王鏡巖生物化學(xué)經(jīng)典課件16RNA合成考研必備學(xué)生物化學(xué)必備

一、DNA指導(dǎo)下RNA的合成1958年Crick提出的中心法則第一頁，共87頁。第二頁，共87頁。(一)DNA指導(dǎo)的RNA聚合酶

原核生物的RNA聚合酶由α2ββ′構(gòu)成核心酶，σ為起始因子，σ因子引導(dǎo)RNA聚合酶穩(wěn)定地結(jié)合到DNA的啟動子上，不同的菌種σ因子的大小差別很大,不同的σ因子可以識別不同的啟動子，β亞基借助疏水作用與DNA結(jié)合,β′亞基是堿性蛋白，借助靜電作用與DNA結(jié)合，ββ′構(gòu)成RNA聚合酶的催化中心，α亞基與啟動子上游元件和活化因子結(jié)合，促進(jìn)酶的裝配，ρ因子參與某些基因轉(zhuǎn)錄的終止。

第三頁，共87頁。真核生物的RNA聚合酶對α-鵝膏蕈堿不敏感，轉(zhuǎn)錄45SrRNA前體，經(jīng)加工產(chǎn)生5.8SrRNA，18SrRNA和28SrRNA；RNA聚合酶對α-鵝膏蕈堿敏感，轉(zhuǎn)錄編碼蛋白質(zhì)的基因和大多數(shù)snRNA；RNA聚合酶

對α-鵝膏蕈堿中等敏感，轉(zhuǎn)錄小RNA，包括tRNA，5SrRNA，snRNA和scRNA。第四頁，共87頁。第五頁，共87頁。轉(zhuǎn)錄的步驟第六頁，共87頁。研究轉(zhuǎn)錄起點的方法:足跡法第七頁，共87頁。(二)啟動子和轉(zhuǎn)錄因子原核生物的啟動子不同的σ因子識別的啟動子共有序列有所不同（表36-3）第八頁，共87頁。真核生物RNA聚合酶啟動子的共有序列

RNA聚合酶基本啟動子的共有序列TATA位于-25至

-30，轉(zhuǎn)錄起始部位有一保守序列PyPyA*NT(A)PyPy,其中的Py表示嘧啶，*表示+1位點。上游調(diào)控元件包括CAAT框，GC框和八聚體框等，位置不很確定，不同的細(xì)胞可以有不同的上游調(diào)控元件，不同的上游調(diào)控元件與不同的轉(zhuǎn)錄因子相互作用（表36-4）。第九頁，共87頁。真核生物RNA聚合酶啟動子與轉(zhuǎn)錄因子的相互作用第十頁，共87頁。真核生物RNA聚合酶前轉(zhuǎn)錄復(fù)合物TFⅡD是包含TATA結(jié)合蛋白(TATA-bindingprotein,TBP)和多種TBP聯(lián)結(jié)因子(TBP-associatedfactor,TAF)的寡聚蛋白，可以與RNA聚合酶Ⅱ的C端相互作用。TFⅡB有兩個結(jié)構(gòu)域，一個結(jié)合TBP。另一個可以引進(jìn)TFⅡF/polⅡ復(fù)合物TFⅡF有ATP酶，解螺旋酶，激酶等多種活性，可以使RNA聚合酶Ⅱ大亞基的C端磷酸化，引起構(gòu)像變化，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄。還可以參與DNA損傷的修復(fù)。ⅡE和ⅡH促進(jìn)除ⅡF以外的其他轉(zhuǎn)錄因子脫落，使轉(zhuǎn)錄由起始階段進(jìn)入延伸階段。黃色為TATAbox的糖磷酸骨架，堿基對為紅色，相鄰的DNA片段為藍(lán)色，馬鞍形的TBP（綠色）結(jié)合在DNA的小溝，使小溝擴(kuò)大，并使DNA軸彎曲約100o，使TATA序列解旋。TFⅡD雜聚體的其它組分位于TBP上方，像騎在馬鞍上的牛仔。所有真核生物的基因均依賴于TBP。第十一頁，共87頁。前起始復(fù)合物的結(jié)構(gòu)。顯示polⅡ,TATAbox,TBP,TFⅡB(B),TFⅡE(E)的相對位置。轉(zhuǎn)錄起始于polⅡ和TFⅡE環(huán)繞的區(qū)域。電腦構(gòu)建的TFⅡA-TBP-TFⅡB復(fù)合物的結(jié)構(gòu)。注意蛋白質(zhì)引起的DNA上游和下游的錯位。第十二頁，共87頁。第十三頁，共87頁。RNA聚合酶Ⅰ的核心啟動子位于-45至+20，上游控制元件位于-180至-107，兩部分均有富含GC的區(qū)域。轉(zhuǎn)錄因子UBF1可結(jié)合于兩部分富含GC的區(qū)域，隨后結(jié)合SL1四聚體蛋白（作用類似與原核生物的σ因子）。

