生物化學(xué)楊洋rna生物合成

生物化學(xué)楊洋rna生物合成第1頁(yè)/共94頁(yè)第十一章RNA生物合成

CHAPTER11RNABIOSYNTHESIS張曉偉(xiaoweizhang@)第2頁(yè)/共94頁(yè)3rRNAs(RibosomalRNAs)

75-80%：

以核蛋白體的形式參與蛋白質(zhì)生物合成，是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所tRNAs（TransferRNAs)10-25%：

在蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程中轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸mRNAs

(MessengerRNAs)2-3%：

作為蛋白質(zhì)合成的直接模板hnRNAs（heterogeneousnuclearRNAs）

mRNA的未成熟前體snmRNAs（smallnon-messengerRNA）

snRNA,siRNA，miRNA

參與RNA前體的加工及基因表達(dá)調(diào)控

RNA種類及作用第3頁(yè)/共94頁(yè)4RNA生物合成轉(zhuǎn)錄（Transcription）:

DNA指導(dǎo)的

RNA合成RNA復(fù)制（RNAreplication）:RNA指導(dǎo)的

RNA合成DNA

轉(zhuǎn)錄

RNA前體

加工

成熟RNA

反轉(zhuǎn)錄DNA復(fù)制RNA復(fù)制DNA

RNA

蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯第4頁(yè)/共94頁(yè)5

第一節(jié)轉(zhuǎn)錄作用

Section1Transcription

轉(zhuǎn)錄作用（DNA-dependentRNAsynthesis

）

TranscriptionRNADNA

在RNA聚合酶催化下，以DNA為模板，以4種三磷酸核苷（ATP,GTP,CTP,UTP）為原料進(jìn)行的RNA聚合反應(yīng)。第5頁(yè)/共94頁(yè)6參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)模板:DNA酶:RNA聚合酶(RNApolymerase,RNA-pol)原料:NTP(ATP,GTP,CTP,UTP)

無(wú)機(jī)離子：Mg2＋，Mn2＋其他蛋白質(zhì)因子第一節(jié)轉(zhuǎn)錄體系第6頁(yè)/共94頁(yè)7轉(zhuǎn)錄時(shí)DNA與RNA的堿基配對(duì)規(guī)律：

DNA—AGCT

RNA—U

CGA一、轉(zhuǎn)錄模板堿基配對(duì)的穩(wěn)定性

G/C﹥A/T﹥A/U第7頁(yè)/共94頁(yè)8兩條鏈都是模板嗎？DNA復(fù)制：全程復(fù)制轉(zhuǎn)錄：有選擇性第8頁(yè)/共94頁(yè)9DNA片段轉(zhuǎn)錄時(shí)，雙鏈DNA中只有一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板，這種轉(zhuǎn)錄方式稱為不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄（asymmetrictranscription）第9頁(yè)/共94頁(yè)105’–UCAGCUCGCUGCUAAUGGCC–3’RNAtranscripttranscriptioncodingstrandtemplatestrand5’–TCAGCTCGCTGCTAATGGCC–3’3’–AGTCGAGCGACGATTACCGG–5’模板鏈（templatestrand）編碼鏈（codingstrand）DoublestrandofDNA第10頁(yè)/共94頁(yè)11編碼鏈模板鏈DNA｝5’.…GCAGTA

CATGTC….3’3’.…cgtcatgta

cag….5’mRNA轉(zhuǎn)錄5’….GCAGUACAUGUC….3’蛋白質(zhì)翻譯N….Ala.Val.His.

