第三章 RNA的轉錄

1引言2RNA聚合酶3啟動子與增強子4RNA轉錄的基本過程5原核生物與真核生物mRNA的特征比較6終止和抗終止7內含子的剪接、編輯及化學修飾第三章RNA的轉錄1.1中心法則1.2轉錄和翻譯1.3轉錄產物的類型1.4DNA轉錄序列的區(qū)分1.5基因表達盒結構組成1引言—幾個基本概念(1)DNA序列是遺傳信息的貯存者，通過自主復制得到永存；(2)DNA通過轉錄生成RNA;(3)含遺傳信息的mRNA通過翻譯生成蛋白質來控制生命現(xiàn)象；(4)同時某些RNA可以通過逆轉錄將遺傳信息傳到DNA；(5)某些RNA自身還可進行復制使其遺傳信息得以永存。1.1中心法則

(centraldogma)

1.2轉錄和翻譯(transcription&translation)

轉錄：從DNA到RNA的過程，基因表達的核心步驟。

翻譯：從RNA到蛋白質的過程，基因表達的最終目的。轉錄(transcription)是生物體以DNA為模板合成RNA的過程。轉錄RNADNA

復制和轉錄的區(qū)別

◆信使RNA(messengerRNA,mRNA)

◆轉移RNA(transferRNA,tRNA)

◆核糖體RNA(ribosomalRNA,rRNA)

◆其他一些小RNA（smallRNA,sRNA)

1.3轉錄產物類型編碼鏈（codingstrand）或有意義鏈（sensestrand)：與RNA序列相同的那條DNA鏈模板鏈（templatestrand）或稱反義鏈（antisensestrand)：據堿基互補原則指導RNA合成的那條DNA鏈1.4DNA轉錄序列的區(qū)分

不對稱轉錄

(asymmetrictranscription)

雙鏈DNA分子上分布著很多基因，并不是所有基因的轉錄均在同一條DNA單鏈上，而是一些基因在這條單鏈轉錄，另一些基因的轉錄在另一條單鏈上，DNA雙鏈一次只有一條鏈(或某一區(qū)段)可作為模板轉錄，稱之為不對稱轉錄。

在DNA分子雙鏈上某一區(qū)段，一股鏈可轉錄，另一股鏈不轉錄；模板鏈并非永遠在同一單鏈上。RNApolymeraeseRNA聚合酶（RNApolymerase);啟動子(Promoter);轉錄起始點(startpoint);終止子(Terminator);上游(Upstream);下游（Downstream);近端(proximal);遠端(distal)1.5基因表達盒結構組成轉錄起始于RNA聚合酶和啟動子(promoter)結合之后，轉錄起始的第一個堿基稱為轉錄起始點(startpoint)。在RNA聚合酶的作用下合成RNA，至終止子(terminator)終止。由啟動子到終止子之間的序列稱為轉錄單位(transcriptionunit)。轉錄起始點前面的序列稱為上游序列(upstream)，后面的序列稱為下游序列(downstream)。2.1原核生物RNA聚合酶2.2真核生物RNA聚合酶2RNA聚合酶2.1原核生物RNA聚合酶2.1.1細菌RNA聚合酶的結構組成2.1.2細菌RNA聚合酶的形成過程2.1.3細菌RNA聚合酶的三維結構2.1.1細菌RNA聚合酶的結構組成

有四種不同類型的亞基；

在不同的菌種之間，α、β和β`亞基的大小相似，但σ亞基的變化較大。Functions核心酶(coreenzyme)全酶(holoenzyme)轉錄起始階段轉錄延長階段亞基可能參與核心酶的組裝及啟動子的識別。并參與RNA聚合酶與一些轉錄調控因子間的作用。亞基具有與底物（NTP及新生的RNA鏈）結合的能力。’亞基可能與模板結合。亞基和’亞基提供了RNA聚合酶的活性中心，其一級結構與真核生物RNA聚合酶大亞基有同源性。亞基的功能是幫助全酶識別啟動子并與之結合。亞基也可被看作一種輔助因子，因此又可稱為因子（sigmafactor）。2.1.2細菌RNA聚合酶的形成過程

α2+β→α2βα2β+β`→α2ββ`(coreenzyme)α2ββ`+σ→α2ββ`σ(Holoenzyme)