RNA聚合酶Ⅲ的啟動子有3種類型，基因內(nèi)啟動子有兩種，一種由boxA-中間元件-boxC組成，轉(zhuǎn)錄起始時，TFⅢA(一種鋅指蛋白）結(jié)合到boxA上，然后TFⅢC（至少5個亞基組成的復(fù)合物）結(jié)合，后者促進(jìn)TFⅢB（含有TBP和另外兩種蛋白質(zhì)，能使RNA聚合酶正確定位）結(jié)合，并引導(dǎo)RNA聚合酶結(jié)合到起始位點上。另一種由boxA-間隔區(qū)-boxB組成，轉(zhuǎn)錄起始時，TFⅢC識別boxB，其結(jié)合區(qū)包括boxA和boxB，然后依次引導(dǎo)TFⅢB和RNA聚合酶的結(jié)合。第3類啟動子位于轉(zhuǎn)錄起點的上游，RNA聚合酶Ⅲ可以結(jié)合到其中的TATAbox并起始轉(zhuǎn)錄，但其上游的鄰近序列元件（proximalsequenceelement,PSE）和八聚體基序(octamermotif,OCT)會增加轉(zhuǎn)錄的效率。第十四頁，共87頁。轉(zhuǎn)錄的解螺旋方式如果RNA纏繞在DNA雙螺旋上，不會產(chǎn)生超螺旋，但通過這種模式解開雙螺旋進(jìn)行轉(zhuǎn)錄是不可能的。拓?fù)洚悩?gòu)酶可以解除超螺旋，使轉(zhuǎn)錄泡移動。第十五頁，共87頁。(三) 終止子和終止因子大腸桿菌有兩類終止子，不依賴于ρ因子的為簡單終止子，能形成發(fā)夾區(qū)，其中常有一段富含G-C區(qū)，終點前有一段寡聚U，可能提供RNA聚合酶脫離模板的信號，同時，寡聚U容易從模板脫落。依賴于ρ因子的終止子發(fā)夾區(qū)不含富G-C區(qū)，其后也無寡聚U，在細(xì)菌中少見，但在噬菌體中廣泛存在。ρ因子為六聚體蛋白質(zhì)，可結(jié)合在新合成的RNA鏈上，借助水解NTP的能量移動，RNA聚合酶遇到終止子時停止移動，ρ因子追上來與其結(jié)合，促進(jìn)RNA聚合酶脫落，并使RNA從模板脫離。

抗終止子可使終止子通讀，促進(jìn)其后的基因轉(zhuǎn)錄，λ噬菌體的前早期基因的產(chǎn)物N蛋白是一種抗終止子，可以使終止子通讀，使晚早期基因表達(dá)，晚早期基因的產(chǎn)物Q蛋白也是一種抗終止子，能使晚期基因得以表達(dá)。真核生物轉(zhuǎn)錄的終止了解不多。第十六頁，共87頁。識別終止子還需要NusA,NusB,NusE.NusG等因子參與，有關(guān)問題有待深入研究。轉(zhuǎn)錄的過程第十七頁，共87頁。1.操縱子的結(jié)構(gòu)和調(diào)控原核生物的不少基因在加入誘導(dǎo)物后mRNA迅速合成，隨之酶滯后合成。當(dāng)去除誘導(dǎo)物時mRNA的合成很快停止，但酶的合成延遲停止。

