1、第第3232章章 RNARNA的生物合成与加工的生物合成与加工转录产物有转录产物有mRNAmRNA、tRNAtRNA、rRNArRNA。原核细胞的原核细胞的mRNAmRNA为单顺反子或多顺反子。为单顺反子或多顺反子。真核细胞的真核细胞的mRNAmRNA为单顺反子。为单顺反子。有义链，编码链；反义链，模板链有义链，编码链；反义链，模板链E.coliE.coli 的的RNARNA聚合酶中，聚合酶中，2 2称为核心酶。称为核心酶。因子辨认模板因子辨认模板DNADNA的起始位点。的起始位点。基因的转录基因的转录 mRNA mRNA的合成的合成 基因转录是以基因转录是以DNADNA为模板合成与其碱基顺为
2、模板合成与其碱基顺序互补的序互补的mRNAmRNA的过程。的过程。 细胞生长周期的某个阶段，细胞生长周期的某个阶段，DNADNA双螺旋解双螺旋解开成为转录模板，在开成为转录模板，在RNARNA聚合酶催化下，聚合酶催化下，合成合成mRNAmRNA。mRNAmRNA不能自我复制，即其本不能自我复制，即其本身不能作为复制模板，因此在转录过程身不能作为复制模板，因此在转录过程中即使出现某些差错，也不会遗传下去。中即使出现某些差错，也不会遗传下去。 基因表达的第一步基因表达的第一步 以以D. S. DNA中的一条单链作为转录的模板中的一条单链作为转录的模板 在在依赖依赖DNA的的RNA聚合酶聚合酶的作用
3、下的作用下 模板单链模板单链 DNA的极性方向为的极性方向为3 5, 而非模板单链而非模板单链 DNA的极性方向与的极性方向与RNA链相同，均为链相同，均为5 3.DNA(书写书写DNA序列时，仅写非模板序列，可不注明极性方向序列时，仅写非模板序列，可不注明极性方向)3-TACTCAT-5RNA 5-AUGAGUA-35-ATGAGTA-3 Non-template (sense strand)template (antisense strand)若若 干干 基基 本本 概概 念念 按按A U，C G 配对的原则，合成配对的原则，合成RNA分子分子 某一基因只以一条单链某一基因只以一条单链DN
4、A DNA 为模板进行转录（为模板进行转录（不对称转录不对称转录） RNA RNA的转录包括的转录包括promotion, elongation, termination promotion, elongation, termination 三过程三过程 从启动子（从启动子（promoterpromoter）到终止子（）到终止子（terminatorterminator）称）称为转录单位为转录单位 （transcriptional unittranscriptional unit） 原核生物中的转录单位多为原核生物中的转录单位多为 polycistron in operonpolycistro
5、n in operon 转录原点记为转录原点记为+1+1，其上游记为负值，下游记为正值，其上游记为负值，下游记为正值 真核生物中的转录单位多为真核生物中的转录单位多为monocistron, No operonmonocistron, No operon +1+1 - -10 10 +10+10upstreamupstreamstart start pointpointdownstreamdownstream转录过程转录过程mRNA合成注意：注意：RNARNA聚合酶与启动子结合启始转录聚合酶与启动子结合启始转录 RNARNA的合成从的合成从5 5，到到3 3，模板是模板是3 3，到到5 5，
6、只有一条只有一条DNADNA链可以转录链可以转录 转录后转录后DNADNA恢复双链结构恢复双链结构体外，两条体外，两条DNADNA均可转录均可转录DNADNA以全保留的方式转录以全保留的方式转录核心酶可以延伸，核心酶可以延伸，因子启始合成、识别启动子因子启始合成、识别启动子转录速度比复制慢，与翻译速度相近转录速度比复制慢，与翻译速度相近因子的存在影响核心酶的构象：因子的存在影响核心酶的构象：降低了酶与降低了酶与DNADNA的结合常数与停留时间的结合常数与停留时间增加了与启动子的结合常数和停留时间增加了与启动子的结合常数和停留时间起始后起始后因子脱离，因子脱离，RNARNA延伸延伸不同的不同的因
7、子识别不同类型的启动子因子识别不同类型的启动子转录过程的选择性抑制转录过程的选择性抑制放线菌素放线菌素D D是原核和真核细胞是原核和真核细胞RNARNA聚合酶的聚合酶的专一抑制剂。专一抑制剂。利福平利福平是原核细胞是原核细胞RNARNA聚合酶的抑制剂。聚合酶的抑制剂。-鹅膏蕈碱鹅膏蕈碱是真核细胞是真核细胞RNARNA聚合酶的抑聚合酶的抑制剂。制剂。一、转录的不对称性一、转录的不对称性 转录转录(transcription)(transcription)的不对称性就是指以的不对称性就是指以双链双链DNADNA中的一条链作为模板进行转录，从中的一条链作为模板进行转录，从而将遗传信息由而将遗传信息由