大腸桿菌RNA聚合酶的核心酶除含有4個多肽亞基外，還含有2個Zn原子有關RNA聚合酶的幾個知識點：只有全酶才能在正確位置起始轉錄。核心酶能在DNA模板上合成RNA，但不能在正確位置起始轉錄。亞基與核心酶結合疏松，很容易與核心酶分離。σ因子僅能保證細菌RNA聚合酶穩(wěn)定地結合到啟動子上，它通常在RNA鏈合成8~9個堿基后釋放。在某些細胞內含有能識別不同啟動子的σ因子。2.1.3細菌RNA聚合酶的三維結構2.2真核生物RNA聚合酶2.2.1

細胞核中RNA聚合酶的種類2.2.2

酵母RNA聚合酶Ⅱ的晶體結構

2.2.1細胞核中RNA聚合酶的種類

酶細胞內定位主要轉錄產物相對活性RNA聚合酶I核仁rRNA，大多數snRNA50%~70%RNA聚合酶II核質mRNA前體20%~40%RNA聚合酶III核質tRNA、5SRNA和部分snRNA約10%但在細菌中，一種RNA聚合酶幾乎負責所有mRNA、tRNA和rRNA的合成。真核生物的RNA聚合酶的分子量都很大，由8至16個亞基組成。經純化的RNA聚合酶具有以DNA為模板合成RNA的能力，但不能正確地選擇啟動子。目前尚不能完成RNA聚合酶的體外重建，無法確定哪些亞基是活性所必需的。酵母RNA聚合酶II晶體結構的側面顯示DNA被一對鉗子夾住2.2.2酵母RNA聚合酶Ⅱ的晶體結構3.1啟動子與增強子的定義

3.2啟動子與增強子的結構比較

3.3啟動子與增強子的作用特點

3.3啟動子與增強子邊界及關鍵序列元件的實驗確定

3.4原核生物啟動子

3.5真核生物啟動子3啟動子與增強子3.1啟動子與增強子的定義啟動子(Promoter)：位于轉錄起始點附近，且為轉錄起始所必需的序列元件。能活化RNA聚合酶，使之與模板DNA準確地相結合并具有轉錄起始的特異性。增強子(Enhancer)：位于離轉錄起始點較遠的位置上，具有參與激活和增強轉錄起始功能的序列元件。

Transcriptioniscontrolledbyapromoterandenhancer3.2啟動子與增強子的結構比較3.3啟動子與增強子的作用特點3.3.1啟動子的作用特點（1）一個基因可同時擁有一個及以上啟動子（2）啟動子位置不定，一般在轉錄起始點上游。（3）可與增強子共同控制轉錄起始和強度。（4）發(fā)揮功能時除需RNA聚合酶外，還需轉錄調控因子與啟動子區(qū)各種調控元件相互作用①可提高相應基因轉錄效率，可遠距離起作用，在基因的上游或下游都可；②作用與其序列的正反方向無關；③要有啟動子才能發(fā)揮作用；④必須與特定蛋白質因子結合后才能發(fā)揮增強轉錄的作用；⑤一般具有組織或細胞特異性。3.3.2增強子的作用特點

EnhanceractivityrequiresproximitytothepromoterAnenhancermayfunctionbybringingproteinsintothevicinityofthepromoter.AnenhancerdoesnotactonapromoterattheoppositeendofalonglinearDNA,butbecomeseffectivewhentheDNAisjoinedintoacirclebyaproteinbridge.AnenhancerandpromoteronseparatecircularDNAsdonotinteract,butcaninteractwhenthetwomoleculesarecatenated3.4啟動子與增強子邊界及關鍵序列元件的實驗確定以啟動子為例

邊界序列確定:

從一段特定的含有啟動子的DNA片段入手，從DNA的兩側不斷縮短長度直至短到停止產生活性的某一位置。Promoterboundariescanbedeterminedbymakingdeletionsthatprogressivelyremovemorematerialfromoneside.WhenonedeletionfailstopreventRNAsynthesisbutthenextstopstranscription,theboundaryofthepromotermustliebetweenthem.Promoterboundariesaredefinedbydeletions保守序列確定：A:對已知啟動子序列，可通過缺失或突變確定哪些堿基為必需；B:還可通過比較不同的啟動子間的同源比較，確定哪些序列為保守序列。