1961年Jacob&Monod構(gòu)建部分二倍體(lacI-/FlacI+)lacs為阻遏蛋白不可誘導(dǎo)性突變，其阻遏蛋白失去誘導(dǎo)物結(jié)合位點；lacI-突變的阻遏蛋白不能形成寡聚物；lacI-d突變的阻遏蛋白不能和DNA結(jié)合，且呈負(fù)互補(反式顯性)；Oc操縱基因的突變使結(jié)構(gòu)基因組成型表達(dá)。由此提出操縱子學(xué)說。二.轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)控制(一)原核生物轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)控制第十八頁，共87頁。（1）大腸桿菌乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)第十九頁，共87頁。大腸桿菌乳糖操縱子的作用方式第二十頁，共87頁。乳糖操縱子的降解物阻遏和降解物基因活化蛋白(CAP)的作用CAP二聚體與DNA的相互作用引起DNA的彎曲。紅色為與CAP相互作用的磷原子，cAMP為紅色。第二十一頁，共87頁。乳糖操縱子包括三個結(jié)構(gòu)基因（Z、Y、A），三個調(diào)控基因（啟動基因、操縱基因和CAP蛋白結(jié)合位點），以及一個調(diào)節(jié)基因。調(diào)節(jié)基因編碼阻遏蛋白，阻遏蛋白與操縱基因結(jié)合可阻止RNA聚合酶對結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄。當(dāng)乳糖存在時，由乳糖轉(zhuǎn)化而成的別乳糖與阻遏蛋白結(jié)合，導(dǎo)致阻遏蛋白與操縱基因解離，誘導(dǎo)基因的轉(zhuǎn)錄。但是阻遏蛋白脫離操縱基因而解除封閉后，如果沒有CAP的作用也不能啟動轉(zhuǎn)錄。細(xì)胞內(nèi)葡萄糖缺乏、cAMP水平升高時，cAMP與CAP結(jié)合形成復(fù)合物，并與CAP結(jié)合位點結(jié)合，可促進(jìn)RNA聚合酶與啟動基因結(jié)合并啟動轉(zhuǎn)錄。所以，乳糖操縱子的誘導(dǎo)作用既需要乳糖的存在又需要葡萄糖的缺乏。當(dāng)操縱基因突變后，阻遏蛋白即不能與操縱基因結(jié)合，結(jié)構(gòu)基因會組成性表達(dá)。第二十二頁，共87頁。（2）基因表達(dá)的調(diào)控方式第二十三頁，共87頁。（3）araBAD操縱子的正調(diào)控和負(fù)調(diào)控promoter負(fù)調(diào)控蛋白正調(diào)控蛋白第二十四頁，共87頁。araBAD操縱子的作用機(jī)制第二十五頁，共87頁。（4）大腸桿菌的色氨酸操縱子鄰氨基苯甲酸合酶N-(5?-磷酸核糖）鄰氨基苯甲酸異構(gòu)酶吲哚-3-甘油磷酸合酶烯醇式-L-（O-羧基苯氨酸）-L-脫氧核糖-5-磷酸第二十六頁，共87頁。特點:

(1)trpR(89’)和trpABCDE(25’)不連鎖；

(2)操縱基因在啟動子內(nèi)

(3)有衰減子(attenuator)(4)啟動子和結(jié)構(gòu)基因不直接相連，二者被前導(dǎo)順序(Leader)所隔開。調(diào)節(jié)：

