生物合成和加工詳解

生物合成和加工詳解演示文稿當前1頁，總共84頁。優(yōu)選生物合成和加工當前2頁，總共84頁。遺傳信息傳遞的中心法則

蛋白質(zhì)翻譯轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制復(fù)制DNARNA當前3頁，總共84頁。第一節(jié)DNA指導(dǎo)下RNA的合成

轉(zhuǎn)錄（transcription）：生物體以DNA為模板合成RNA的過程，轉(zhuǎn)錄是通過DNA的指導(dǎo)下的RNA聚合酶的催化實現(xiàn)的。經(jīng)轉(zhuǎn)錄生成的RNA有多種，主要的是rRNA，tRNA，mRNA，snRNA和scRNA。轉(zhuǎn)錄從DNA模板的特定位點開始，并在一定的位點終止,此轉(zhuǎn)錄區(qū)域為一個轉(zhuǎn)錄單位。轉(zhuǎn)錄的起始是由DNA的啟動子（promoter)控制的，控制中止的部位稱中止子（terminator)。當前4頁，總共84頁。1.DNA指導(dǎo)的RNA聚合酶反應(yīng)式：

n1ATPRNApolymerasen2GTPn3CTPDNA,Mg2+(orMn2+)

n4TTP

RNA+(n1+n2+n3+n4)PPi從聚合反應(yīng)的化學本質(zhì)、極性和模板的使用這三方面來說，轉(zhuǎn)錄與復(fù)制是相同的。但是，也存在三個主要不同點：A．轉(zhuǎn)錄中不需要RNA引物、以4種三磷酸核糖核苷（NTP）為底物；B．轉(zhuǎn)錄反應(yīng)一般只用一小段DNA做模板；C．在轉(zhuǎn)錄區(qū)，一般都只有一條DNA鏈可以作為模板。當前5頁，總共84頁。啟動子終止子模板鏈（負鏈，反意義鏈）編碼鏈（正鏈，有意義鏈）非信息區(qū)DNA5′5′3′3′兩股DNA單鏈中只有一股可轉(zhuǎn)錄,可作為模板轉(zhuǎn)錄成RNA的一股稱為模板鏈,對應(yīng)的一股互補鏈稱為編碼鏈。能轉(zhuǎn)錄出mRNA然后指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的部分稱為結(jié)構(gòu)基因。其余的DNA可能轉(zhuǎn)錄(rRNA,tRNA),也可能不轉(zhuǎn)錄。不對稱轉(zhuǎn)錄:DNA分子上一股可轉(zhuǎn)錄,另一股不轉(zhuǎn)錄;模板鏈并非永遠在同一單鏈上。當前6頁，總共84頁。大腸桿菌RNA聚合酶（456kD)核心酶(α2ββ)起始因子α——酶的裝配與啟動子上游元件和活化因子結(jié)合ββs——識別啟動子，促進轉(zhuǎn)錄的起始w---?全酶(α2ββ)

w2Zn結(jié)合核苷酸底物催化磷酸二酯鍵形成和模板DNA結(jié)合催化中心當前7頁，總共84頁。轉(zhuǎn)錄泡，17bp雜交體，8bp酶的移動方向大腸桿菌RNA聚合酶進行的轉(zhuǎn)錄當前8頁，總共84頁。RNA合成過程起始(pppGorpppA)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(terminator)5RNA聚合酶5353553NusA離開識別NusA當前9頁，總共84頁。大腸桿菌RNA聚合酶與DNA的相互作用

當前10頁，總共84頁。當前11頁，總共84頁。真核生物的RNA聚合酶三種RNA聚合酶Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,它們專一地轉(zhuǎn)錄不同的基因,其轉(zhuǎn)錄過程和產(chǎn)物各不相同。三種RNA聚合酶對鵝膏覃堿的敏感性反應(yīng)不同。

snRNAU6,scRNAr5s-rRNA(5.8,18,28SRNA)當前12頁，總共84頁。2.啟動子和轉(zhuǎn)錄因子

啟動子(promoter)是指RNA聚合酶識別、結(jié)合和開始轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列。RNA聚合酶起始轉(zhuǎn)錄需要的輔助因子（蛋白質(zhì)）稱為轉(zhuǎn)錄因子(transcriptionalfactor)。利用足跡法(footprint)和DNA測序法可以確定啟動子的序列結(jié)構(gòu)。

