RNA_编辑_入门_课件.ppt

* * * * 主要内容 RNA编辑 RNA编辑机制 RNA编辑的类型 RNA 编辑的生物学意义 1986年Benne等在研究锥虫线粒体DNA时发现，锥虫的细胞色素氧化酶II（CO II）的mRNA序列与co II基因序列不配，mRNA序列中含有4个在基因中缺失的核苷酸，这些缺失的核苷酸可引起移码突变，进而导致基因失活。但锥虫以某种方式为mRNA提供了4个核苷酸，由此避免了移码。 1988年大量锥虫动基体基因和相应的mRNA被测序才认识到在这些生物中这种现象是很常见的。在随后的研究中发现现象广泛存在于原生动物、哺乳动物、植物、昆虫、真菌、黏菌、病毒、非细胞的黏霉菌等生物,涉及线粒体、叶绿体以及细胞核中的3 种RNA 编码基因(mRNA、tRNA、rRNA)。并把这种现象称为mRNA的编辑 DNA序列 GA G A A mRNA序列 GAU UGU AUA 氨基酸序列 Asp Cys Ile RNA的编辑 * 细胞色素氧化酶II蛋白的序列与其基因相比，发生了移码（frameshift）。移码是通过在移码位点附近插入4个U形成。 * T. brucei 的coxIII gene 在转录后大规模的RNA 编辑: 插入大量碱基U，也删除了部分碱基U。 哺乳动物中RNA编辑实例 RNA的编辑（RNA editing）是指在mRNA水平上改变遗传信息的过程。是某些RNA，特别是mRNA前体的一种加工方式，如插入、删除或取代一些核苷酸残基（包括U→C，A→U；U的插入或缺失、多个G或C的插入等），因为经过编辑的mRNA序列发生了不同于模板DNA的变化，导致DNA所编码的遗传信息的改变。 RNA编辑不同于 RNA剪接， RNA剪接是从DNA模板链转录出的最初转录产物中除去内含子，并将外显子连接起来形成一个连续的RNA分子的过程。RNA剪接并没有使DNA的遗传信息发生改变。 众所周知,真核细胞基因表达的调控主要发生在三个彼此相对独立的水平上,包括转录水平的调控,转录后加工水平的调控和翻译水平的调控。近年来发现的RNA 编辑使人们对基因表达多级调控的复杂性有了新的认识。所谓RNA 编辑(editing) ,是在RNA 水平上改变遗传信息的加工过程,导致成熟的RNA 编码序列和它的转录模板DNA 序列之间的不相匹配。 RNA编辑机制 在mRNA编辑过程中需要精确的插入位点和准确的核苷数目，这需要由引导RNA(gRNA) 介导完成的。这些小的gRNA 分子是与被编辑的mRNA互补的一小段反义序列,一般可与被编辑的mRNA一级转录本的下游编辑位点处结合形成短的(10～15bp) 锚定双螺旋。 在每一个gRNA分子5 `端的5—12个核甘酸可以和mRNA中紧邻被编辑部位3 `端的区域互补．被称为“anchor” 序列， “anchor”序列的下游是一段25~35核苷酸的 “guiding”序列，它可以确定核甘酸位点间即编辑位点(E8)处尿嘧啶U的插入和缺失； gRNA结构的第三部分是位于其3 `端长度为5—24核苷酸的寡聚尿嘧啶核苷酸尾。 （1）gRNA-I的5’端与前体mRNA的未经编辑的mRNA的一小段锚定序列互补；（2）其余大部分的gRNA-I序列指导部分前体mRNA编辑，由于插入了UMP,mRNA的长度增加；（3）新的gRNA（gRNA-II）与前体mRNA的刚编辑的区域的5’端杂交，取代gRNA-I；（4） gRNA-II指导新一段前体mRNA编辑；（5）以下一个gRNA重复前面的步骤，直到mRNA编辑完成。 编辑过的序列用黑色表示 gRNA介导RNA编辑机制 RNA的编辑是由3’—5’方向进行的，gRNA分子5 `端“anchor” 序列（可与mRNA中紧邻被编辑部位3 `端的区域互补的5—12个核甘酸序列）与待编辑的mRNA一小段锚定序列互补配对形成短的（10—15bp）锚定双螺旋。gRNA 和转录本mRNA 之间形成10～15 个核苷的匹配环。由编辑复合体蛋白中的一个编辑位点特异性的内切酶识别出mRNA/ gRNA形成的锚定双螺旋序列,在mRNA3′端第一个未配对的核苷酸处切开。接着末端尿嘧啶转移酶( TU21Tase) 将尿嘧啶残基加到切开的前体mRNA 插入位点上,或者3′尿嘧啶特异外切酶从切开的删除位点除去尿嘧啶残基。最后,RNA