(1)Trp為輔阻遏物(corepressor)(2)阻遏物和RNApol在P,O重疊區(qū)產(chǎn)生競爭性抑制；

(3)阻遏物的阻遏能力低，是LacR的1/1000；

(4)

trpO調(diào)節(jié)合成代謝，存在衰減作用。色氨酸操縱子的阻遏物辨認(rèn)三種操縱基因第二十七頁，共87頁。色氨酸操縱子轉(zhuǎn)錄本前導(dǎo)區(qū)二級結(jié)構(gòu)的變換缺乏多種氨基酸則前導(dǎo)肽不能合成，轉(zhuǎn)錄被終止。色氨酸含量很低，但不缺乏其他氨基酸時，前導(dǎo)肽的合成在色氨酸密碼子處停頓，不形成終止子，轉(zhuǎn)錄可以完成。1234有高濃度色氨酸存在時，前導(dǎo)肽順利合成，核糖體占據(jù)1和2，使3和4形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)錄被終止。第二十八頁，共87頁。色氨酸操縱子衰減作用的機(jī)制幾種氨基酸合成操縱子的衰減作用前導(dǎo)肽的氨基酸序列第二十九頁，共87頁。2.生長速度的調(diào)控

營養(yǎng)豐富，溫度適宜時，細(xì)菌的生長速度可以很快，在兩個細(xì)胞尚未分裂的情況下，新一代的DNA已經(jīng)開始合成，大腸桿菌的倍增時間為25分鐘時，平均每個細(xì)胞的DNA分子為4.5個，核糖體的數(shù)目也很多。當(dāng)營養(yǎng)嚴(yán)重缺乏時，細(xì)菌進(jìn)入嚴(yán)緊控制狀態(tài)，氨基酸的缺乏使細(xì)菌合成ppGpp或pppGpp，這一信號使細(xì)菌的大部分蛋白質(zhì)合成停止，只合成對生存必不可少的少量蛋白質(zhì)。第三十頁，共87頁。3.基因表達(dá)的時序調(diào)控

λ噬菌體基因表達(dá)的時序調(diào)控研究較深入，其50個基因組成4個操縱子，即阻遏蛋白操縱子，左右兩個早期操縱子和晚期操縱子，左向轉(zhuǎn)錄的為L鏈，右向轉(zhuǎn)錄的為R鏈，當(dāng)λ噬菌體侵入宿主細(xì)胞后，前早期和后早期的基因首先表達(dá)，隨后，若晚期基因表達(dá)，噬菌體進(jìn)入裂解循環(huán)，若合成阻遏蛋白，則進(jìn)入溶原狀態(tài)。右早期操縱子的調(diào)節(jié)基因cro可抑制溶原型阻遏蛋白cI的合成，使噬菌體進(jìn)入裂解循環(huán)，左早期操縱子的調(diào)節(jié)基因N的表達(dá)產(chǎn)物為抗終止子，使前早期基因的轉(zhuǎn)錄越過終止信號進(jìn)入后早期基因，后早期基因包括左右早期操縱子的3個調(diào)節(jié)基因，cⅡ/cⅢ與建立溶原狀態(tài)的阻遏蛋白的合成有關(guān)，Q調(diào)節(jié)基因的產(chǎn)物亦為抗終止子，使晚期基因表達(dá)，噬菌體進(jìn)入裂解循環(huán)。

基因表達(dá)的時序調(diào)控是發(fā)育生物學(xué)的基礎(chǔ)。第三十一頁，共87頁。(二)真核生物轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)控制1.順式作用元件：

指可影響自身基因表達(dá)活性的DNA序列，包括：核心啟動子，如TATA框；上游啟動子，如CAAT框,GC框；遠(yuǎn)上游順序，如增強(qiáng)子，衰減子、靜息子，酵母的UAS（upstreamactivatorsequences）等；特殊細(xì)胞中的啟動子成分，如淋巴細(xì)胞中的Oct(octamer）和κB。2.反式作用因子：轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子由某一基因表達(dá)后，通過與特異的順式作用元件相互作用（DNA-蛋白質(zhì)相互作用），或通過與其它調(diào)節(jié)因子的相互作用（蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用），反式激活另一基因的轉(zhuǎn)錄，可以分為3類；