當前13頁，總共84頁。足跡法確定啟動子序列

當前14頁，總共84頁。當前15頁，總共84頁。大腸桿菌啟動子共有序列××AGTCTTGACA××××××××××××××××××TAT××××××××××××××ATAAAT××××××AACTGT××××TTA××××××××××××××××Pribnow框-10-35識別區(qū)16-19bp5-9bp起點頻度：T89A95T45A60A50

T95有助于DNA局部雙鏈解開提供了RNA聚合酶識別的信號頻度：T82T84G78A65C54A45當前16頁，總共84頁。真核啟動子分為類型I、II、III，分別由RNApolI、II、III進行轉(zhuǎn)錄。類型I、III啟動子種類有限，分別控制rRNA前體基因和小分子RNA的轉(zhuǎn)錄。類型I(RNA聚合酶I)啟動子控制rRNA前體基因的轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物經(jīng)加工后生成各種成熟的rRNA。當前17頁，總共84頁。類型I啟動子由兩部分保守序列組成：核心啟動子:位于轉(zhuǎn)錄起始點附近（－45—＋20）。上游控制元件（UCE）:位于－180—－107。兩部分都富含GC。

RNA聚合酶I的轉(zhuǎn)錄還需要兩種輔助因子參與:

UBF1:可結(jié)合在兩部分富含GC區(qū)

SL1：四聚體，含一個TBP和3個轉(zhuǎn)錄輔助因子TAFI,結(jié)合在UBF1上,SL1

類似于細菌的s因子。當前18頁，總共84頁。類型II啟動子類型II啟動子涉及眾多蛋白質(zhì)基因的表達控制。包括4類控制元件：基本啟動子起始子上游元件應(yīng)答元件由相應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子識別：通用因子、上游因子、可誘導(dǎo)因子

基本啟動子序列中心在-25至-30左右，7bp保守區(qū)。稱TATA框（TATAbox）或Goldberg-Hogness框。A63A60

T82A97T93A85A82T37T37當前19頁，總共84頁。通用（基本）轉(zhuǎn)錄因子

通用轉(zhuǎn)錄因子（TFIIX）:指在啟動子部位與RNA聚合酶II形成起始復(fù)合物（作用于基本啟動子），啟動轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)因子，含量豐富，種類較少，為所有類型II啟動子起始轉(zhuǎn)錄所必需。轉(zhuǎn)錄因子亞基數(shù)分子量功能當前20頁，總共84頁。RNA聚合酶II和轉(zhuǎn)錄因子在啟動子上的裝配(TATAbindingprotein)當前21頁，總共84頁。TATA框是RNAPolII和通用因子形成起始復(fù)合物的主要裝配點。轉(zhuǎn)錄的起始位點處有一保守序列稱起始子（initiator,Inr)，DNA在此解開并開始轉(zhuǎn)錄，其共有序列為：

PyPyANPyPyTA+1當前22頁，總共84頁。CAAT框中心在-75處，9bp，共有序列GGT（G）CAATCT功能：與RNA聚合酶結(jié)合

GC框在CAAT框上游，序列GGGCGG，與某些轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合。

CAAT和GC框均為上游序列，對轉(zhuǎn)錄的起始頻率有較大影響。

真核生物與細胞類型和發(fā)育階段相關(guān)的的基因表達。主要通過轉(zhuǎn)錄因子的重新合成進行調(diào)節(jié)，對外界刺激的快速反應(yīng)主要是通過轉(zhuǎn)錄激活物的可誘導(dǎo)調(diào)節(jié)。上游調(diào)控元件當前23頁，總共84頁。類別III啟動子（為RNApolIII所識別）