8、DNADNA传递给传递给RNARNA。有意义链有意义链反意义链反意义链555533335555对于不同的基因来说，其转录信息可以存在于两对于不同的基因来说，其转录信息可以存在于两条不同的条不同的DNADNA链上。能够转录链上。能够转录RNARNA的那条的那条DNADNA链称为链称为有意义链有意义链( (模板链），而与之互补的另一条模板链），而与之互补的另一条DNADNA链链称为称为反意义链反意义链（编码链）。（编码链）。二、转录的连续性二、转录的连续性 RNARNA转录合成时，以转录合成时，以DNADNA作为模板，在作为模板，在RNARNA聚合酶的催化下，连续合成一段聚合酶的催化下，连续合成一
9、段RNARNA链，链，各条各条RNARNA链之间无需再进行连接。链之间无需再进行连接。 合成的合成的RNARNA中，如只含一个基因的遗传信中，如只含一个基因的遗传信息，称为息，称为单顺反子单顺反子；如含有几个基因的遗；如含有几个基因的遗传信息，则称为传信息，则称为多顺反子多顺反子。 三、转录的单向性三、转录的单向性RNARNA转录合成时，只能向一个方向进行聚转录合成时，只能向一个方向进行聚合，所依赖的模板合，所依赖的模板DNADNA链的方向为链的方向为3535，而而RNARNA链的合成方向为链的合成方向为5353。 四、有特定的起始和终止位点四、有特定的起始和终止位点 RNARNA转录合成时，
10、只能以转录合成时，只能以DNADNA分子中的某一分子中的某一段作为模板，故存在特定的起始位点和特段作为模板，故存在特定的起始位点和特定的终止位点，特定起始点和特定终止点定的终止位点，特定起始点和特定终止点之间的之间的DNADNA链构成一个链构成一个转录单位转录单位，通常由，通常由转录区和有关的调节顺序构成。转录区和有关的调节顺序构成。 一、底物一、底物四种核糖核苷酸，即四种核糖核苷酸，即ATPATP，GTPGTP，CTPCTP，UTPUTP。 二、模板二、模板以一段单链以一段单链DNADNA作为模板。作为模板。 三、三、RNARNA聚合酶聚合酶这是一种不同于引物酶的依赖这是一种不同于引物酶的依
11、赖DNADNA的的RNARNA聚聚合酶。该酶在单链合酶。该酶在单链DNADNA模板以及四种核糖模板以及四种核糖核苷酸存在的条件下，不需要引物，即可核苷酸存在的条件下，不需要引物，即可从从5353聚合聚合RNARNA。 亚亚基基 功功能能 与与模模板板DNA结结合合 起起始始和和催催化化合合成成 识识别别起起始始点点，稳稳定定全全酶酶 转转录录的的特特异异性性 原核生物中的原核生物中的RNARNA聚合酶全酶由五个亚基构成，即聚合酶全酶由五个亚基构成，即2 2。 亚基与转录起始点的识别亚基与转录起始点的识别有关，而在转录合成开始后有关，而在转录合成开始后被释放，余下的部分（被释放，余下的部分（2
12、2）被称为）被称为核心酶，与核心酶，与RNARNA链的聚合链的聚合有关。有关。 大肠杆菌大肠杆菌RNARNA聚合酶全酶聚合酶全酶Rifampin是是RNA合成起始的抑制剂合成起始的抑制剂 种种类类 亚亚细细胞胞定定位位 对对-鹅鹅膏膏蕈蕈碱碱敏敏感感性性 功功能能 RNA pol 核核仁仁 不不敏敏感感 合合成成rRNA前前体体 RNA pol 核核基基质质 极极敏敏感感 合合成成HnRNA RNA pol 核核基基质质 敏敏感感 合合成成tRNA前前体体 snRNA及及5S rRNA 真核生物中的真核生物中的RNARNA聚合酶可按其对聚合酶可按其对-鹅膏鹅膏蕈碱敏感性而分为三种，它们均由蕈碱
13、敏感性而分为三种，它们均由10101212个大小不同的亚基所组成，结构非常复杂，个大小不同的亚基所组成，结构非常复杂，其功能也不同。其功能也不同。 酵母酵母RNARNA聚合酶聚合酶和和四、终止因子四、终止因子 1 1蛋白蛋白：这是一种六聚体的蛋白质，：这是一种六聚体的蛋白质，亚基的分子量为亚基的分子量为50kd50kd。该蛋白因子能识别。该蛋白因子能识别终止信号，并能与终止信号，并能与RNARNA紧密结合，导致紧密结合，导致RNARNA的释放。的释放。 2 2nusAnusA蛋白：为一分子量蛋白：为一分子量69kd69kd的酸性的酸性蛋白，它能与蛋白，它能与RNARNA及及RNARNA聚合酶相
14、结合，在终聚合酶相结合，在终止部位使两者被释放。止部位使两者被释放。 NusA protein ; 69 Kd, acid protein RNApol-attaching factor Impel RNApol. pausing in terminator for 1-15 and waiting for Rho factor to stop transcription of RNA After initiation substituting NusA + core E (antitermination N protein utilization substance) 五、激活因子五、激活因