Val.…CDNA模板、轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA

和氨基酸序列之間的關(guān)系第11頁(yè)/共94頁(yè)125335模板鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向基因A基因B編碼鏈和模板鏈?zhǔn)且粋€(gè)相對(duì)的概念：

RNA轉(zhuǎn)錄的不對(duì)稱性第12頁(yè)/共94頁(yè)13不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄的含義：在DNA雙鏈上，一股鏈可轉(zhuǎn)錄，另一股鏈不轉(zhuǎn)錄模板鏈并非永遠(yuǎn)在同一條單鏈上。第13頁(yè)/共94頁(yè)14轉(zhuǎn)錄模板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（一）轉(zhuǎn)錄單位：轉(zhuǎn)錄分區(qū)段進(jìn)行，能夠連續(xù)獨(dú)立轉(zhuǎn)錄的一個(gè)DNA片段稱為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位GeneAGeneBGeneCGeneDCodingstrandTemplatestrandDoublestandDNA第14頁(yè)/共94頁(yè)15（二）轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)(startsite)

以+1表示，一般為A或G＋1上游下游5’3’DNA上游(upstream):

從轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)逆轉(zhuǎn)錄方向的區(qū)域，

用負(fù)號(hào)（-）表示下游(downstream):

從轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)順轉(zhuǎn)錄方向的區(qū)域，

用正號(hào)（+）表示第15頁(yè)/共94頁(yè)161、啟動(dòng)子(promoter)：是位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游的一段DNA序列，是RNA聚合酶的識(shí)別和結(jié)合部位。在轉(zhuǎn)錄調(diào)控中起著重要作用。（三）與轉(zhuǎn)錄起始和終止有關(guān)的DNA結(jié)構(gòu)＋15335結(jié)構(gòu)基因調(diào)控序列RNA-pol第16頁(yè)/共94頁(yè)17開(kāi)始轉(zhuǎn)錄TTGACAAACTGT-35區(qū)(Pribnowbox)TATAATPuATATTAPy-10區(qū)1-30-5010-10-40-205335原核生物啟動(dòng)子保守序列RNA-pol辨認(rèn)位點(diǎn)(recognitionsite)55RNA聚合酶保護(hù)區(qū)結(jié)構(gòu)基因33結(jié)合部位第17頁(yè)/共94頁(yè)18-35區(qū)

-10區(qū)

+1trpTTGACA…N17…TTAACT·N7·A…tRNAtrpTTTACA…N16…TATGAT·N7·A…LacTTTACA…N17…TATGTT·N6·A…recATTGATA…N16…TATAAT·N7·A…araCTGACG…N18…TACTGT·N6·A…最大一致性

TTGACATATAATx/45383629402530373728412944被RNA聚合酶保護(hù)的DNA區(qū)段堿基序列分析第18頁(yè)/共94頁(yè)19真核生物的啟動(dòng)子真核生物的三種RNA聚合酶，每一種都有自己的啟動(dòng)子類型。RNA聚合酶Ⅱ的啟動(dòng)子即

mRNA基因的啟動(dòng)子，稱Ⅱ類啟動(dòng)子

第19頁(yè)/共94頁(yè)20TATA盒

CAAT盒

GC盒

增強(qiáng)子順式作用元件

結(jié)構(gòu)基因-GCGC---CAAT---TATA轉(zhuǎn)錄起始真核生物啟動(dòng)子保守序列(cis-actingelement)第20頁(yè)/共94頁(yè)212、終止信號(hào)（stopsignal）：在基因單位中，具有停止轉(zhuǎn)錄作用的部位,

包括GC富集區(qū)和AT富集區(qū),也稱終止子。(terminator)第21頁(yè)/共94頁(yè)22二RNA聚合酶

RNApolymerase全稱：依賴DNA的RNA聚合酶（DNA-dependentRNApolymerase）簡(jiǎn)稱：

RNApolDNARNARNApol第22頁(yè)/共94頁(yè)23ThediscoveryofprokaryoticRNApolymerasesSeveroOchoaArthurKornbergNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1959"fortheirdiscoveryofthemechanismsinthebiologicalsynthesisofribonucleicacidanddeoxyribonucleicacid"第23頁(yè)/共94頁(yè)24核心酶（coreenzyme）全酶（holoenzyme）ω’ω’（一）原核生物RNA聚合酶結(jié)構(gòu):2’ω2’ω