涉及小分子RNA，如：5S和tRNA，scRNA的轉(zhuǎn)錄。它位于轉(zhuǎn)錄起始點下游，也就是基因內(nèi)部。5SrRNA基因boxA中間元件boxBboxAboxB腺病毒VARNA基因先由TFIIIA結(jié)合到boxA,然后促使TFIIIC結(jié)合，后者結(jié)合導(dǎo)致TFIIIB結(jié)合到轉(zhuǎn)錄起始點附近，并引導(dǎo)RNApolIII結(jié)合在起點上。+55+80當前24頁，總共84頁。3.終止子和終止因子

提供轉(zhuǎn)錄停止信號的DNA序列稱為終止子(terminator)。協(xié)助RNA聚合酶識別終止信號的輔助因子（蛋白質(zhì)）則稱為終止因子(terminationfactor)。有的終止信號的作用可被特異的因子所阻止，使RNA聚合酶得以越過終止子繼續(xù)轉(zhuǎn)錄，這稱為通讀(readthrough)，這類引起抗終止作用的蛋白質(zhì)稱為抗終止因子(antiterminationfactor)，如噬菌體N蛋白既是一種。

當前25頁，總共84頁。大腸桿菌兩類終止子的回文結(jié)構(gòu)A.不依賴于Rho（）的終止子B.依賴于Rho（）的終止子富含G-C系列U識別終止子的輔助因子：NusA,B,E,G當前26頁，總共84頁。RNAPolIINusARNAPolIINusA當前27頁，總共84頁。4.RNA生物合成的抑制劑核苷酸合成抑制劑堿基和核苷酸類似物：8-巰基嘌呤、8-氮鳥嘌呤5-氟脲嘧啶（用于治療癌、白血病等）烷化劑：氮芥、磺酸酯、氮丙啶等放線菌素：放線菌素D嵌合劑：溴乙錠與DNA模板結(jié)合的抑制劑（抗癌、抗病毒藥物）RNA聚合酶的抑制劑抗生素:如利福平、利鏈霉素，抑制原核生物RNA合成肽類化合物：-鵝膏蕈堿，抑制真核生物RNA合成某些核酸代謝的拮抗劑和抗生素能抑制RNA的生物合成當前28頁，總共84頁。第二節(jié)RNA轉(zhuǎn)錄后的加工

細胞內(nèi)由RNA聚合酶合成的原初轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物往往需要經(jīng)過一系列的變化，才能轉(zhuǎn)變成為成熟的RNA分子,這一過程總稱之為RNA的成熟或轉(zhuǎn)錄后加工（post-transcriptionalprocessing)。鏈的裂解5’

、3’端的切除和特殊結(jié)構(gòu)的形成核苷酸的修飾和糖苷鍵的變化拼接和編輯等過程當前29頁，總共84頁。細胞內(nèi)的tRNA、rRNA相對穩(wěn)定，半衰期一般為幾個小時。所有的tRNA、rRNA都不是原初轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，都要經(jīng)過一系列的加工才能成為有活性的分子。原初轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的5’是三磷酸（pppG、pppA），而成熟的tRNA、rRNA，5’是單磷酸。成熟tRNA、rRNA分子都比原初轉(zhuǎn)錄物小。所有的tRNA分子，都有原初轉(zhuǎn)錄物所沒有的稀有堿基（A、G、C、U以外的堿基）。當前30頁，總共84頁。真核的mRNA多為單順反子，壽命比原核mRNA的長。含有多內(nèi)含子,在原初轉(zhuǎn)錄物中，通過RNA拼接反應(yīng)內(nèi)含子被去除。原核mRNA為多順反子，半衰期只有幾分鐘，一經(jīng)轉(zhuǎn)錄即直接進行翻譯，一般不需加工。但少數(shù)多順反子mRNA需經(jīng)過核酸內(nèi)切酶作用，切成較小的單位后再進行翻譯.如：核糖體大亞基蛋白L10和L7/L12與RNAPolb、b’亞基基因組成的混合操縱子。當前31頁，總共84頁。1.