15、子 目前已知激活因子为目前已知激活因子为降解产物基因激活蛋白降解产物基因激活蛋白（CAPCAP），又称为），又称为cAMPcAMP受体蛋白（受体蛋白（CRPCRP）。是。是一种二聚体蛋白质，亚基分子量为一种二聚体蛋白质，亚基分子量为23kd23kd。该。该蛋白与蛋白与cAMPcAMP结合后，刺激结合后，刺激RNARNA聚合酶与起始聚合酶与起始部位结合，从而起始转录过程。部位结合，从而起始转录过程。 一、识别一、识别 原核生物原核生物RNARNA聚合酶中的聚合酶中的因子识别转录起始点，因子识别转录起始点，并促使核心酶结合形成全酶复合物。并促使核心酶结合形成全酶复合物。 被辨认的区段就是位于转录起
16、始点被辨认的区段就是位于转录起始点-35-35区的区的TTGACATTGACA序列序列。 RNARNA聚合酶识别聚合酶识别酶与该区结合后，即滑动至酶与该区结合后，即滑动至-10-10区的区的TATAATTATAAT序列序列（PribnowPribnow盒）盒） ，并启动转录。有利于，并启动转录。有利于DNADNA局部局部解开双链解开双链 原核生物中转录起始区的共同序列原核生物中转录起始区的共同序列 R -35 B -10I +1 Sextama BoxPribnow BoxInitiationl位于基因上游，与位于基因上游，与RNARNA聚合酶识别、结聚合酶识别、结合并起始转录有关的一些合并起
17、始转录有关的一些DNADNA顺序称为顺序称为启启动子动子（promoter)promoter)。 l转录起始的第一个核苷酸是转录起始的第一个核苷酸是pppGpppG或或pppApppA Core promoter region including Sextama Box ; RNApol. recognition site (R site)TTGAC (Sextama Box)-35 site RNApol. loosely binding sitePribnow Box ; TATAAT (pribnow Box) -10 site RNApol. firmly binding site (
18、B site)Initiation site ; +1 RNA transcriptional startpoint (I site) A/G-35 (R)-10 (B)+1 (I)RNAl Sextama Box 与与Pribnow Box 间距间距17bp, 有利于有利于RNApol启动启动l Sextama Box or Pribnow Box mut. 间距间距趋近趋近于于17 bp，up mutation间距间距远离远离于于17 bp，down mutation17bp的的间距间距较较17bp的的序列序列对转录更为重要对转录更为重要Sextama Box and Pribnow Bo
19、x mut. 转录率下降转录率下降100X 转录率下降转录率下降1000X因子；因子； 重复使用重复使用(Re-usable) 使使 Holo-enzyme识别识别Sextama Box, 与模板链结合与模板链结合 修饰修饰 RNApol 构型，构型，降低全酶与降低全酶与DNA的非专一性结合力的非专一性结合力（107/mol） 增强全酶与增强全酶与R, B site的专一性结合力的专一性结合力 (1014/mol)导致导致RNA链的延伸缓慢链的延伸缓慢Promoter与与factor 间的结合专效性间的结合专效性 决定了决定了 strong promoter & weak promoter 不
20、同启动子的不同启动子的-35，-10区序列间存在较为区序列间存在较为 保守的标准序列保守的标准序列( 标准启动子标准启动子 ) 启动子中启动子中-35, -10 区序列的差异影响与区序列的差异影响与 RNApol 中中 因子的结合能力因子的结合能力 factor is responsible for recognition of consensus sequence of promoter and only required for initiation.l真核生物的转录起始区上游也存在一段富真核生物的转录起始区上游也存在一段富含含TATA的顺序，被称为的顺序，被称为HognessHognes
21、s盒盒或或TATATATA盒。盒。 l除此之外，在真核生物中还可见到其他除此之外，在真核生物中还可见到其他带共性的序列，如带共性的序列，如CAATCAAT盒及盒及GCGC盒盒等。等。Promoter for basic transcription ( class II recognized by RNA polymerase II ) l Cap site ; initiation point (+1) Capping m7GpppA/G-70 -AUG-(in mRNA)1-4Kb -70 -30 +1 GC island CAAC/T box TATA box Cap Enhancer U