通用反式作用因子，主要識別啟動子的核心啟動成分，如TBP；

特殊細(xì)胞的反式作用因子，如淋巴細(xì)胞中的Oct-2；同反應(yīng)性元件（responseelenents）結(jié)合的反式作用因子，如HSE（熱休克反應(yīng)元件，heatshockresponseelement），GRE（糖皮質(zhì)激素反應(yīng)元件glucocorticoidresponseelement）；MRE（金屬反應(yīng)元件，metalresponseelement）；TRE（腫瘤誘導(dǎo)劑反應(yīng)元件，tumorgenicagentresponseelement)相應(yīng)的反式作用因子。第三十二頁，共87頁。3.幾種真核生物promoter的結(jié)構(gòu)第三十三頁，共87頁。真核生物的promoter與增強(qiáng)子的距離和方向差別很大，轉(zhuǎn)錄因子與增強(qiáng)子結(jié)合促進(jìn)其與promoter靠近，并促進(jìn)基因的表達(dá)。第三十四頁，共87頁。

金屬硫蛋白的promoter由多個元件構(gòu)成，特異應(yīng)答元件如MREs（金屬應(yīng)答元件）和GRE（糖皮質(zhì)激素應(yīng)答元件）。BLEs元件（基礎(chǔ)水平元件）與基礎(chǔ)表達(dá)(組成性表達(dá)）有關(guān)，TRE是一個腫瘤應(yīng)答元件，可以被促腫瘤佛波脂如TPA(tetradecanoylphorbolacetate,四癸基佛波乙酸脂)活化。AP為反式作用因子。增強(qiáng)子通過蛋白質(zhì)介導(dǎo)與promoter相互作用，形成的DNA環(huán)使增強(qiáng)子結(jié)合的特異轉(zhuǎn)錄因子與同promoter結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子及RNA聚合酶相互作用。轉(zhuǎn)錄因子與RNA聚合酶的蛋白質(zhì):蛋白質(zhì)相互作用活化基因的轉(zhuǎn)錄。

第三十五頁，共87頁。蛋白質(zhì)與DNA的雙位點相互作用幾種蛋白質(zhì)中的螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋基序4.DNA結(jié)合蛋白基序的結(jié)構(gòu)（1）螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋基序二聚體與DNA的二重對稱位點結(jié)合，辨認(rèn)螺旋(紅色)與DNA的大溝結(jié)合，另一個螺旋(紫色)幫助辨認(rèn)螺旋鎖定在特定的位置。第三十六頁，共87頁。Zn-指基序Cys和His與Zn的協(xié)同作用二級結(jié)構(gòu)

（2）Zn-指C2H2基序與DNA的相互作用。3個Zn-指基序與DNA半個螺旋的大溝結(jié)合，Zn-指的螺旋指向大溝，與大溝的堿基對相互作用。第三十七頁，共87頁。Cx家族Zn-指蛋白質(zhì)的特征雌激素受體的DNA結(jié)合基序，其二級結(jié)構(gòu)無β-片層結(jié)構(gòu)。Cx類雌激素受體有多個鋅指結(jié)構(gòu)域第三十八頁，共87頁。雌激素受體的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域與DNA辨認(rèn)元件的相互作用。（3）亮氨酸拉鏈C/EBP*的C-末端螺旋結(jié)構(gòu)，Leu處于螺旋的一側(cè)。*即CCAATandEnhancerBindingProtein,從小鼠肝臟提取的一種耐熱的DNA結(jié)合蛋白。第三十九頁，共87頁。11種特異性結(jié)合蛋白堿性區(qū)和亮氨酸拉鏈區(qū)序列的比較亮氨酸拉鏈二聚體bZIP蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)bZIP蛋白質(zhì)雜二聚體轉(zhuǎn)錄因子c-Fos:c-Jun結(jié)合于DNA的AP-1共有靶序列TGACTCA第四十頁，共87頁。（三）轉(zhuǎn)錄的抑制劑1.嘌呤和嘧啶的類似物：如6-巰基嘌呤在體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變?yōu)閹€基嘌呤核苷酸，阻斷嘌呤核苷酸的生物合成，從而抑制轉(zhuǎn)錄。5-氟尿嘧啶是尿嘧啶的類似物，可以摻入RNA，5-氯，5-溴，5-碘尿嘧啶是胸腺嘧啶的類似物，可以摻入DNA，并可以引起堿基配對的錯誤。上述化合物可作為抗癌藥使用。2.DNA模般功能的抑制劑：烷化劑可以使DNA烷基化，通常有致癌作用；放線菌素D可以插入堿基平面之間，抑制轉(zhuǎn)錄作用，色霉素A，橄欖霉素，光神酶素有類似的作用；嵌入染料如丫啶和菲錠可以使DNA發(fā)生移碼突變，抑制復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。3.RNA聚合酶的抑制劑：利福霉素（或利福平），利鏈霉素可以和原核生物RNA聚合酶的β亞基結(jié)合，抑制轉(zhuǎn)錄，α-鵝膏蕈堿可以抑制真核生物的轉(zhuǎn)錄。第四十一頁，共87頁。利福霉素和利福平:轉(zhuǎn)錄起始的抑制劑蛹蟲草菌素：轉(zhuǎn)錄起始的抑制劑-鵝膏蕈堿是真核生物轉(zhuǎn)錄的抑制劑第四十二頁，共87頁。三、RNA的轉(zhuǎn)錄后加工(一)原核生物中RNA的加工