原核生物RNA的加工

rRNA前體的加工在原核生物中，rRNA基因與某些tRNA基因組成混合操縱子，可提高效率、節(jié)省空間。其它的tRNA基因也成簇存在，并與編碼蛋白質(zhì)的基因組成操縱子，它們在形式多順反子轉(zhuǎn)錄物后，斷裂成為rRNA和tRNA的前體，然后進一步加工成熟。

當前32頁，總共84頁。E.coli共有三種rRNA5S、16S和23SrRNA

rRNA原初轉(zhuǎn)錄物含6300個核苷酸，約30S。

E.coli有7個rRNA的轉(zhuǎn)錄單位（操縱子），它們分散在基因組的各處。每個轉(zhuǎn)錄單位由16SrRNA、23SrRNA、5SrRNSA以及一個或幾個tRNA基因所組成。每個操縱子中tRNA基因的種類、數(shù)量和位置都各不相同。當前33頁，總共84頁。甲基化作用專一核酸內(nèi)切酶30S前體P16pre-tRNAP23專一核酸外切酶16SrRNAtRNA23SrRNA5SrRNA專一核酸外切酶大腸桿菌rRNA前體的加工P516SrRNAtRNA23SrRNA5SrRNA甲基化EIIIPIIIIIIEIII當前34頁，總共84頁。原核tRNA前體的加工E.coli染色體基因組有60個tRNA基因，即某種a.a.的tRNA基因不只一個拷貝。tRNA基因大多成簇存在，或與rRNA基因，或與蛋白質(zhì)基因組成混合轉(zhuǎn)錄單位。tRNA前體加工步驟：核酸內(nèi)切酶(RNaseP、RNaseF)在tRNA兩端切斷。核酸外切酶(RNaseD)從3’端逐個切去附加序列。在tRNA3’端加上-CCA-OH。核苷的修飾（修飾酶):甲基化酶/S-腺苷蛋氨酸（SAM），假尿苷合成酶。當前35頁，總共84頁。tRNA前體分子的加工a、切除tRNA前體兩端多余的序列：5’—端切除幾到10個核苷酸。b、末端添加：3’-端添加CCA序列。RNaseFRNaseFRNasePRNasePRNaseDRNaseDACCc、修飾：形成稀有堿基如DH2。表示核酸內(nèi)切酶的作用表示核苷酸轉(zhuǎn)移酶的作用表示核酸外切酶的作用

表示異構(gòu)化酶的作用

5’3’當前36頁，總共84頁。tRNA+CTPtRNA-C+PPitRNA-C+CTPtRNA-CC+PPitRNA-CC+ATPtRNA-CCA+PPi

tRNA核苷酰轉(zhuǎn)移酶tRNA+SAM甲基-tRNA+S-腺苷高半胱氨酸t(yī)RNA甲基化酶tRNA假尿苷合成酶催化尿苷的糖苷鍵發(fā)生位移反應(yīng)，由尿苷的N1變?yōu)镃5。當前37頁，總共84頁。2.真核生物RNA的加工真核rRNA、tRNA前體的加工過程與原核的很相似，但mRNA的加工過程與原核的有很大不同。真核rRNA前體的加工真核生物核糖體小亞基含：16-18SrRNA大亞基含：26-28SrRNA、5SrRNA、

5.8SrRNA（特有）。當前38頁，總共84頁。真核rRNA基因拷貝數(shù)較多，幾十至幾千個之間，rRNA基因也成簇排列在一起。18S、5.8S、28SrRNA基因組成一個轉(zhuǎn)錄單位，彼此被間隔區(qū)分開，由RNA聚合酶I轉(zhuǎn)錄生成一個長的rRNA前體。5SrRNA基因也成簇排列，間隔區(qū)不被轉(zhuǎn)錄，由RNA聚合酶III轉(zhuǎn)錄后經(jīng)適當加工。哺乳動物：45SrRNA前體含18S、5.8S、28SrRNA果蠅：38SrRNA前體含18S、5.8S、28SrRNA酵母：37SrRNA前體，17S、5.8S、26SrRNA當前39頁，總共84頁。rRNA在成熟過程中可被甲基化，位點主要在核糖2’-OH上。真核rRNA甲基化程度比原核的高，約1-2%的核苷酸被甲基化。真核生物的核仁是rRNA合成、加工和裝配成核糖體的場所，大、小亞基分別組裝后，通過核孔轉(zhuǎn)移到胞質(zhì)中參與核糖體循環(huán)。當前40頁，總共84頁。