3.5原核生物啟動子3.5.1-10區(qū)和-35區(qū)的結構特征3.5.2-10區(qū)和-35區(qū)間的間距與轉錄起始

3.5.3RNA聚合酶與啟動子區(qū)的識別

原核生物啟動子的結構

在原核生物的啟動子中有4個區(qū)域：轉錄起始點、－10區(qū)、－35區(qū)、－10與－35之間的序列。

轉錄起始點

轉錄起始點在多數情況下為嘌呤，常見的序列為CAT，A為轉錄起始點。3.5.1-10區(qū)和-35區(qū)的結構特征

-10區(qū)：TATA區(qū)（又稱Pribnowbox)T89A89T50A65A65T100-35區(qū)：TTGACA區(qū)

T82T84G78A65C54A45

這兩個區(qū)域是RNA聚合酶與啟動子的結合位點，能與σ因子相互識別。

---TTTACA----TATGTT----TTGACATATAAT(-35)(-10)

Lac啟動子的-10區(qū)和-35區(qū)

－10區(qū)在轉錄起始點的上游有一個6bp的保守序列，幾乎在目前已知的所有啟動子中均存在。保守序列的中心位于轉錄起始點上游約－10bp處，這一保守序列又稱為－10序列。其一致序列為TATAAT，又稱Pribnow框、結合位點，在RNA聚合酶的作用下首先解鏈。

－35區(qū)

在轉錄起始點上游－35bp處，有另一個保守序列，稱為－35序列。其保守序列為TTGACA，RNA聚合酶的σ因子可以識別該位點，所以稱為識別位點，RNA聚合酶首先與識別位點結合，然后與結合位點相互作用。

該區(qū)域是啟動子強弱的決定因素。3.5.2-10區(qū)和-35區(qū)間的間距與轉錄起始

最佳間距：

原核生物中，-10區(qū)與-35區(qū)之間距離約是16~19bp(90%)，少數15~20bp。少于15bp或大于20bp都會降低啟動子的活性，17bp最佳。該區(qū)域的堿基序列并不重要，但該距離的長短是至關重要的。適宜的距離可以為RNA聚合酶提供合適的空間結構，便于轉錄的起始。

應用：

1）正確認識已有啟動子，分析其活性；2）據研究目的人工構建啟動子。下降突變、上升突變

研究啟動子功能的主要方法是啟動子的突變。使啟動子的堿基序列發(fā)生變化，可以改變啟動的強弱，即增強或減弱該啟動子所控制的結構基因的轉錄。大多數突變是使啟動子的功能減弱或消失。這種突變稱為下降突變（downmutation）;

少數突變能使啟動子的功能增強，稱為上升突變（upmutation）。典型的原核生物的啟動子的結構為：－35區(qū)、16～19bp的間隔區(qū)、－10區(qū)和轉錄起始點，－10區(qū)到轉錄起始點的距離為7bp。轉錄起始點左右的堿基也可影響轉錄的起始。例如，＋1至＋30的轉錄區(qū)可以影響RNA聚合酶對啟動子的清除，從而影響啟動子的強度。