第24頁(yè)/共94頁(yè)2536512決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄

β

150618催化RNA鏈延伸155613結(jié)合DNA模板70263辨認(rèn)起始點(diǎn)（轉(zhuǎn)錄起始后脫落）亞基分子量功能α

β’

σ

ω11000功能不明亞基數(shù)21111原核RNA聚合酶各亞基的作用第25頁(yè)/共94頁(yè)26RNA聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合

σ的存在保證原核生物RNA聚合酶只能與啟動(dòng)子區(qū)而不是其它區(qū)域形成穩(wěn)定的二元復(fù)合物。第26頁(yè)/共94頁(yè)27TATAATTTGACA-35+1+20dsDNAω’

1.識(shí)別轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)

2.促使DNA雙鏈打開(kāi)17bp3.催化NTP以3’,5’磷酸二酯鍵相連，方向5’→3’4.識(shí)別轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)原核RNA聚合酶具有多種功能第27頁(yè)/共94頁(yè)28

原核RNA聚合酶作用特點(diǎn)：1.聚合速率慢，30－85nt/s（DNA合成250-1000nt/s）2.缺乏3’→5’外切酶活性，無(wú)校對(duì)功能，錯(cuò)誤率高（10-4~10-5，DNA合成錯(cuò)誤率10-9~10-10

）4.活性可被利福霉素抑制（與亞基結(jié)合）利福霉素抗結(jié)核3.不同的識(shí)別不同的啟動(dòng)子第28頁(yè)/共94頁(yè)29（二）真核生物的RNA聚合酶

定位核仁核質(zhì)核質(zhì)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物45s-rRNAhnRNA5s-rRNA,tRNA,snRNA

對(duì)鵝膏蕈堿反應(yīng)耐受極敏感中度敏感

種類ⅠⅡⅢ5.8SrRNA18SrRNA28SrRNAmRNAtRNA5SrRNAsnRNA最終轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物第29頁(yè)/共94頁(yè)30NobelPrizeinChemistry2006RogerD.KornbergForhisstudiesofthemolecularbasisofeukaryotictranscriptionFatherandSon第30頁(yè)/共94頁(yè)31第二節(jié)轉(zhuǎn)錄過(guò)程

Section2TranscriptionProcess轉(zhuǎn)錄過(guò)程可以分為三個(gè)階段：1.轉(zhuǎn)錄起始（

Initiation）2.轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)（Elongation）3.轉(zhuǎn)錄終止（Termination）一原核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程二真核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程第31頁(yè)/共94頁(yè)321.轉(zhuǎn)錄起始（

Initiation）一原核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程RNA聚合酶必須準(zhǔn)確結(jié)合轉(zhuǎn)錄模板的起始區(qū)域DNA雙鏈解開(kāi)，使其中的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板?轉(zhuǎn)錄起始需解決兩個(gè)問(wèn)題第32頁(yè)/共94頁(yè)RNA聚合酶-σ識(shí)別DNA啟動(dòng)子(－35區(qū))核心酶與啟動(dòng)子結(jié)合(－10區(qū))DNA構(gòu)象改變，啟動(dòng)子－10區(qū)處打開(kāi)雙鏈DNA分子（約17bp)轉(zhuǎn)錄起始過(guò)程第33頁(yè)/共94頁(yè)DNA構(gòu)象改變，啟動(dòng)子－10區(qū)處打開(kāi)雙鏈DNA分子（約17bp)轉(zhuǎn)錄開(kāi)始，形成第一個(gè)3’,5’磷酸二酯鍵（不需引物）核心酶沿模板向下游移動(dòng)（循環(huán)使用）第34頁(yè)/共94頁(yè)351、轉(zhuǎn)錄不需要引物，RNA聚合酶結(jié)合于轉(zhuǎn)錄起始部位可直接合成RNA。3、σ因子必須脫落，否則核心酶不滑動(dòng)，