真核tRNA前體的加工真核tRNA基因的數(shù)目比原核tRNA的要多的多。例如，E.coli有60個tRNA基因，啤酒酵母250個，果蠅850個，爪蟾1150個，人1300個。真核tRNA基因也成簇排列，被間隔區(qū)分開，tRNA基因由RNA聚合酶Ⅲ轉(zhuǎn)錄。真核tRNA前體的剪切、修飾過程與原核相似。當前41頁，總共84頁。真核生物mRNA前體的加工mRNA原初轉(zhuǎn)錄物是分子量很大的前體，在核內(nèi)加工過程中形成分子大小不等的中間產(chǎn)物，它們被稱為核內(nèi)不均一RNA（hnRNA）。其中，約有25%可轉(zhuǎn)變成成熟的mRNA。hnRNA半壽期很短，比細胞質(zhì)中的mRNA更不穩(wěn)定，一般在幾分鐘至1小時。而細胞質(zhì)mRNA的半衰期為1-10小時，神經(jīng)細胞mRNA最長可達數(shù)年。

hnRNA轉(zhuǎn)變成mRNA的加工過程主要包括：5’末端形成帽子結(jié)構(gòu)3’末端切斷并加上polyA剪接除去內(nèi)含子對應(yīng)的序列甲基化當前42頁，總共84頁。5′

“帽子”PolyA

3′

順反子(cistron)

m7G5′ppp5′N1pN2pAAAAAAA-OHmRNA的加工加帽子當前43頁，總共84頁。當前44頁，總共84頁。由于甲基化的程度不同，有三種類型的帽子：CAPO型：m7Gppp

CAPI型：N1核苷酸2’-OH甲基化CAPII型：N2核苷酸2’-OH也被甲基化

5’帽子也出現(xiàn)于hnRNA，說明加帽過程可能在轉(zhuǎn)錄的早期階段或轉(zhuǎn)錄終止前就已完成。5’帽子的功能在翻譯過程中起信號識別作用，協(xié)助核糖體與mRNA結(jié)合，使翻譯從AUG開始。保護mRNA，避免5’端受核酸外切酶的降解。當前45頁，總共84頁。3’端加polyA

hnRNA鏈由RNaseⅢ切斷，由多聚腺苷酸聚合酶催化，加上polyA，ATP為供體。

高等真核生物和病毒的mRNA在靠近3’端區(qū)都有一段非常保守的序列AAUAAA，這一序列離多聚腺苷酸加入位點的距離在11-30nt范圍之內(nèi)。

核內(nèi)hnRNA的3’端也有多聚腺苷酸，表明加尾過程早在核內(nèi)已經(jīng)完成。hnRNA中的poly（A）比mRNA略長，平均150-200nt(mRNA的polyA為：20-200)。當前46頁，總共84頁。polyA的功能:防止核酸外切酶對mRNA信息序列的降解，起緩沖作用。與mRNA從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)有關(guān)。mRNA甲基化某些真核mRNA內(nèi)部有甲基化的位點，主要是在N6-甲基腺嘌呤（m6A）。當前47頁，總共84頁。3.RNA的拼接、編輯和再編碼

大多數(shù)的真核基因都是斷裂基因，斷裂基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物產(chǎn)物需要通過拼接，去除插入部分（即內(nèi)含子，intron），使編碼區(qū)（即外含子，Exon）成為連續(xù)序列，這是基因表達的一個重要環(huán)節(jié)。RNA編碼序列的改變稱為編輯（editing），RNA編碼和讀碼方式的改變稱為再編碼（recoding）。