3.5.3RNA聚合酶與啟動子區(qū)的識別

一般認為，RNA聚合酶并不直接識別堿基對本身，而是通過氫鍵互補的方式加以識別。因此啟動子功能既受DNA序列影響，又受其構象影響。

3.6真核生物啟動子

1.RNA聚合酶Ⅰ啟動子的結構

RNA聚合酶Ⅰ的啟動子主要由兩部分組成的(bipartite)：核心啟動子（corepromoter）位于－45至＋20的區(qū)域內，足以使轉錄起始。上游調控元件（upsreamcontrolelement）位于－180至－107，可提高轉錄起始效率。RNA聚合酶Ⅱ啟動子的結構RNA聚合酶Ⅱ主要負責編碼蛋白質和部分核內小rRNA（smallnuclearRNA，snRNA）的基因的轉錄，其啟動子結構最為復雜。RNA聚合酶Ⅱ單獨并不能起始轉錄，必須和其他的輔助因子共同作用形成轉錄起始復合物才能起始轉錄。-25~-35區(qū)含TATA序列(TATAbox)-70~-80區(qū)含CCAAT序列(CAATbox)在-80~-110區(qū)含有GCCACCC或GGGCGGG序列（GCbox)另：上游啟動子元件(UPE),或上游激活序列(UAS)3.6.1RNA聚合酶Ⅱ啟動子的結構特征-25~-35區(qū)控制起始；-70~-80區(qū)、-80~-110區(qū)、增強子區(qū)都是控制起始效率3.6.2真核生物啟動子與轉錄起始3.RNA聚合酶Ⅲ啟動子的結構RNA聚合酶Ⅲ轉錄5SrRNA、tRNA和部分snRNA。這三種啟動子的結構是不同的，RNA聚合酶Ⅲ也必須和其他的輔助因子共同作用，才能識別不同的啟動子。5SrRNA和tRNA基因的啟動子位于轉錄起始點的下游，稱為內部啟動子（internalpromoter）。snRNA基因的啟動子位于轉錄起始點的上游，和其他基因的啟動子比較相似。4RNA轉錄的基本過程4.1轉錄的起始4.2RNA鏈延伸4.3轉錄的終止起始(Initiation)延伸(Elongation)終止(Termination)轉錄分三個階段進行RNApolymerasecatalyzestranscription:RNA在轉錄泡(transcriptionbubble)中起始合成RNAsynthesisoccursinthetranscriptionbubble隨著轉錄泡的遷移，RNA不斷被合成，其后的DNA雙鏈體重新形成雙螺旋，取代單鏈的RNA和DNA單鏈的配對4.1轉錄的起始4.1.1轉錄起始位點的特異性控制4.1.2幾種起始復合物的變換4.1.1轉錄起始位點的特異性控制

核心酶均等地結合到任意DNA序列上。σ因子降低了這種非序列依賴型結合，而增強了與啟動子序列的特異地結合。4.1.2幾種起始復合物的變換(P73)

closedbinarycomplex(閉合二元復合物)→openbinary(開放二元復合物)complex→

ternarycomplex(三元復合物)ThereareseveralstagesininitiationRNA聚合酶全酶在轉錄起始區(qū)的結合:三元復合物(ternarycomplex)的組成：RNA聚合酶、DNA和新生RNA4.2RNA鏈延伸4.2.1RNA鏈延伸的基本過程4.2.2RNA鏈延伸的暫停4.2.3RNA鏈延伸的再次啟動4.2.1RNA鏈延伸的基本過程（1）核苷酸不斷加到RNA鏈的3`-OH上，RNA鏈就延長。在起始到延伸過程中，DNA分子和酶分子可能發(fā)生構象變化以適應延伸過程需要。RNApolymerasechangessizeatinitiation（2）當酶從起始位點往下游移動時，解旋也隨酶一起進行，而轉錄完成部分的DNA則重新形成完整的雙螺旋，這表明DNA螺旋在酶作用下有一個可逆的過程。Elongation:polymerasesynthesizesRNA4.2.2RNA鏈延伸的暫停鏈延伸的速度不是恒定的，在DNA的某些區(qū)域，轉錄速度減慢或停止，這種速度的降低叫Pause，常發(fā)生在富含GC區(qū)。4.2.3RNA鏈延伸的再次啟動被停止的RNA聚合酶可以再次啟動，所有被終止的RNA聚合酶都可以通過剪切RNA轉錄產物產生的3`端來重新開始轉錄。切除反應需除RNA聚合酶以外的一些因子參與。AstalledRNApolymerasecanbereleasedbycleavingthe3endofthetranscript.RNApolymerasecanrecoverfrompausingRNApolymeraseduringelongationRNApolymeraseisstalled&backtracks3`regionofRNAiscleavedNew3`endislocatedincatalyticsiteCatalyticsiteresumeselongation53DNA原核生物轉錄過程中的羽毛狀現(xiàn)象核糖體RNARNA聚合酶在同一DNA模板上，有多個轉錄同時在進行；轉錄尚未完成，翻譯已在進行。這種形狀說明：4.3轉錄的終止4.3.1轉錄終止概述4.3.2大腸桿菌的兩類終止子4.3.3真核生物RNA合成的終止4.3.4RNA合成的抗終止4.3.1轉錄終止概述一旦RNA聚合酶開始轉錄，酶就沿模板向前移動合成RNA，直到遇到終止子序列。終止時：酶停止向正在延伸的RNA鏈添加核苷酸，開放三元復合物解體。終止可能既需DNA上可識別的終止序列，也需RNA產物的發(fā)夾結構。

4.3.2大腸桿菌的兩類終止子

根據RNA聚合酶是否需要輔助因子參與才能終止RNA鏈的延伸，可將大腸桿菌中的終止子分為：（1）不依賴ρ因子型終止子內源性終止子（intrinsicterminator）在體外無其他因子參與，核心酶也能在某些位點終止轉錄，這些位點稱內源性終止子。