原核生物rRNA的加工第四十三頁，共87頁。第四十四頁，共87頁。第四十五頁，共87頁。tRNA的加工原核生物的mRNA一般不需要加工即可直接翻譯，但有些多順反子mRNA在翻譯前被切割成單順反子。第四十六頁，共87頁。(二)真核生物中RNA的一般加工第四十七頁，共87頁。真核生物rRNA前體的甲基化，假尿嘧啶化和切割是由核仁小RNA(smallnucleolarRNA,snoRNA)指導(dǎo)的，酵母和人類細(xì)胞中已發(fā)現(xiàn)上百種snoRNA。多數(shù)真核生物rRNA的基因不含內(nèi)含子，少數(shù)含有內(nèi)含子的有的不轉(zhuǎn)錄，有的轉(zhuǎn)錄后會自動切除。第四十八頁，共87頁。第四十九頁，共87頁。真核生物mRNA的加工5?端加帽子:真核pre-mRNA有3種不同的帽子結(jié)構(gòu)，帽子結(jié)構(gòu)對翻譯的起始和mRNA的穩(wěn)定有重要作用。*帽子結(jié)合復(fù)合體*第五十頁，共87頁。轉(zhuǎn)錄本3′末端下游10至30個核苷酸處有加尾信號AAUAAA，核酸內(nèi)切酶切斷初級轉(zhuǎn)錄本，Poly(A)聚合酶在3′

羥基添加Poly(A)。3?末端的多聚腺苷酸化

靠近3?末端的AAUAAA為鏈的切斷和多聚腺苷酸化提供信號，鏈的切斷由RNaseⅢ催化，多聚腺苷酸化由多聚腺苷酸聚合酶催化，此外還需要多種蛋白質(zhì)參與。冬蟲夏草素是多聚腺苷酸化的特異抑制劑。甲基化和切割hnRNA的一些位點可以被甲基化，隨后進(jìn)行切割，切割的過程十分復(fù)雜。第五十一頁，共87頁。(三)RNA的拼接、編輯和再編碼

GroupIintronsarefoundinsomenuclear,mitochondrialandchloroplastgenesencodingrRNAs,mRNAs,andtRNAs.

GroupIIintronsareoftenfoundingenesencodingmRNAsinmitochondrialandchloroplastDNAoffungi,algae,andplants.

GroupIIIintrons(thelargestgroup)arefoundingenesencodingeukaryoticnuclearmRNAs.