由于存在選擇性的拼接、編輯和再編碼，一個基因可以產(chǎn)生多種蛋白質(zhì)。當前48頁，總共84頁。雞卵清蛋白成熟mRNA與DNA雜交電鏡圖DNAmRNA1977，Robert&Sharp發(fā)現(xiàn)斷裂基因（1993年獲得諾貝爾生理或醫(yī)學獎）當前49頁，總共84頁。

RNA的拼接和催化作用（內(nèi)含子的切除）多數(shù)真核基因是斷裂基因，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物通過拼接，去除內(nèi)含子，使編碼區(qū)（外顯子）成為連續(xù)序列。有些內(nèi)含子可以催化自身的拼接（self-splicing）,有些內(nèi)含子需要在有關(guān)酶的作用下才能拼接。RNA的拼接有4種方式：類型I自我拼接：如：四膜蟲rRNA前體的拼接類型II自我拼接：如：植物葉綠體基因的拼接hnRNA的拼接核內(nèi)tRNA前體的酶促拼接當前50頁，總共84頁。RNA的拼接方式類型I自我拼接類型II自我拼接核hnRNA的拼接體的拼接核內(nèi)tRNA的酶促拼接GTAGU當前51頁，總共84頁。

Ⅰ類內(nèi)含子的剪接機制p3’HO-GpMg2+或Mn2+GMP,GDP,GTP5‘3‘外顯子I外顯子II3’pP-GOH5’p外顯子P-G3’HO15414ntPOG-OH395nt15nt當前52頁，總共84頁。Ⅱ類內(nèi)含子的剪接機制Mg2+

p-Ap3’OH套環(huán)的形成pP-AHO3’外顯子連接p2‘HO-Ap5’3‘當前53頁，總共84頁。hnRNA剪接反應(yīng)是在剪接體（splicesome)上進行的剪接體由5種U系列snRNA和50多蛋白質(zhì)組成（U1、U2、U4、U5、U6）與II型內(nèi)含子剪接相似，只是由剪接體完成真核生物所有編碼蛋白質(zhì)的核結(jié)構(gòu)基因，其內(nèi)含子的左端均為GT，右端均為AG。此規(guī)律稱GT-AG規(guī)律，對于mRNA就是GU-AG此規(guī)律不適合于線粒體、葉綠體的內(nèi)含子，也不適合于tRNA和某些rRNA的核結(jié)構(gòu)基因hnRNA的拼接當前54頁，總共84頁。真核細胞內(nèi)存在許多種類的小分子RNA，大小在100-300nt，有些由聚合酶III轉(zhuǎn)錄，有些由聚合酶II轉(zhuǎn)錄。核內(nèi)小RNA（snRNA）主要存在于核內(nèi)，細胞質(zhì)小RNA（scRNA）主要存在于細胞質(zhì)。重要的snRNA有U系列snRNA，因其尿嘧啶含量高而得名。U系列snRNA通常都與多肽或蛋白質(zhì)結(jié)合形成核糖核蛋白顆粒（RNP）。U-snRNA參與hnRNA的拼接過程。U3-snRNA與rRNA前體的加工有關(guān)，U1、U2、U4、U5、U6都與hnRNA的加工有關(guān)。當前55頁，總共84頁。當前56頁，總共84頁。tRNA前體的拼接