DNA模板上靠近終止處，有些特殊的堿基序列，轉錄出RNA后，RNA產物形成特殊的結構來終止轉錄。①內源性終止子的基本結構1)二級結構中的發(fā)夾(長度7-20bp);發(fā)夾靠近基部通常有一個G-C富集區(qū)。2)轉錄單位最末端的連續(xù)約6個U殘基組成的片段。這兩個特點都是終止所必需的。在大腸桿菌基因組中，符合這些標準的序列約有1100個，這暗示了約一半基因擁有內源性終止子。終止需要的DNA序列位于終止位點序列之前；RNA發(fā)夾結構的形成也可能是必要的。②內源性終止子作用機理

ρ因子是大腸桿菌的一種基本蛋白質，只在終止階段發(fā)揮作用，由6個相同亞基組成。作為RNA聚合酶的輔助因子行使功能。大腸桿菌中的ρ-依賴型終止子占所有終止子的一半左右。（2）ρ-依賴型終止子(rho-dependentterminator)①ρ因子的基本結構RhohasanN-terminalRNA-bindingdomainandaC-terminalATPasedomain.AhexamerintheformofagappedringbindsRNAalongtheexterioroftheN-terminaldomains.②ρ因子的作用機理“熱追蹤（hot-pursuit）”模型：

ρ因子最初結合到RNA終止子上游一個伸展的（約70個核苷酸）單鏈區(qū)。ρ因子結合到RNA上后，發(fā)揮它的ATP酶活性以提供在RNA上滑動的能量，直到它到達RNA-DNA雜合鏈區(qū)域，再發(fā)揮它的解旋酶活性，使雙鏈體結構解開?？赡堞岩蜃友豏NA的移動比聚合酶沿DNA移動的速度快。當酶遇到終止子時就暫停，如果ρ因子在此處趕上，則終止就發(fā)生（見下圖）。ρ因子終止轉錄RNA聚合酶轉錄DNAρ因子結合到RNA上的識別位點ρ因子沿RNA移動，跟著RNA的伸展方向RNA聚合酶在終止處停止，ρ因子趕上ρ因子使DNA-RNA雜合鏈解旋終止：所有的組分分開RhoterminatestranscriptionRNApolymerasetranscribesDNARhoattachestorutsiteonRNARhotranslocatesalongRNARNApolymerasepausesathairpinandrhocatchesupRhounwindsDNA-RNAhybidTermination:allcomponentsreleasedArutsitehasasequencerichinCandpoorinGprecedingtheactualsite(s)oftermination.Thesequencecorrespodnstothe3`endoftheRNA.4.3.3真核生物RNA合成的終止(1)RNA聚合酶Ⅰ在18個堿基形成的終止子序列處終止轉錄；(2)RNA聚合酶Ⅱ終止位點的專一性可能不強，終止可發(fā)生在對應mRNA（專一序列處切割產生）成熟的3`端下游1000bp以外的位點上。(3)RNA聚合酶Ⅲ在G-C富含序列中poly(U)序列處終止轉錄；Whena3`endisgeneratedbytermination,RNApolymeraseandRNAarereleasedatadiscrete(terminator)sequenceinDNA.Whena3`endisgeneratedbycleavage,RNApolymerasecontinuestranscriptionwhileanendonucleasecleavesatadefinedsequenceintheRNA.

4.3.4RNA合成的抗終止(1)抗終止的定義RNA聚合酶越過一個或多個終止子實現(xiàn)通讀。(2)抗終止的兩種作用方式

①抗終止蛋白作用于RNA聚合酶。②破壞終止點RNA的莖-環(huán)結構，即破壞mRNA終止子特定的二級結構。Terminationoftranscriptioncanberegulated抗終止作用決定RNA聚合酶在終止子位點處終止還是讀下去。Antiterminationextendsthetranscriptionunit抗終止蛋白可作用在RNA聚合酶上，使之越過特定終止子而通讀。5原核生物與真核生物mRNA

