真核基因mRNA的成熟

原核基因與真核基因表達(dá)調(diào)控的異同；真核基因表達(dá)調(diào)控的層次；RNA聚合酶II順式作用元件啟動(dòng)子TATAboxCpGisland，DNA甲基化，表觀遺傳學(xué)CAATbox/GCbox增強(qiáng)子沉默子反式作用元件基本結(jié)構(gòu)域幾種典型的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域上堂課要點(diǎn)CSMGenome&GeneregulationEukaryoticGeneRegulation真核基因表達(dá)調(diào)控的各個(gè)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)錄前調(diào)控轉(zhuǎn)錄調(diào)控轉(zhuǎn)錄后調(diào)控翻譯調(diào)控翻譯后調(diào)控多肽前身物mRNA降解翻譯成熟蛋白質(zhì)短肽氨基酸降解加工（內(nèi)切、-S-S-形成,,,)加入（糖基化、脂類(lèi)…）修飾（磷酸化、乙?；?、甲?；?執(zhí)行功能變構(gòu)細(xì)胞核初始轉(zhuǎn)錄物hnRNA轉(zhuǎn)錄DNA染色質(zhì)丟失：紅細(xì)胞染色質(zhì)結(jié)構(gòu)改變：組蛋白磷酸化、乙?；驍U(kuò)增(geneamplification):rDNA,基因重排(genearrangement):Ig基因修飾(genemodification):甲基化加工（加頭、接尾、剪接、編輯…)修飾（甲基化、氧化、還原、轉(zhuǎn)位…）轉(zhuǎn)運(yùn)RNA降解sRNA特征ⅠⅡⅢ線粒體分子量5×1056×1056×1056.4-6.8×105定位核仁核質(zhì)核質(zhì)線粒體數(shù)量/細(xì)胞4×1044×1042×104

轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物5.8S,18S,28SmRNA前體tRNA前體

rRNA前體U1,U2,U4,U55SrRNA前體

snRNA前體U6snRNA前體酶活性/細(xì)胞50-70%20-40%10%對(duì)

-蠅蕈堿不敏感較敏感中等敏感不敏感對(duì)利福平不敏感不敏感不敏感敏感對(duì)利福霉素敏感敏感敏感敏感真核生物的RNA聚合酶基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件順式作用元件：真核生物結(jié)構(gòu)基因上游的調(diào)控區(qū)，有特定的相似或一致性的序列。反式作用因子：和順式作用元件相結(jié)合或間接影響其作用的蛋白質(zhì)因子。順式作用元件exon1intron1exonnintronn上游下游轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)增強(qiáng)子沉默子啟動(dòng)子TATA盒GC盒CAAT盒增強(qiáng)子Transcription（轉(zhuǎn)錄）多數(shù)真核基因擁有5個(gè)以上的cis-elements，用于結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子和RNA聚合酶。以下是一個(gè)例子：EukaryoticpromotersandregulatoryregionsCSMGenome&GeneregulationEukaryoticGeneRegulation轉(zhuǎn)錄的反式作用因子（trans-actingfactor）是能夠直接或間接識(shí)別或結(jié)合特異性順式元件（啟動(dòng)子、增強(qiáng)子等）序列的蛋白質(zhì)。參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率，起正向或負(fù)向調(diào)控作用?；窘Y(jié)構(gòu)包括3個(gè)主要功能域：（1）識(shí)別或結(jié)合DNA的結(jié)構(gòu)域（2）轉(zhuǎn)錄活性域（3）結(jié)合其他因子或調(diào)控蛋白的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域▲▲▲CSMGenome&GeneregulationEukaryoticGeneRegulation轉(zhuǎn)錄因子可由三個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)域組成CSMGenome&GeneregulationEukaryoticGeneRegulation識(shí)別、結(jié)合DNA的結(jié)構(gòu)域螺旋-轉(zhuǎn)折-螺旋（helix-turn-helix，HTH）結(jié)構(gòu)

eg.同源結(jié)構(gòu)域（homodomain,HD）、Oct1、2等鋅指（Zincfinger）結(jié)構(gòu)

eg.TFIIIA、類(lèi)固醇受體、SP1…等堿性亮氨酸拉鏈（basicleucinezipper,bZIP）結(jié)構(gòu)

eg.C/EBP家族、AP1（Fos-Jun家族）…等堿性螺旋-環(huán)-螺旋（basichelix-loop-helix，bHLH）結(jié)構(gòu)

eg.Myc/Max、MyoD家族、E12、E47…等▲▲▲▲表觀遺傳學(xué)（Epigenetics）DNAmethylationandcancerCpGIslandisimportantforpromoterfunctionCpGinformationisimportantforGenomics轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合體；染色質(zhì)重塑；酵母雙雜交系統(tǒng)的原理；mRNA的成熟5’加帽3’加poly-A尾巴剪接糾錯(cuò)機(jī)制mRNA出核本次課內(nèi)容ExampleoftranscriptioncomplexesRNA聚合酶復(fù)合體及附屬因子多亞基輔助因子染色質(zhì)重塑復(fù)合體真核基因轉(zhuǎn)錄起始裝置的三個(gè)部分組蛋白八聚物與RNA轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合體不能同時(shí)結(jié)合基因的啟動(dòng)子區(qū)ThedynamicmodelfortranscriptionofchromatinreliesuponfactorsthatcanuseenergyprovidedbyhydrolysisofATPtodisplacenucleosomesfromspecificDNAsequences.染色質(zhì)重塑Chromatinremodeling染色質(zhì)重塑（chromatinremodeling）染色質(zhì)重塑復(fù)合體可以通過(guò)改變基因的啟動(dòng)子和調(diào)節(jié)序列區(qū)域的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)來(lái)促進(jìn)轉(zhuǎn)錄開(kāi)始。這種改變局部染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的過(guò)程被稱(chēng)為染色質(zhì)重塑