酵母tRNA前體的拼接研究的最清楚。酵母tRNA約有400個基因，有內(nèi)含子的基因約占1/10，長度14-46bp，沒有保守性。

切除內(nèi)含子的酶識別的是tRNA的二級結(jié)構(gòu)，而不是保守序列。拼接過程：第一步切除內(nèi)含子第二步RNA連接酶將兩個tRNA半分子連接當前57頁，總共84頁。酵母tRNAPhe及其前體的結(jié)構(gòu)當前58頁，總共84頁。酵母和植物tRNA前體的拼接過程當前59頁，總共84頁。反式拼接內(nèi)含子的拼接一般都是發(fā)生在同一個基因內(nèi)，切除內(nèi)含子，相鄰的外顯子彼此連接，稱為順式拼接（cis-splicing），但也有另一種情況，即不同基因的外顯子剪接后相互連接，此稱為反式拼接（trans-splicing）。反式拼接的情況較為稀少，較典型的例子是錐蟲表面糖蛋白基因VSG(variablesurfaceglycoprotein)，線蟲的肌動蛋白基因（actingenes），和衣藻（Chlamydomonas）葉綠體DNA中含有的psa基因。當前60頁，總共84頁。當前61頁，總共84頁。選擇性拼接（alternativesplicing)一個基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物通過不同的拼接方式，得到不同的mRNA和翻譯產(chǎn)物，稱為選擇性拼接。所產(chǎn)生的多個蛋白質(zhì)即為同原體（isoform).當前62頁，總共84頁。（降鈣素類）（降鈣素相關(guān)蛋白,具有舒張血管作用）（甲狀腺）降鈣素基因轉(zhuǎn)錄物的選擇性加工當前63頁，總共84頁。RNA拼接的生物學意義是生物有機體在進化歷史中形成的，是進化的結(jié)果。增加了基因產(chǎn)物。是基因表達調(diào)控的重要環(huán)節(jié)，是真核生物遺傳信息精確調(diào)節(jié)和控制的一種方式。當前64頁，總共84頁。RNA編輯的不同類型和分布編輯類型機制存在U的插入與刪除gRNA的轉(zhuǎn)酯反應(yīng)錐蟲線粒體mRNAC、A或U的插入多頭絨孢菌線粒體的mRNA和tRNAG的插入RNA聚合酶重復(fù)轉(zhuǎn)錄副粘病毒的P基因C轉(zhuǎn)變?yōu)閁酶促脫氫哺乳類腸的ApomRNAC轉(zhuǎn)變?yōu)閁或U轉(zhuǎn)變?yōu)镃脫氫或氨基化植物線粒體mRNA和tRNA牛心線粒體tRNAA轉(zhuǎn)變?yōu)镮脫氨腦谷氨酸受體亞基mRNARNA的編輯DNA的正鏈序列GAGAAmRNA的序列GAU

UGUAUA蛋白質(zhì)序列AspCsyIle＊＊＊＊錐蟲線粒體細胞色素氧化酶亞基IIRNA編碼序列的改變稱為編輯（editing）。當前65頁，總共84頁。RNA的再編碼

在正常情況下，mRNA的三聯(lián)體密碼子可以被的反密碼子識別，mRNA攜帶的遺傳信息得以正確表達，但是，基因的錯義、無義和移碼突變，改變了編碼信息，使得蛋白質(zhì)的活性降低或喪失。

校正tRNA通常是一些變異的tRNA，它們或是反密碼子環(huán)堿基發(fā)生改變，或是決定特異性即個別堿基發(fā)生變化，從而改變了譯碼規(guī)則，故而使錯誤的編碼信息受到校正。

這是mRNA再編碼的一種重要方式。

當前66頁，總共84頁?；蜷g的校正突變GluH2NCOOH

第一個突變：由于DNA突變使mRNA分子中GAG變?yōu)閁AGGAG(Glu)UAG（終止密碼）H2NCOOHTyrH2NCOOH

第二個突變：tRNATyr的反密碼子GUA突變成CUA突變tRNATyr可以將終止密碼UAG讀作Tyr3-A-U-C-55-U-A-G-3突變tRNATyr

的反密碼子（正常時應(yīng)為3-A-U-G-5）此終止密碼被讀作Tyr當前67頁，總共84頁。此外，核糖體在mRNA上移動時，在某些mRNA的一定位點上發(fā)生打嗝，由此改變閱讀框，此過程稱核糖體移碼(ribosomalframeshifting),或叫程序性閱讀框架移位（programmedreadingframeshift),簡稱翻譯移碼（translationalframeshifting)。這一機制可以從一個mRNA產(chǎn)生兩個或更多不同的蛋白質(zhì)。有時核糖體在mRNA上還可發(fā)生跳躍，如：T4噬菌體基因60的mRNA，核糖體在其上移動時跳過50個核苷酸片段。當前68頁，總共84頁。RNA編輯的生物學意義消除移碼突變等基因突變的危害增加了基因產(chǎn)物的多樣性與生物發(fā)育與分化有關(guān)，是基因調(diào)控的一種重要方式當前69頁，總共84頁。4.RNA生物功能的多樣性RNA在遺傳信息的翻譯中起著決定作用。RNA具有重要的催化功能和其它持家功能。RNA轉(zhuǎn)錄后加工和修飾依賴于各類小RNA和其它蛋白質(zhì)復(fù)合物。RNA對基因表達和細胞功能具有重要調(diào)節(jié)作用。RNA在生物進化中起重要作用。當前70頁，總共84頁。5.RNA的降解

