第11章RNA的生物合成概念.pptVIP

真核生物转录生成的RNA分子是初级RNA转录物(primary RNA transcript)，几乎所有的初级RNA转录物都要经过加工，才能成为具有功能的成熟的RNA。 加工主要在细胞核中进行。 几种主要的修饰方式： 1. 剪接(splicing) 2. 剪切(cleavage) 3. 修饰(modification) 4. 添加(addition) 一、真核生物mRNA的加工包括首、尾修饰和剪接 （一）前体mRNA在5’-末端加入“帽”结构 大多数真核mRNA的5’-末端有7-甲基鸟嘌呤的帽结构。 这个真核mRNA加工过程的起始步骤由两种酶，加帽酶(capping enzyme)和甲基转移酶(methyltransferase)催化完成。 帽子结构： 5? pppGp… 5? GpppGp… pppG ppi 鸟苷酸转移酶 5? m7GpppGp… 甲基转移酶 SAM 帽子结构的生成过程： 5? ppGp… 磷酸酶 Pi 帽子结构的意义： 可以使mRNA免遭核酸酶的攻击； 也能与帽结合蛋白质复合体(cap-binding complex of protein)结合，并参与mRNA和核糖体的结合，启动蛋白质的生物合成。 （二）前体mRNA在3’端特异位点断裂并加上多聚腺苷酸尾 1. hnRNA 和 snRNA 核内的初级mRNA称为杂化核RNA (hetero-nuclear RNA, hnRNA) snRNA (small nuclear RNA) 核内的蛋白质 小分子核糖核酸蛋白体 （并接体, splicesome） snRNA 尾部修饰是和转录终止同时进行的过程。 poly A的有无与长短，是维持mRNA作为翻译模板的活性，以及增加mRNA本身稳定性的因素。 一般真核生物在胞浆内出现的mRNA，其poly A长度为100至200个核苷酸之间，也有少数例外。 前体mRNA分子的断裂和加多聚腺苷酸尾是多步骤过程。 AAUAAA G/U 5’ 3’ Poly(A)信号 Poly(A)位点 mRNA CPSF G/U 5’ 3’ CPSF CFI,CFII,CStF CPSF CStF CFI CFII PAP CPSF CStF CFI CFII PAP ATP G/U P PPi CFII CFI CStF 慢速多腺苷酸化 PABⅡ CPSF AAAAAAAAAAOH PAP ATP PPi PABⅡ快速多腺苷酸化 CPSF AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA HOAAAAAAAAAA PAP CPSF AAAAAAAAAAOH PAP 真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因。 断裂基因(splite gene) C A B D 编码区 A、B、C、D 非编码区 2. 外显子(exon)和内含子(intron) 外显子：在断裂基因及其初级转录产物上出现，并表达为成熟RNA的核酸序列。 内含子：隔断基因的线性表达而在剪接过程中被除去的核酸序列。 鸡卵清蛋白基因 hnRNA 首、尾修饰 hnRNA剪接 成熟的mRNA 鸡卵清蛋白基因及其转录、转录后修饰 鸡卵清蛋白成熟mRNA与DNA杂交电镜图 DNA mRNA 3. 内含子的分类 根据基因的类型和剪接的方式，通常把内含子分为4类： I ：主要存在于线粒体、叶绿体及某些低等真核生物的 rRNA基因； II：也发现于线粒体、叶绿体，转录产物是mRNA； III：是常见的形成套索结构后剪接，大多数mRNA基因有此类内含子； IV：是tRNA基因及其初级转录产物中的内含子，剪接过程需酶及ATP。 4. mRNA的剪接 —— 除去hnRNA中的内含子，将外显子连接。 snRNP与hnRNA结合成为并接体 ① ② ③ UACUACA - AG UG U4 U5 U6 E1 E2 U1 U2 UACUACA - AG UG U6 E1 E2 U1、U4、U5 pG-OH (ppG-OH, pppG-OH) U-OH GpU pGpA 第一次转酯反应 第二次转酯反应 UpA GpU 外显子1 内含子 外显子2 G-OH UpU pGpA 剪接过程的二次转酯反应 (twice transesterification) ? RNA编辑作用说明，基因的编码序列经过转录后加工，是可有多用途分化的，因此也称为分化加工(differential RNA processing)。 5. mRNA的编辑(mRNA editing) 人类apo B基因 mRNA（14500个核苷酸） 肝脏 apo B100 （分