22、PE core promoter Promoter (basic factor) Initiation region PyPyANT/(A)PyPy Promoter for basic transcription l TATA box / Hogness box / Goldberg-Hogness box (-30) Rich AT and rich GC flanked rich GC-T A T A A (T) A A (T)-rich GC 82 97 93 85 63 (37) 83 50 (37)1-4Kb -70 -30 +1 GC island CAAC/T box TATA
23、 box Cap Enhancer UPE core promoter Promoter (basic factor) Promoter for basic transcription l GC island (C no methylated) and CAAT box (CAT box UPE) (-70) GCGC-GGC(T)CAATCT- Response to effect of transcription Range 30 bp 1-4Kb -70 -30 +1 GC island CAAC/T box TATA box Cap Enhancer UPE core promoter
24、 Promoter (basic factor) l Promoter functions CAAT box (modulator) controlling transcriptional efficiency (cause GC island) TATA box (selector) controlling starting point and efficiency I site (initiator)determination initiation point and capping of mRNA 真核生物的转录起真核生物的转录起始较为复杂。目前始较为复杂。目前已知已知RNARNA聚合酶
25、聚合酶至至少有六种不同的蛋少有六种不同的蛋白因子参与转录复白因子参与转录复合体的形成。这些合体的形成。这些蛋白因子被称为蛋白因子被称为转转录 因 子录 因 子 （ t r a n s -t r a n s -criptionalcriptional factor, factor, TFTF) )。包括。包括 TFATFA，T F BT F B ， T F DT F D ，T F ET F E ， T F FT F F ，TF-ITF-I。 Cis-factor for inducible expression Special boxArabidopsis I box (GATAAG)-5-20
26、-G box -Pea H box (CCTACC)-5-20-G box - modulHSE ( Heat Shock Element )GRE ( Glucocoricoid Response Element ) 糖皮质激素应激元件糖皮质激素应激元件MRE ( Metal Response Element )TSE ( Tissue Special Element )l Inducible expressed by environment Ig ATGGAAAT + Oct-2 factor B 细胞表达细胞表达GH ATGAATAT + Pit-1 factor 脑下垂体表达脑下垂体表
27、达 l EnhancerEnhance expression Basic expressionPosition not be fixed isolated region Bi-directional element Mono-directional element Enhancer PromoterNo for special gene only for special gene Enhancer与与Promoter的比较的比较Chambon discovered the first enhancer inthe 5-flanking region of the SV40 early gene
28、. Enhancer 的结构与功能的结构与功能 -Enhancer 由两个以上的由两个以上的增强子成分增强子成分(Enhancer Element)组成组成 -Enhancer Element 必需由两个紧密相连必需由两个紧密相连,具有间距效应的具有间距效应的 增强子元增强子元 (Enhanson）组成组成 -各个各个Enhanson(cis-factor)与激活蛋白与激活蛋白(trans-factor)结合结合 增强特异性转录增强特异性转录 促进转录的复合体促进转录的复合体 + UPE + core promoter基本转录复合体基本转录复合体 En. Elem. En. Elem En.
