生物信息传递 从DNA到RNA.pptVIP

哺乳动物细胞中，mRNA前体上的snRNP是从5’向下游“扫描”，选择在分支点富嘧啶区3’下游的第一个AG作为剪接的3’受点。 AG前一位核苷酸可以影响剪接效率，一般说来，CAG＝UAGAAGGAG。如果mRNA前体上同时存在几个AG，可能发生剪接竞争。 在Ⅰ类和Ⅱ类内含子中，内含子的RNA本身具有催化活性，能进行内含子的自我剪接。 在Ⅰ类内含子切除体系中，自由鸟苷或鸟苷酸的3-OH作为亲核基团攻击内含子5端的磷酸二酯键，从上游切开RNA链。再由上游外显子的自由3-OH作为亲核基团攻击内含子3’位核苷酸上的磷酸二酯键，使内含子被完全切开，上下游两个外显子通过新的磷酸二酯键相连。 在Ⅱ类内含子切除体系中，内含子本身的某个腺苷酸2-OH作为亲核基团攻击内含子5端的磷酸二酯键，从上游切开RNA链后形成套索状结构。再由上游外显子的自由3-OH作为亲核基团攻击内含子3位苷上的磷酸二酯键，使内含子被完全切开，上下游两个外显子通过新的磷酸二酯键相连。 3·6·3 RNA的编辑和化学修饰 1. RNA的编辑 根据中心法则，DNA、RNA和蛋白质之间存在着直接的线性关系，即连续的序列DNA被真实地转录成mRNA序列，然后翻译产生蛋白质分子。断裂基因的发现和RNA的剪接虽然使得基因表达过程增加了一个步骤，但DNA的实际编码序列没有发生变化。 RNA的编辑(RNA editing)：是一种较为独特的遗传信息的加工方式，即转录后的mRNA在编码区发生碱基插入、删除或转换的现象，是在RNA分子上的一种修饰。 它导致了DNA所编码的遗传信息的改变，因为经过编辑的mRNA序列发生了不同于模板DNA的变化。 点突变编辑 哺乳动物载脂蛋白mRNA的编辑：下图分别是该基因的DNA序列以及在哺乳动物肝脏和肠组织中分离到的mRNA序列。载脂蛋白基因编码区共有4563个密码子，在所有组织中其DNA序列都相同。 在肝脏中，该基因转录产生完整的mRNA并被翻译成有4563个氨基酸的全长蛋白质。 在肠中合成的却是只包含有2153个密码子的mRNA，翻译产生2153个氨基酸蛋白质。该蛋白是全长载脂蛋白的N端。它除了第2153位密码子从CAA突变为UAA之外完全与肝脏mRNA相同的核酸分子所编码的，C→U突变使编码谷氨酰胺的密码子变成了终止密码子。 尿苷酸的缺失和添加 由指导RNA(即guide RNA)来完成，指导RNA含有与编辑后mRNA相互补的核苷酸序列。指导RNA与被编辑区及其周围部分核酸序列虽然有相当程度的互补性，但该RNA上存在一些未能配对的腺嘌呤，形成缺口，为插入尿嘧啶提供了模板。反应完成后，指导RNA从mRNA上解离下来，而mRNA则被用做翻译的模板。 RNA编辑的生物学意义 校正作用 有些基因在突变过程中丢失的遗传信息可以通过RNA的编辑得以恢复； 调控翻译 通过编辑构建或去除起始密码子和终止密码子； 扩充遗传信息 使基因产物获得新的结构和功能。 2. RNA的再编码 RNA编码和读码方式的改变称为RNA的再编码（RNA recoding）。 有研究发现，mRNA在某些情况下不是以固定的方式被翻译，而可以改变原来的编码信息，以不同的方式进行翻译。 RNA的再编码可以从一个mRNA产生两种或多种相互关联但又不同的蛋白质，这也可能是蛋白质合成的一种调节机制。 除了RNA编辑之外，有些RNA，特别是rRNA和tRNA还有特异性化学修饰。RNA的化学修饰具有位点特异性。 核仁RNA(snoRNAs)参与RNA的化学修饰，因为snoRNA能通过碱基配对的方式，把rRNA分子上需要修饰的位点找出来。 snoRNA上的D盒是甲基化酶的识别位点。 3. RNA的化学修饰 3.6.4 核 酶 核酶（Ribozyme)是指一类具有催化功能的RNA分子，通过催化靶位点RNA链中磷酸二酯键的断裂，特异性地剪切底物RNA分子，从而阻断基因的表达。 1982年T.Cech等在研究四膜虫rRNA前体加工时发现rRNA前体具有自我催化作用，于是提出核酶概念。核酶是由核糖核酸（ribonucleic acid）和酶（enzyme）这两个词“重组”成一个新的词： “ Ribozyme”。 核酶的结构 核酶的催化功能与其空间结构有密切关系。有RNase的RNA亚基（M1 RNA）、锥头形、发夹型、Ⅰ类内含子、Ⅱ类内含子等结构。 具有自我剪切能力的RNA大多形成锥头结构（hammerhead structure）。不同的核酶具有不同的催化功能。 1. 剪切型核酶：只剪不接，如M1RNA、L19 2. 剪接型核酶：既剪又接，如Ⅰ类内含子、Ⅱ类内含子。 核酶真核生物rRNA的自身剪切