的特征比較5.1轉錄發(fā)生的區(qū)域化部位5.2結構特征5.3生命周期5.1轉錄發(fā)生的區(qū)域化部位細菌mRNA的轉錄和翻譯發(fā)生在單一的細胞區(qū)域化部位；其轉錄、翻譯、降解間隔時間很短，甚至有時是偶聯(lián)在一起。真核生物mRNA合成與成熟完全在細胞核內發(fā)生，而翻譯在細胞質中完成；其轉錄、翻譯、降解三者間間隔時間較長。Transcription→Translation→DegradationTranscriptionbeginsRibosomesbegintranslationDegradationbeginsat5`endRNApolymeraseterminatesat3`endDegradationcontinues,ribosomescompletetranslation原核生物mRNATranscriptionstarts:5`endismodified3`endofmRNAisreleasedbycleavage3`endispolyadenylatedmRNAistransportedtocytoplasmRibosomestranslatemRNA真核生物mRNA5.2.1原核生物mRNA

(1)許多是以多順反子形式存在；

(2)5`端無帽子結構；

(3)3`端沒有或只有較短的poly(A)。5.2結構特征

5.2.2真核生物mRNA結構特征

(1)許多是以單順反子形式存在；轉錄始于核苷三磷酸（經常是A或G）。初始序列：5`pppA/GpNpNpNp…但在體外：GpppA/GpNpNpNpNp…

鳥苷酸轉移酶5`5`5`-5`Gppp+pppApNpNp…

→GpppApNpNp…+PP+P

(2)真核生物mRNA的5`端存在“帽子”結構帽子覆蓋了mRNA的5`端，它可在幾個位點被甲基化GAAGuanine-7-methyl-transferase2`-O-methyl-transferaseCap010~15%100%mRNA5`末端帽子特征的生物學功能：I:使mRNA免遭核酸酶的破壞，保持其結構的穩(wěn)定性；II:利于蛋白質起始因子的識別，從而促進翻譯的起始。高等真核生物（不包括酵母）的mRNA，還具有一個共同特征：即在poly(A)添加位點的上游11-30個核苷酸區(qū)域內存在一段高度保守的AAUAAA序列。

3`端含poly(A)尾巴生物學功能：

I:保持mRNA的穩(wěn)定性，防止被降解；

II:與翻譯起始有關。(3)絕大部分真核生物mRNA3`端含poly(A)尾巴應用一：★Poly(A用來從總RNA中分離mRNA可設計寡聚Oligo(dT)片段合成cDNA應用二：mRNA:5`NNNN…..NNNNNNAAA…AA3`

TTT…TT5`

cDNA:3`NNNN…..NNNNNNTTT…TT5`(4)真核生物mRNA中常含有內含子EukaryoticmRNAismodified,processed,andtransported5.3生命周期原核生物mRNA壽命較短，通常只能翻譯幾分鐘；真核生物mRNA壽命較長，可持續(xù)翻譯幾小時。7轉錄產物的加工修飾及轉運降解1引言--幾個重要概念2tRNA和rRNA的加工

3真核生物mRNA的加工、修飾4RNA的轉運及降解

5小結1引言-幾個重要概念1.1基因和順反子1.2斷裂基因、內含子和外顯子1.3hnRNA、hnRNP、sRNA基因（gene):指能編碼獨立產物序列的特有DNA序列，基因表達的過程可以終止于RNA或蛋白質。順反子(cistron):

指由編碼一種蛋白質的DNA單位組成。Or編碼單條多肽鏈的一個遺傳功能單位，即轉錄單位。1.1基因和順反子斷裂基因(interruptedgene):

對一個可表達為蛋白質的基因，如果其初始轉錄產物(前體mRNA)與有生物學功能的成熟mRNA相比，如其間含有不能編碼為蛋白質的間隔序列，則這個基因稱為斷裂基因。1.2斷裂基因、內含子和外顯子interruptedgene含有：內含子(intron)：斷裂基因中，轉錄但通過將兩端的序列（外顯子）剪接在一起而被去除的轉錄產物所對應的DNA片段。外顯子(exon):

斷裂基因中，在成熟mRNA產物中存在的任何片段。IntronsareremovedtomakemRNAfromaninterruptedgeneNote:TheorderofexonsdoesnotchangebetweenDNAandRNAhnRNA(heterogeneousnuclearRNA)：不均一核RNA高等真核生物中，如果細胞核基因與其產物間在長度上存在差異，則其初始轉錄產物稱之為hnRNA。hnRNP:核糖核蛋白顆粒hnRNA的物理結構是核糖核蛋白顆粒(hnRNP)，顆粒中蛋白質包圍著hnRNA，這種hnRNA和蛋白質組成的復合物稱為hnRNP。