29、Elem. -250 -180 coreC TCII TCI sphII sphI Ap3 Ap2 Ap1e.g. SV40 Enhancer (-179 -250) 远距离控制，无方向性远距离控制，无方向性 mRNA +1GC CAAT TATA 促进转录复合体促进转录复合体基本转录复合体基本转录复合体Silencer Mating type (MAT) of yeast 3# HML MAT HMRSilencer can act at a distance (at least 1 kb away) to modulate transcription somehow cause the c
30、hromatin to coil up into a condensed Inaccessible Inactive form thereby preventing transcription of neighboring genes 转录因子转录因子 功功 能能 TFA 稳定稳定TFD结合结合 TFB 促进促进pol 结合结合 TFD 辨认辨认TATA盒盒 TFE ATPase TFF 解旋酶解旋酶真核生物真核生物RNARNA聚合酶聚合酶转录因子及其功能转录因子及其功能与基本转录相关的与基本转录相关的trans-factor Trans-factor for basic transcript
31、ion l TF (I, II, III) Transcriptional Factorl TBP (TATA box Binding Protein)l TAF (TBP Associate Factor)l RAP (RNApol. Associate protein)真核生物中真核生物中RNApol的作用必须有其他相关转的作用必须有其他相关转录蛋白在启动子处的先期结合才能启动转录录蛋白在启动子处的先期结合才能启动转录Cis-factor + TIC (Transcriptional Initiate Complex) RNApol II (B); -For pre-mRNA transc
32、ription -Located in nucleoplasm -L maximum subunit 240 kd & have specific COOH-end named CTD ( Carboxyl Terminal Domain ) only in RNApol II -CTD-end; 7aa repeats & high frequency phosphorylation TyrSerPProThrPSerPProSerP Yeast 26XDrosophila 44X repeat unit of 7 aa / in CTDRat & Human 52X -依依CTD中，中，S
33、er,Thr 磷酸化与否，将磷酸化与否，将L 分为分为3个个Subforms IIO (240kd) IIA (220kd) IIB (180kd) 高度磷酸化高度磷酸化CTD over-phosphorylated 提高转录效率提高转录效率10X IIA 蛋白酶水解蛋白酶水解Non-physiological form 基本形式基本形式 Initially binds to promoter 使使RNApol易于离开易于离开Promoter 转录延伸转录延伸 -RNApol II + 20TFIIs 逐级组装逐级组装 TIC 转录启动转录启动 (Transcriptional Initiat
34、ion Complex)(TBP); needed for RNApol I, II, III Very high conserved C-end domain of 180 aa Binds with DNA in minor groove & wilds it Determination initiation starting site Control UPE effect for basic transcriptionTFIID; A sort of protein complex (TBP & 8 TAF)mRNA Promoter clearance Transcription st
35、artingFE H B D ATATA +1 Wilds minor groove TFII A TBP of D pre-TIC TFII F RNApol IITFII B Basic TIC conclusionmRNA Promoter clearance E H B D ATranscription startingcomplete TIC EH Different acidic activation domain may regulation different cis-factor targets 真核生物以多种转录因子复合体方式（多种组合）真核生物以多种转录因子复合体方式（多