RNA鏈不能延長(zhǎng)。轉(zhuǎn)錄起始特點(diǎn)：2、RNA聚合酶可擠入DNA雙鏈間，不需其它酶來(lái)解旋、解鏈。第35頁(yè)/共94頁(yè)36核心酶沿DNA模板鏈向下游方向滑動(dòng)

核心酶滑過(guò)的部位，DNA鏈很快恢復(fù)雙螺旋結(jié)構(gòu)RNA鏈延長(zhǎng)，暫時(shí)形成DNA?RNA雜交體（約8bp）RNA逐步脫離模板鏈NTP以3’,5’-磷酸二酯鍵逐個(gè)相連形成RNA鏈，方向5’3’2.轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)（Elongation）第36頁(yè)/共94頁(yè)37轉(zhuǎn)錄泡(transcriptionbubble)由DNA雙鏈（打開(kāi)約17bp）,RNA聚合酶與新合成的RNA鏈局部形成的結(jié)構(gòu).第37頁(yè)/共94頁(yè)38原核生物轉(zhuǎn)錄過(guò)程中的羽毛狀現(xiàn)象

DNARNA聚合酶

RNA

核糖體3’5’

第38頁(yè)/共94頁(yè)393.轉(zhuǎn)錄終止（

Termination

）

核心酶遇到DNA模板的終止信號(hào)核心酶不能繼續(xù)滑動(dòng)核心酶從模板DNA上脫落新合成的RNA鏈脫落，轉(zhuǎn)錄終止第39頁(yè)/共94頁(yè)40終止信號(hào)（stopsignal）：在基因單位中，具有停止轉(zhuǎn)錄作用的部位,

包括GC富集區(qū)和AT富集區(qū),也稱終止子。

不依賴ρ因子依賴ρ因子原核轉(zhuǎn)錄終止方式：(terminator)第40頁(yè)/共94頁(yè)41

兩類終止子有共同的序列特征：在轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)之前有一段間斷的回文結(jié)構(gòu)。

兩類終止子堿基組成的不同點(diǎn)：不依賴ρ因子回文結(jié)構(gòu)富含G-C下游富含A-T

依賴ρ因子G-C含量較少下游無(wú)特征第41頁(yè)/共94頁(yè)42轉(zhuǎn)錄方向3′3′5′TCGGGCGAGCCCGCCGCCCGAGCGGGCTAAAAAATTTTTT3′3′5′5′DNA模板鏈編碼鏈AAAAAAUUUUUU5′CGCCCGAGCGGGCU5′TTTTTTDNA模板鏈編碼鏈轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物3′

不依賴ρ因子的終止子

第42頁(yè)/共94頁(yè)43轉(zhuǎn)錄方向3′3′5′TAAGTAGATTCATCCTACTTAGATGAATAGCTACTCGATG3′3′5′5′DNA模板鏈編碼鏈AGCTACUCGAUG5′CUACUUAGAUGAAU5′TCGATGDNA模板鏈編碼鏈轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物3′

依賴ρ因子的終止子

第43頁(yè)/共94頁(yè)44輔助識(shí)別終止信號(hào)誘使RNA聚合酶構(gòu)象改變

具有解螺旋酶活性，釋放RNA產(chǎn)物因子（6聚體蛋白質(zhì)）：第44頁(yè)/共94頁(yè)原核生物轉(zhuǎn)錄過(guò)程第45頁(yè)/共94頁(yè)46多順?lè)醋?Polycistronic

)：一個(gè)結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄生成一個(gè)mRNA，編碼多條多肽鏈第46頁(yè)/共94頁(yè)47二真核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程1.轉(zhuǎn)錄起始（

Initiation）

起始過(guò)程比原核生物復(fù)雜上游調(diào)控序列復(fù)雜啟動(dòng)子Promoter增強(qiáng)子Enhancer、靜息子Silencer等RNA聚合酶不直接與模板結(jié)合轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合物pre-initiationcomplex,PIC