1.3hnRNA、hnRNP、sRNA

sRNA(100-300base,0-106/cell):1）snRNA:細胞核中的小分子RNA稱細胞核小RNA(smallnuclearRNA)

2）scRNA:細胞質中小分子RNA稱細胞質小RNA(smallcytoplasmicRNA)。

3）snoRNA:在核仁中存在的一類小的RNA，稱為核仁小RNA(smallnucleolarRNA)。2tRNA和rRNA的加工2.1前體tRNA的加工2.2前體rRNA的加工2.3RNA的編輯及化學修飾rRNA和tRNA有以下三點特性：1）所有RNA初級轉錄產物的5`末端均是5`-三磷酸，而成熟rRNA和tRNA分子的5`末端是5`單磷酸；2）rRNA和tRNA分子比初級轉錄產物小很多；3）所有tRNA含有稀有堿基。

tRNA和rRNA被加工的實驗證據2.1前體tRNA的加工

tRNA的加工內容：①在核酸內切酶RNaseP作用下，從5′末端切除多余的核苷酸。②在核酸外切酶RNaseD作用下，從3′末端切除多余的核苷酸。③核苷酸轉移酶催化，3′末端加CCA-OH，為tRNA加工特有反應。④核酸內切酶催化進行剪切反應，剪掉內含子，由連接酶連接外顯子部分。⑤化學修飾，如甲基化、脫氨基、還原反應。TheintroninyeasttRNAPhebasepairswiththeanticodontochangethestructureoftheanticodonarm.SplicingofyeasttRNAinvitrocanbefollowedbyassayingtheRNAprecursorandproductsbygelelectro-phoresis.tRNAsplicinghasseparatecleavageandligationstages2.2前體rRNA的加工大部分rRNA是作為單一初始轉錄物的一部分進行合成，經過加工后才產生成熟產物。真核生物中前體包括了18SrRNA、5.8SrRNA和28SrRNA序列。在高等真核生物中，前體以沉降速率來命名，命名為45SRNA，在低等真核生物中，它比較?。ㄈ缃湍钢袨?5S）rRNAarecleavedfromacommonprecursor原核生物中前體包括了16SrRNA、23SrRNA和5SrRNA和tRNA序列。前體為30SRNA。tRNAsarecleavedfromtranscriptsofrRNAoperons2.3RNA的編輯及化學修飾RNA的編輯(RNAediting):

某些RNA，特別是mRNA的一種加工方式，它導致了DNA所編碼的遺傳信息的改變（如單堿基突變）（P95、96）。RNA的修飾（RNAmodification）：有些RNA，特別是前體rRNA和tRNA可能有特異性的化學修飾。

3真核生物mRNA的加工、修飾3.1mRNA5`端的加帽3.2mRNA3`端的多聚腺苷酸化3.3前體mRNA內含子的刪除EukaryoticmRNAismodified,processed,andtransported

3.1mRNA5`端的加帽GAAGuanine-7-methyl-transferase2`-O-methyl-transferaseCap010~15%100%The3`endsofmRNAsaregeneratedbycleavageandpolyadenylation；ThesequenceAAUAAAisnecessaryforcleavagetogeneratea3`endforpoly-adenylation.3.2mRNA3`端的多聚腺苷酸化3.3前體mRNA內含子的刪除3.3.1生物體內內含子的種類3.3.2內含子的刪除機理3.3.3內含子的不同剪接方式3.3.1生物體內內含子的種類內含子類型細胞內定位GU-AG,GC-AG,AU-AC細胞核I類細胞器，細菌，低等真核生物細胞核中II類細胞器，細菌雙內含子細胞器tRNA前體中的內含子細胞核3.3.2內含子的刪除機理（1）GU-AG型內含子（2）GC-AG型和AU-AC型內含子（3）I類內含子和II類內含子5`splicesite含：共有序列GU3`splicesite含：保守序列AGGU-AG（最初稱GT-AG）規(guī)則：描述了在前體mRNA中內含子的最初及最末位置上必須出現(xiàn)的恒定的雙堿基Intron-exonboudarieshaveshortconsensussequencesintheintron

（1）GU-AG型內含子Correctsplicingremoves3intronsbypairwiserecognitionofthejunctionsPairingofwrongjunctionswouldremoveexons