn)變?yōu)閁AAA……，產(chǎn)生終止密碼，這是脊椎動物線粒體為保持足夠緊湊的結(jié)構(gòu)而具有的幾個特征之一。核酶〔介紹〕三、在RNA指導(dǎo)下RNA和DNA的合成〔一〕在RNA指導(dǎo)下RNA合成AmodeltoexplaintheRNA-dependentsynthesisofanRNApolymerfromoligonucleotideprecursors.AnATP-bindingRNAwasgeneratedandisolatedusingSELEX.〔二〕逆轉(zhuǎn)錄以RNA為模板，有逆轉(zhuǎn)錄酶的參與，在4種dNTP存在及適合的條件下，按堿基配對的原那么，合成cDNA〔complementaryDNA,cDNA〕的過程。1、逆轉(zhuǎn)錄酶〔reversetranscriptase)RNA依賴