需多種轉(zhuǎn)錄因子參與第47頁(yè)/共94頁(yè)48轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游區(qū)段編碼鏈模板鏈其他調(diào)節(jié)元件增強(qiáng)子（+）靜息子（-）CCAATTATA

基因轉(zhuǎn)錄區(qū)5’3’調(diào)節(jié)表達(dá)

基礎(chǔ)表達(dá)（啟動(dòng)子）轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)+1-40～-110-253’5’基因調(diào)控區(qū)mRNA順式作用元件(cis-actingelement)第48頁(yè)/共94頁(yè)49反式作用因子（trans-actingfactor）能直接或間接識(shí)別和結(jié)合順式作用元件的蛋白質(zhì)，叫反式作用因子，也叫轉(zhuǎn)錄因子（transcriptionalfactor,TF)；其中直接或間接結(jié)合RNA聚合酶，為PIC裝配所必需的，又叫通用轉(zhuǎn)錄因子（generalTF)，或基本轉(zhuǎn)錄因子（basalTF)。第49頁(yè)/共94頁(yè)50POL-ⅡTFⅡF由RNA-PolⅡ催化轉(zhuǎn)錄的PICTFⅡD-ⅡA-ⅡB-DNA復(fù)合物ⅡAⅡBⅡD-TBPⅡDTAFTATAⅡHⅡECTD-PPIC組裝完成，TFⅡH使CTD磷酸化(CTD:RNApolII大亞基carboxyl-terminaldomain)第50頁(yè)/共94頁(yè)51RNA-polII大亞基CTD磷酸化TFIIH具有蛋白激酶活性RNA聚合酶向下游移動(dòng)轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)第51頁(yè)/共94頁(yè)522.轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)（Elongation）真核生物RNA-pol前移會(huì)遇上核小體核小體解聚和移位現(xiàn)象

RNA-PolRNA-PolRNA-Pol核小體轉(zhuǎn)錄方向第52頁(yè)/共94頁(yè)535------AAUAAA-5------AAUAAA--核酸酶-GUGUGUGRNA-polAATAAAGTGTGTG轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)55333加尾AAAAAAA······3mRNA（三）轉(zhuǎn)錄終止——

和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)。第53頁(yè)/共94頁(yè)54單順?lè)醋?monocistronic),一個(gè)結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄生成一個(gè)mRNA，編碼一條多肽鏈。第54頁(yè)/共94頁(yè)55第三節(jié)轉(zhuǎn)錄后的加工過(guò)程

Section3RNAProcessing剪切(cleavage)和剪接(splicing)末端添加(terminaladdition)核苷酸化學(xué)修飾(modification)RNA編輯(RNAediting)將轉(zhuǎn)錄生成的前體RNA轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓?、有活性的RNA的過(guò)程主要加工方式：第55頁(yè)/共94頁(yè)56一mRNA前體的加工（一）mRNA生成特點(diǎn)（原核&真核）ProcessingofmRNAsPrecursor原核生物：多順?lè)醋觤RNA(polycistronicmRNA)

沒(méi)有核膜，轉(zhuǎn)錄和翻譯同時(shí)進(jìn)行不需復(fù)雜加工就表現(xiàn)出生物活性真核生物：?jiǎn)雾樂(lè)醋觤RNA(monocistronicmRNA)