36、种组合） 与与cis-factor 结合，结合， 激活转录激活转录 表现一种复杂而又灵活的表现一种复杂而又灵活的 positive control system activator 的活性调节的活性调节 受到严格的受到严格的信号因子信号因子的调控的调控signal一般状态一般状态（无活性）（无活性）binding DNA 变构变构活化状态活化状态激活转录激活转录种类与结构特点种类与结构特点 经过化学或物理修饰经过化学或物理修饰l Cys/Cys, Cys/His (Zinc finger)DNA-binding domainl Helix()-turn-Helix() (HTH)l Helix
37、loopHelix (HLH or bHLH) dimerzation domainl Leu zipper (bZIP) 种类与结构特点种类与结构特点l Homeodomains (HDs 60aa with HTH)30 aa / copy one fingerPhe(F) Leu(L) Tyr(Y) core of hydrophobic aa 9 direct repeats 30aa / copy 2Cys / 2His or 2Cys / 2Cys types2Cys (2C) Zn 2His (2C) to form finger of 1-helix & 1-sheetPept
38、ide chainZinc fingerCCHHAaron Klug (1985)TFIIIA predict the Zinc finger structureTFIIIA three fingers lining up the major groove of DNA which sequence GCGTGGGCGFig. III Fig. II Fig. ICarl Pabo obtained the structure of complex between TFIIIA and DNA using X-ray crystallographyZinc finger binding wit
39、h cis-factor of DNA Leu zipper & basic domain of (bZIP) Helix-turn-helix domain of homeodomain Helix-turn-helix domain of homeodomainAntennapedia mutant causes legs to grow where antennae would normally be Homeobox first discovered in regulatory genes of DrosophilaHomeodomain are members of the Heli
40、x-turn-helix motif family of DNA binding proteins二、起始二、起始 lRNARNA聚合酶全酶促使局部双链解开，并聚合酶全酶促使局部双链解开，并催化催化ATPATP或或GTPGTP与另外一个三磷酸核苷聚合，与另外一个三磷酸核苷聚合，形成第一个形成第一个3,5-3,5-磷酸二酯键。磷酸二酯键。 三、延长三、延长 l因子从全酶上脱离因子从全酶上脱离，余下的核心酶继续沿，余下的核心酶继续沿DNADNA链移动，按照碱基互补原则，不断聚合链移动，按照碱基互补原则，不断聚合RNARNA。 四、终止四、终止 lRNARNA转录合成的终止机制有两种：转录合成的终止
41、机制有两种：1 1自动终止：自动终止：模板模板DNADNA链在接近转录终止点链在接近转录终止点处存在相连的富含处存在相连的富含GCGC和和ATAT的区域，使的区域，使RNARNA转转录产物形成寡聚录产物形成寡聚U U及发夹形的二级结构，引及发夹形的二级结构，引起起RNARNA聚合酶变构及移动停止，导致聚合酶变构及移动停止，导致RNARNA转录转录的终止。的终止。2 2依赖辅助因子的终止：依赖辅助因子的终止：由终止因子由终止因子(因子因子) )识别特异的终止信号，并促使识别特异的终止信号，并促使RNARNA的的释放。释放。 一、一、mRNAmRNA的转录后加工的转录后加工 1 1加帽加帽(add
42、ing cap)(adding cap)：l即在即在mRNAmRNA的的5-5-端加上端加上m m7 7GTPGTP的结构。此的结构。此过程发生在细胞核内，即过程发生在细胞核内，即HnRNAHnRNA即可进行即可进行加帽。加帽。l加工过程首先是在磷酸酶的作用下，将加工过程首先是在磷酸酶的作用下，将5-5-端的磷酸基水解，然后再加上鸟苷三磷端的磷酸基水解，然后再加上鸟苷三磷酸，形成酸，形成GpppNGpppN的结构，再对的结构，再对G G进行甲基化。进行甲基化。 RNARNA的加工的加工只有成熟的只有成熟的mRNAmRNA才可翻译才可翻译在细胞核内转录的在细胞核内转录的mRNAmRNA必须加工，