。最主要的兩種方式：

組蛋白的共價(jià)修飾核小體重塑（nucleosomeremodeling）乙?；谆疉cetylationofH3andH4isassociatedwithactivechromatin,whilemethylationisassociatedwithinactive

chromatin.HistonemodificationisakeyeventAcetylationofhistonesactivateschromatin,and

methylationofDNAandhistonesinactivateschromatin.MethylationofDNAandofhistonesisassociatedwithheterochromatin.Thetwotypesofmethylationeventmaybeconnected.TBP：TATA-bindingproteinTAF:TBP-associatedfactorsTRF:TBP-relatedfactors組織特異性/基因選擇性的RNA聚合酶起始復(fù)合體酵母雙雜交系統(tǒng)：用于研究蛋白-蛋白相互作用BD：DNA-BindDomainAD:ActivationDomain5’加帽剪切3’加尾mRNA的成熟Cappingprocess5’cap由CappingEnzymeComplex（CEC）催化結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：m7G5’-5’三磷酸橋象RNA的3’端主要功能：保護(hù)mRNA調(diào)控出核促進(jìn)翻譯促進(jìn)最5’端內(nèi)含子切除CECboundtoRNApolymeraseII轉(zhuǎn)錄終止和3’加poly-A尾巴內(nèi)含子（Intron）：切掉的序列外顯子（Exon）：與內(nèi)含子相鄰的編碼序列剪接（splicing）：去掉內(nèi)含子的過(guò)程剪接體（splicesome）：進(jìn)行RNA剪接時(shí)形成的復(fù)合體，由snRNA和蛋白質(zhì)組成。5種snRNA：U1到U6；100余種蛋白質(zhì)RNA剪接5’-2’bond剪接位點(diǎn)的保守序列如果RNA用dNTP代替NTP，剪接反應(yīng)能進(jìn)行嗎？在剪接中的第一步，必須把branchpoint與5’剪接點(diǎn)拉近；第二步，則需要把5’剪接點(diǎn)與3’剪接點(diǎn)拉近。如果讓你設(shè)計(jì)剪接體，需要用到什么分子？其有什么性質(zhì)？pre-mRNAGAUGUCGAGUGAGGGAGUGAAGCUGCAG剪接mRNAGAUGUCGACUGCAG剪接位點(diǎn)的預(yù)測(cè)GUAGGUAGGUAG組成性剪接（constitutivesplicing）GUAGGUAGGUAG變位剪接（alternativesplicing）同源蛋白質(zhì)（isoform）mRNA前體選擇剪接幾種方式不同組織原肌球蛋白基因的變位剪接幾種動(dòng)物的外顯子和內(nèi)含子長(zhǎng)度分布Pre-mRNAmRNADNA5’GATGTCGAGTGAGGGGTGAAGCTGCAG3’3’CTACAGCTCACTCCCCACTTCGACGTC5’pre-mRNA5’GAUGUCGAGUGAGGGGUGAAGCUGCAG3’mRNA5’GAUGUCGACUGCAG3’轉(zhuǎn)錄和剪接中的錯(cuò)誤糾正機(jī)制無(wú)義變化介導(dǎo)的mRNA降解

(Nonsense-mediatedmRNAdecay,NMD）當(dāng)在同一閱讀框架內(nèi)的翻譯終止密碼子UAA、UAG或UGA提前出現(xiàn)在最后兩個(gè)外顯子交界處上游約50nt處時(shí)，mRNA被迅速降解。這些錯(cuò)位終止密碼子被稱(chēng)為成熟前終止密碼子（prematureterminationcodons,PTC），可以來(lái)自突變、重組、不完全或不正確剪接。無(wú)義變化介導(dǎo)的mRNA的降解可以使某些異常的mRNA在被有效地翻譯成蛋白質(zhì)前得到清除，這個(gè)mRNA監(jiān)視系統(tǒng)可以防止非正常截短的蛋白質(zhì)的合成。NMD在進(jìn)化過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，使真核細(xì)胞更容易探究由于DNA重排、突變或不同剪接方式所形成的新基因。免疫系統(tǒng)細(xì)胞的發(fā)育過(guò)程中也很重要，重排基因產(chǎn)生的這類(lèi)mRNA被NMD系統(tǒng)迅速降解，避免了截短蛋白質(zhì)的細(xì)胞毒作用。無(wú)義變化介導(dǎo)的mRNA降解的意義mRNA