GroupIVintronsarefoundingenesencodingthetRNAsinthenucleargenomicDNAofeukaryotes第五十二頁，共87頁。類型Ⅰ內(nèi)含子的自我拼接第五十三頁，共87頁。第五十四頁，共87頁。類型Ⅱ內(nèi)含子的自我拼接第五十五頁，共87頁。第五十六頁，共87頁。真核生物斷裂基因的組織真核pre-mRNA的剪接三種不同物種斷裂基因DFHR（二氫葉酸還原酶）的組織，內(nèi)含子片段遠(yuǎn)大于外顯子，外顯子比內(nèi)含子保守的多。第五十七頁，共87頁。內(nèi)含子兩端的序列分別為GT(GU)和AG，內(nèi)含子通過套索式的結(jié)構(gòu)被剪切。Y表示任意嘧啶,N表示任意核苷酸，R表示任意嘌呤。第五十八頁，共87頁。轉(zhuǎn)酯作用形成新的磷酸二酯鍵U1snRNA形成的二級結(jié)構(gòu)使其5′末端和內(nèi)含子共有序列的5′末端形成堿基對。第五十九頁，共87頁。剪接復(fù)合體的形成和作用第六十頁，共87頁。剪接需要大量反向平行的RNA堿基對，這里總結(jié)的是伴隨第一次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)的重排，黑線表示snRNA的序列，黃線表示pre-mRNA的序列，分子內(nèi)和分子間形成堿基對的片段用顏色框表示。（a)U1和U6的交換涉及到與內(nèi)含子5′端形成的堿基對（橙色）；(b)BBP(分支點結(jié)合蛋白）被取代是由U2與分支點序列形成堿基對（橙色）引起的；（c)U2的分子內(nèi)堿基對（藍(lán)綠色）；(d)U4和U6相互作用的解除使U6形成分子內(nèi)的莖環(huán)結(jié)構(gòu)（黃色）；(e)U4和U6相互作用的解除有利于U2和U6的相互作用（粉紅色）；(f)U2和U6堿基對的相互作用（綠色）。第六十一頁，共87頁。第六十二頁，共87頁。反式拼接：分子內(nèi)的拼接，稱順式拼接，分子間的拼接稱反式拼接，較少見。反式剪接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），衣藻（chlamydomonas）葉綠體DNA中含有的psa基因。第六十三頁，共87頁。選擇性拼接在不同的發(fā)育階段，可以有不同的剪切方式產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)，圖示為快骨骼肌肌鈣蛋白T的基因排列，從這一基因可以生成64種不同的mRNA。選擇性拼接的四種方式第六十四頁，共87頁。第六十五頁，共87頁。降鈣素基因相關(guān)肽第六十六頁，共87頁。RNA的編輯

在RNA中插入、刪除或替換核苷酸稱作RNA編輯，編輯過程有編輯體的多種酶和蛋白質(zhì)參與。載脂蛋白ApoB100和ApoB48由同一個基因編碼，在肝臟中合成的是ApoB100，在小腸中，谷氨酸的密碼子CAA經(jīng)編輯成為終止密碼UAA，因而合成ApoB48。腦受體離子通道亞基的mRNA可以通過不同部位的編輯產(chǎn)生多種不同的蛋白質(zhì)。RNA的編輯可以消除突變造成的危害，增加基因產(chǎn)物的多樣性，可能與生物的發(fā)育和進(jìn)化有關(guān)。紅色9第六十七頁，共87頁。第六十八頁，共87頁。1990年L.Simpsom等發(fā)現(xiàn)指導(dǎo)RNA（guidegRNA）。第六十九頁，共87頁。第七十頁，共87頁。RNA的再編碼tRNA反密碼環(huán)上堿基的變化，或決定其特異性的堿基的變化，引起對密碼子閱讀的變化是RNA的再編碼的一種方式。核糖體閱讀框的改變是RNA的再編碼的另一種方式。勞氏肉瘤病毒的基因重疊第七十一頁，共87頁。(四)RNA生物功能的多樣性

1.在遺傳信息的翻譯中起決定作用；2.有催化功能，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)多種核酶；3.參與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工,如UsnRNAr（剪接）,gRNA（編輯）和snoRNA（修飾）；4.對基因表達(dá)和細(xì)胞功能有調(diào)節(jié)作用，如反義RNA對轉(zhuǎn)錄和翻譯的抑制作用，RNA干涉對翻譯的抑制作用和對mRNA的降解作用等。RNA干涉在功能基因組研究和基因治療等方面的應(yīng)用價值引人關(guān)注。5.在進(jìn)化中起重要作用。小時序RNA小干涉RNA第七十二頁，共87頁。(五)RNA的降解tRNA和rRNA較穩(wěn)定，更新率較低。

mRNA的降解是基因表達(dá)調(diào)節(jié)的一個重要環(huán)節(jié)，不同的mRNA半衰期相差很大，短的只有幾分鐘，但一些可合成組成性表達(dá)產(chǎn)物的mRNA，可以在多個細(xì)胞世代中穩(wěn)定存在。脊椎動物mRNA的半衰期平均約為3h，細(xì)菌的約為1.5min。