轉(zhuǎn)錄生成的是mRNA前體－h(huán)nRNA

需要在細(xì)胞核加工成成熟的mRNA

第56頁(yè)/共94頁(yè)575’末端加帽(5’cap)3’末端加尾剪接作用甲基化修飾核苷酸編輯（二）真核生物mRNA前體的加工(3’polyAtail)第57頁(yè)/共94頁(yè)585’末端帽子的結(jié)構(gòu):

m7GpppNmp-

7甲基鳥(niǎo)嘌呤

7’methylguanylate

5’→5’的連接

5’to5’linkage

核糖2’位羥基甲基化

methylationof2’carbon第58頁(yè)/共94頁(yè)595pppNp…5GpppNp…pppGppi鳥(niǎo)苷酸轉(zhuǎn)移酶5

m7GpppNmp…甲基轉(zhuǎn)移酶CH3-5ppNp…磷酸酶Pi5’末端帽子的生成:G/ACH3第59頁(yè)/共94頁(yè)605’末端帽子的功能:

m7GpppNmp-

保護(hù)新合成的mRNA免被降解參與第一個(gè)內(nèi)含子的剪接協(xié)助mRNA轉(zhuǎn)移至胞漿協(xié)助mRNA在核糖體的準(zhǔn)確定位第60頁(yè)/共94頁(yè)613’末端多聚A“尾”的生成3’polyadenylationG-Trich轉(zhuǎn)錄終止修飾點(diǎn)第61頁(yè)/共94頁(yè)623’末端加多聚A“尾”：增加mRNA的穩(wěn)定性參與最后一個(gè)內(nèi)含子的剪接RNA＋nATPRNA(AMP)n+nPPi多聚A聚合酶功能：第62頁(yè)/共94頁(yè)63（三）mRNA的剪接（mRNAsplicing）——除去hnRNA中的內(nèi)含子，連接外顯子。英國(guó)科學(xué)家，因發(fā)現(xiàn)斷裂基因于1993年獲諾貝爾獎(jiǎng)美國(guó)科學(xué)家，因發(fā)現(xiàn)mRNA的剪接于1993年獲諾貝爾獎(jiǎng)第63頁(yè)/共94頁(yè)64真核生物的基因是一種斷裂基因，由編碼區(qū)和非編碼區(qū)組成。外顯子與內(nèi)含子相間排列mRNAExon1Exon2Exon3Intron1Intron2蛋白質(zhì)DNA第64頁(yè)/共94頁(yè)65外顯子(exon)：在斷裂基因及初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中出現(xiàn)，并表達(dá)為成熟RNA的核酸序列。內(nèi)含子(intron)：隔斷基因的線性表達(dá)，在剪接過(guò)程中被去除的核酸序列。DNA轉(zhuǎn)錄

hnRNA加工

mRNA(結(jié)構(gòu)基因)(內(nèi)含子、外顯子)(只有外顯子)mRNAExon1Exon2Exon3Intron1Intron2蛋白質(zhì)DNA第65頁(yè)/共94頁(yè)66剪接作用（mRNAsplicing）剪切hnRNA中內(nèi)含子序列，將各外顯子序列連接為成熟mRNA的過(guò)程。內(nèi)含子5’端剪切點(diǎn)序列為：內(nèi)含子3’端剪切點(diǎn)序列為:內(nèi)含子3’端剪切點(diǎn)上游附近A序列分支點(diǎn)剪接部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：UpstreamexonAGGUAAGUA(Py)nNCAGGDownstreamexon5’Splicesite3’SplicesiteBranchsiteGUAG第66頁(yè)/共94頁(yè)67剪接原理:

套索(lariat)的形成及剪除第67頁(yè)/共94頁(yè)68套索(lariat)的形成及剪除第68頁(yè)/共94頁(yè)69剪接體參與mRNA前體的剪接（spliceosome）

剪接體:UsnRNP與mRNA前體結(jié)合形成的復(fù)合物分類：U1，U2，U4，U5，U6UsnRNPUridine-richsmallnuclearribonucleoprotein核蛋白snRNA第69頁(yè)/共94頁(yè)70雞卵清蛋白基因hnRNA首、尾修飾hnRNA剪接成熟的mRNA雞卵清蛋白基因及其轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工第70頁(yè)/共94頁(yè)71雞卵清蛋白成熟mRNA與DNA雜交電鏡圖DNAmRNA第71頁(yè)/共94頁(yè)72