43、叫核不均一必须加工，叫核不均一RNARNA加工过程：加工过程：5 5，端加帽子结构端加帽子结构 3 3，端加端加polyApolyA尾巴尾巴 切去内含子切去内含子 将外显子连接起来将外显子连接起来m m7 7G G加在加在5 5，端：端：免受酶切免受酶切促进启始蛋白质合成促进启始蛋白质合成几种几种不同不同的帽的帽子子帽子结构：帽子结构：增加增加RNARNA的稳定性的稳定性提高翻译的效率提高翻译的效率由由SAMSAM进行甲基化进行甲基化多聚多聚A A尾巴：尾巴：3 3，端的加尾信号，端的加尾信号AAUAAAAAUAAA增加增加RNARNA的稳定性，防止核酸酶的降解的稳定性，防止核酸酶的降解提高翻
44、译的效率提高翻译的效率 2 2加尾加尾(adding tail)(adding tail)：这一过程也是细胞核内完成，首先由核酸外这一过程也是细胞核内完成，首先由核酸外切酶切去切酶切去3-3-端一些过剩的核苷酸，然后再端一些过剩的核苷酸，然后再加入加入polyApolyA。polyApolyA结构与结构与mRNAmRNA的半寿期有关。的半寿期有关。 pre-RNA tailing 概念概念 A poly(A) tail (50-200) be added at -20 Nt tailing signal (AAUAAA) from 3-end of Pre-RNARabbit - globin
45、 mRNA 5-CUUUGAAUAAA-poly(A) 3 -20Rabbit - globin mRNA 5-UGGCUAAUAAA-poly(A) 3 -20Man - globin mRNA 5-CUUUGAAUAAA-poly(A) 3 -20Man - globin mRNA 5-UGCCUAAUAAA-poly(A) 3 -20 3 3剪接（剪接（splicing)splicing)：拼接：拼接真核生物中的结构基因基本上都是断裂基真核生物中的结构基因基本上都是断裂基因。结构基因中能够指导多肽链合成的编因。结构基因中能够指导多肽链合成的编码顺序被称为码顺序被称为外显子外显子，而不能指
46、导多肽链，而不能指导多肽链合成的非编码顺序就被称为合成的非编码顺序就被称为内含子内含子。真核生物真核生物HnRNAHnRNA的剪接一般需的剪接一般需snRNAsnRNA参与构参与构成的核蛋白体参加，通过形成套索状结构成的核蛋白体参加，通过形成套索状结构而将内含子切除掉。而将内含子切除掉。 自身拼接：转酯反应自身拼接：转酯反应RNARNA本身可作为催化剂，可除去内含子本身可作为催化剂，可除去内含子G G的帮助，内含子环化成酯的帮助，内含子环化成酯分子内拼接：顺式拼接分子内拼接：顺式拼接分子间拼接：反式拼接分子间拼接：反式拼接选择性拼接：机体在不同的发育时期选择选择性拼接：机体在不同的发育时期选择
47、不同的拼接方式，获得不同的同源蛋白。不同的拼接方式，获得不同的同源蛋白。 4 4内部甲基化：内部甲基化：由甲基化酶催化，对某些碱基进行由甲基化酶催化，对某些碱基进行甲基化处理。甲基化处理。 常见常见tRNA中的修饰核苷酸中的修饰核苷酸 Cmnm5U (5-羧甲基氨甲基尿苷羧甲基氨甲基尿苷)mCm5U （5-甲氧基羰甲基尿苷）甲氧基羰甲基尿苷）Xm5s2U （5-甲基甲基-2硫代尿苷）硫代尿苷）K2C （2-赖氨酸胞苷）赖氨酸胞苷）Com5U （5(2)-羟羧甲基尿苷）羟羧甲基尿苷）I （Inosine次黄嘌呤）次黄嘌呤）m7G (7-甲基尿苷甲基尿苷)m5C （5-甲基胞苷）甲基胞苷）m6A
48、（6-甲基腺苷）甲基腺苷）s2C （2-硫代胞苷）硫代胞苷） (假尿苷）假尿苷）Um (2-O-甲基尿苷甲基尿苷)Q （Queuosine） Xo5U (5-羟基尿苷羟基尿苷) OH OH NH CH2 H2N R 真核生物真核生物mRNAmRNA的转录后加工修饰的转录后加工修饰主要有以下几种加工方式：主要有以下几种加工方式： 切断。切断。 剪接。剪接。 化学修饰。化学修饰。三、三、rRNA的转录后加工的转录后加工真核细胞真核细胞45S45S前体前体18S18S28S28S5.8S5.8S原核细胞原核细胞30S30S前体前体17S17S25S25S16S16S23S23S5S5S四膜虫前四膜虫
49、前rRNA的自身剪接的自身剪接RNARNA编辑：编辑：若基因发生了移码突变，在突变的部位增加若基因发生了移码突变，在突变的部位增加几个几个U U，或其他碱基纠正移码突变。，或其他碱基纠正移码突变。由由gRNAgRNA指导插入，转酯反应指导插入，转酯反应RNARNA的再编码：的再编码：若若RNARNA发生突变，校正发生突变，校正tRNAtRNA识别密码子时搬来识别密码子时搬来一个相近的氨基酸一个相近的氨基酸翻译移码翻译移码核糖体在核糖体在mRNAmRNA上的跳跃上的跳跃 Editing 的生物学意义的生物学意义 形成形成/删除删除AUG, UAA, UAG, UGA 改变改变codon信息信息 扩大编码的遗传信息量扩大编码的遗传信息量 mRNA editing 较大程度地改变了较大程度地改变了DNA的遗传信息，的遗传信息， 使该基因的使该基因的DNA序列仅是一串序列仅是一串简略意义模糊的简略意义模糊的序序 列（列（abbreviated ）或称为隐秘基因、模糊基因）或称为隐秘基因、模糊基因 （cryptic gene, cryptogene）Editing 的生物学意义？的生物学意义？ 结论为时过早结论为时过早 中心法则的发展中心法则的发展