原核生物的外切酶按5′3′方向降解RNA的較多，細(xì)菌在幾輪翻譯后即開始降解mRNA。真核生物在poly(A)縮短后，脫去帽子結(jié)構(gòu)，然后按5′

3′方向降解mRNA，也可以直接按3′

5′

方向降解。有關(guān)RNA降解的調(diào)控機(jī)制，有待進(jìn)一步的研究。

第七十三頁，共87頁。四、在RNA指導(dǎo)下的RNA和DNA合成（一）病毒RNA復(fù)制的主要方式1.病毒含正鏈RNA，先合成復(fù)制酶，復(fù)制后合成其他蛋白質(zhì)進(jìn)行裝配。如噬菌體Q及灰質(zhì)炎病毒。2.病毒含負(fù)鏈RNA和復(fù)制酶，先合成正鏈，再合成病毒蛋白和復(fù)制病毒RNA。如狂犬病毒。3.病毒含雙鏈RNA和復(fù)制酶，如呼腸孤病毒。先復(fù)制正鏈，再翻譯成病毒蛋白，最后合成負(fù)鏈，形成雙鏈RNA分子。4.致癌RNA病毒：如白血病病毒和肉瘤病毒，先逆轉(zhuǎn)錄生成DNA前病毒，再轉(zhuǎn)錄、翻譯。第七十四頁，共87頁。（二）噬菌體QRNA的復(fù)制其RNA是單鏈，正鏈，侵入后立即翻譯，構(gòu)成復(fù)制酶，進(jìn)行復(fù)制。翻譯只產(chǎn)生復(fù)制酶的亞基，與宿主的三個亞基(α為核糖體蛋白，γ、δ均為肽鏈延長因子)構(gòu)成完整的復(fù)制酶。先以正鏈為模板合成負(fù)鏈，再根據(jù)負(fù)鏈合成正鏈。合成負(fù)鏈時需要宿主的兩個蛋白因子，合成正鏈則不需要，所以可大量合成。第七十五頁，共87頁。病毒的蛋白質(zhì)合成受RNA高級結(jié)構(gòu)的調(diào)控第七十六頁，共87頁。(三)RNA的逆轉(zhuǎn)錄1970年發(fā)現(xiàn)放線菌素D抑制某些RNA病毒的復(fù)制，說明病毒的復(fù)制與DNA合成有關(guān)，用嘌呤霉素抑制宿主的蛋白質(zhì)合成，逆轉(zhuǎn)錄病毒仍可繁殖，說明逆轉(zhuǎn)錄酶是由病毒合成的，隨后從病毒分離得到的逆轉(zhuǎn)錄酶能夠以RNA為模板，以dNTP為原料，合成RNA-DNA雜合鏈,其核糖核酸酶H活力可以水解RNA-DNA雜合鏈中的RNA鏈，隨后，在DND指導(dǎo)的DNA聚合酶作用下，合成雙鏈DNA分子。LTR：長末端重復(fù)序列，Gag：種群特異性抗原（groupspecificantigen)，pol：聚合酶（polymerase)，env：被膜蛋白（envelope)，Ψ是逆轉(zhuǎn)錄RNA包裝為病毒所必需的。第七十七頁，共87頁。一些逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因組第七十八頁，共87頁。TheretrovirallifecycleproceedsbyreversetranscribingtheRNAgenomeintoduplexDNA,whichisinsertedintothehostgenome,inordertobetranscribedintoRNA.第七十九頁，共87頁。Retroviruses(HIV)budfromtheplasmamembraneofaninfectedcell.第八十頁，共87頁。第八十一頁，共87頁。第八十二頁，共87頁。逆轉(zhuǎn)錄的生物學(xué)意義

1.逆轉(zhuǎn)錄作用是對中心法則的補充和修正；

2.由逆轉(zhuǎn)錄作用