RNA降解是涉及到基因表達的一個重要環(huán)節(jié)。

rRNA和tRNA是穩(wěn)定的RNA，其更新率低；

mRNA是不穩(wěn)定的RNA，其更新率非常高。因為mRNA與其編碼基因的表達活性直接有關(guān)，不同的RNA需要以不同的速度進行降解。脊椎動物細胞mRNA的平均半衰期約為3h,細胞每一世代中各類mRNA約周轉(zhuǎn)10次。細菌mRNA的半衰期大約只有1.5min，以適應(yīng)快速生長和對環(huán)境作出快速反應(yīng)的要求。所有細胞中都存在各種核糖核酸酶，可以降解RNA。真核生物mRNA降解的主要途徑首先是poly(A)尾巴的縮短，去腺苷酸化能誘發(fā)脫去5端帽子結(jié)構(gòu)，然后由5→3方向和3→5方向降解mRNA。當前71頁，總共84頁。第三節(jié)RNA指導(dǎo)下的RNA和DNA的合成

以RNA為模板合成RNA，是病毒RNA的特殊繁殖方式。當病毒RNA侵入寄主細胞后，這些病毒在RNA復(fù)制酶催化下即可自行復(fù)制產(chǎn)生新的病毒RNA。RNA復(fù)制酶需要專一性的RNA模板，例如Qβ噬菌體的RNA復(fù)制酶只能用Qβ病毒RNA為模板，它不用寄主的RNA為模板。一.RNA的復(fù)制當前72頁，總共84頁。1.噬菌體QβRNA的復(fù)制噬菌體Qβ：直徑20nm的正十二面體，含30%RNA，其余為蛋白質(zhì)，單鏈RNA，4500個核苷酸，編碼3-4個蛋白質(zhì)。結(jié)構(gòu)：5’端—成熟蛋白（A或A2蛋白）—外殼蛋白（或A1蛋白）—復(fù)制酶β亞基—3’端Qβ復(fù)制酶：αβγδ四個亞基，只有β是自己編碼，其余三個亞基來自寄主細胞(α:核糖體S1蛋白，γ：EF-Tu，δ：EF-Ts)。

進入E.coli細胞后，其RNA即為mRNA，可以直接合成與病毒繁殖有關(guān)的蛋白質(zhì)（復(fù)制酶β亞基）。QβRNA為正鏈RNA當前73頁，總共84頁。A.負鏈的合成B.正鏈的合成病毒的正鏈復(fù)制中間體復(fù)制中間體新合成的正鏈新合成的負鏈負鏈噬菌體Q的合成當前74頁，總共84頁。

2.QβRNA翻譯和復(fù)制的自我調(diào)節(jié)

QβRNA的高級結(jié)構(gòu)（雙螺旋區(qū)的結(jié)構(gòu)）參與翻譯的調(diào)節(jié)控制（1）只有剛復(fù)制的QβRNA，成熟蛋白（A）基因才能翻譯。（2）

核糖體能直接啟動外殼蛋白基因的翻譯（3）復(fù)制酶β亞基基因只有在外殼蛋白合成時雙鏈打開才能進行翻譯。

當前75頁，總共84頁。QβRNA的翻譯、復(fù)制受寄主細胞調(diào)節(jié)，以正鏈RNA為模板復(fù)制負鏈RNA時，另需寄主細胞的HFⅠ和HFⅡ因子。而以負鏈RNA為模板復(fù)制正鏈RNA時，不需這兩個因子，感染后期