同一個(gè)初級(jí)轉(zhuǎn)錄本，在不同組織中由于剪接作用的差異，可產(chǎn)生不同的成熟mRNA，導(dǎo)致翻譯生成不同的蛋白質(zhì)產(chǎn)物?？勺兗艚樱ˋlternatesplicingofmRNA）

DNA

轉(zhuǎn)錄

hnRNA

剪接1

mRNA1

mRNA2

剪接2第72頁(yè)/共94頁(yè)73AlternativeprocessingofthecalcitoningenetranscriptCalcitoninCGRPTranslationandposttranslationalprocessing1234polyA12356polyASplicingSplicing1234polyA123456polyA123456PolyAsitePolyAsiteCleavageandpolyadenylationPrimarytranscriptThyroidBrain降鈣素基因相關(guān)肽降鈣素第73頁(yè)/共94頁(yè)74RNA編輯（RNAediting）遺傳信息在RNA水平發(fā)生改變，由一個(gè)基因產(chǎn)生不止一種蛋白質(zhì)的加工方式。核苷酸插入、刪除或替換C脫氨U第74頁(yè)/共94頁(yè)75甲基化作用（Methylation）甲基化位點(diǎn)真核生物mRNA分子中含甲基化核苷酸

hnRNA5’端帽子結(jié)構(gòu)非編碼區(qū)分子含1~2個(gè)m6A需供體SAM和甲基轉(zhuǎn)移酶參與第75頁(yè)/共94頁(yè)76二tRNA前體的加工ProcessingoftRNAsPrecursor剪接和剪切3’末端添加-CCA堿基修飾

第76頁(yè)/共94頁(yè)77剪切（cleavage）

RNaseP切除5’端多余的核苷酸RNaseD切除3’端多余的核苷酸RNasePRNaseD剪接（splicing）:去除內(nèi)含子序列第77頁(yè)/共94頁(yè)783’末端添加-CCA核苷酸轉(zhuǎn)移酶ATPADP第78頁(yè)/共94頁(yè)79堿基修飾（2）還原反應(yīng)如：U

DHU

（3）核苷內(nèi)的轉(zhuǎn)位反應(yīng)如：U

ψ（4）脫氨反應(yīng)如：A

I（1）（1）（3）（2）（4）

如：A

Am（1）甲基化G

Gm第79頁(yè)/共94頁(yè)80三rRNA前體的加工ProcessingofrRNAsPrecursor剪接甲基化修飾

rRNA基因多拷貝，串聯(lián)在DNA分子中細(xì)菌：5-10拷貝果蠅：260拷貝人：1100拷貝第80頁(yè)/共94頁(yè)81Prokaryonic30SrRNAprecursor16S23S5SttP16SP23SP5SPtPt5'3'17S25S5SttRNase

RNaserRNArRNArRNAtRNAtRNA(一)原核核糖體RNA的加工第81頁(yè)/共94頁(yè)8245Spre-rRNA41Spre-rRNA32Spre-rRNA

28SrRNA20Spre-rRNA

18SrRNA

5.8S

5Spre-rRNA

5SrRNAmethylation﹡(二)真核核糖體RNA的加工第82頁(yè)/共94頁(yè)83第三節(jié)核酶

Section3RIBOZYMES具有催化活性的RNA核酶

ribozyme核糖核酸酶RNase水解核糖核酸鏈，化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)第83頁(yè)/共94頁(yè)84T.Cech等首先發(fā)現(xiàn)四膜蟲(chóng)rRNA前體具有自我剪接作用(1982)核酶的發(fā)現(xiàn)S.Altman發(fā)現(xiàn)RNaseP中的RNA可催化tRNA的加工(1983)1989年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)第84頁(yè)/共94頁(yè)85核酶類型剪切型催化自身RNA或異體RNA分子剪去一段多核苷酸片段，功能類似于內(nèi)切核酸酶剪接型切去自身RNA內(nèi)部一段多核苷酸