第十九章RNA的生物合成汇总.ppt

第二节 RNA转录后的加工 RNA聚合酶合成的原初转录产物，要经过剪切、修饰、拼接等过程，才能转变成成熟的RNA分子，此过程称RNA转录后的加工。 （1）原核、真核的tRNA、rRNA（稳定的RNA） 细胞内的tRNA、rRNA相对稳定，半衰期一般为几个小时。所有的tRNA、rRNA都不是原初转录产物，都要经过一系列的加工才能成为有活性的分子。 a. 原初转录产物的5’是三磷酸（pppG、pppA），而成熟的tRNA、rRNA ，5’是单磷酸。 b. 成熟 tRNA、rRNA分子都比原初转录物小。 c. 所有的tRNA分子，都有原初转录物所没有的稀有碱基（A、G、C、U以外的碱基）。 （2）真核的mRNA 单顺反子，多内含子。寿命比原核mRNA的长。 内含子、内元（intron）：在原初转录物中，通过RNA拼接反应而被去除的RNA序列，或基因中与这种序列对应的DNA序列。 外显子、外元（exon）：原初转录物通过RNA拼接反应后，而保留于成熟RNA中的序列，或基因中与成熟RNA对应的DNA序列。 （3）原核mRNA 多顺反子，半衰期只有几分钟。这是原核生物重要的调控机制，如果一种酶或蛋白质不再需要时，只需简单地关闭其mRNA的合成就行了。 一、原核生物RNA的加工 在原核生物中，rRNA基因与某些tRNA基因组成混合操纵子，可提高效率、节省空间（增加有效信息）。其它的tRNA基因也成簇存在，并与编码蛋白质的基因组成操纵子，它们在形成多顺反子转录物后，断裂成为rRNA和tRNA的前体，然后进一步加工成熟。 1、原核rRNA前体的加工（E.coli） E.coli共有三种rRNA 5S rRNA 120b 16S rRNA 1541b 23S rRNA 2904b rRNA原初转录物含6300个核苷酸，约30S。 2、原核tRNA前体的加工 E.coli染色体基因组有60个tRNA基因，即某种aa.的tRNA基因不止一个拷贝。 tRNA基因大多成簇存在，或与rRNA基因，或与蛋白质基因组成混合转录单位。 tRNA前体加工步骤 a. 核酸内切酶(RNAaseP、RNAaseF)在tRNA两端切断。 （1）RNAase P 能识别空间结构，很干净地切除tRNA前体的5’端。 （2）RNAaseF 不干净地切除tRNA前体的3’端序列，需要RNAase D进一步修剪。 b. 核酸外切酶(RNAaseD)从3’端逐个切去附加序列。 c. 在tRNA3’端加上-CCA-OH。tRNA核苷酰转移酶 d. 核苷的修饰（修饰酶）：甲基化酶 / S-腺苷蛋氨酸（SAM），假尿苷合成酶。 3、原核mRNA前体的加工 由单顺反子构成mRNA，一般不需加工，一经转录，即可直接进行翻译。 有些多顺反子构成的mRNA，须由核酸内切酶切成较小的mRNA，然后再进行翻译。 二、真核生物RNA的加工 真核rRNA、tRNA前体的加工过程与原核的很相似，但mRNA的加工过程与原核的有很大不同。 1、真核rRNA前体的加工 真核生物核糖体的小亚基含：16-18S rRNA，大亚基含：26-28S r RNA、5S rRNA、5.8S rRNA（特有）。 真核rRNA基因拷贝数较多，几十至几千个之间。 真核rRNA基因也成簇排列在一起，18S、5.8S、28S rRNA基因组成一个转录单位，彼此被间隔区分开，由RNA聚合酶I转录生成一个长的rRNA前体。 5SrRNA基因也成簇排列，间隔区不被转录，由RNA聚合酶III转录后经适当加工。 哺乳动物：45SrRNA前体，含18S、5.8S、28S rRNA 果蝇：38SrRNA前体，含18S、5.8S、28S rRNA 酵母：37SrRNA 前体，17S、5.8S、26S rRNA rRNA在成熟过程中可被甲基化，位点主要在核糖2’-OH上。真核rRNA甲基化程度比原核的高，约1-2%的核苷酸被甲基化。 真核生物的核仁是rRNA合成、加工和装配成核糖体的场所，大、小亚基分别组装后，通过核孔转移到胞质中参与核糖体循环。 2、真核tRNA前体的加工 真核tRNA基因的数目比原核tRNA的要多的多。例如，E.coli有60个tRNA基因，啤酒酵母250个，果蝇850个，爪蟾1150个，人1300个。 真核tRNA基因也成簇排列，被间隔区分开，tRNA基因由RNA聚合酶Ⅲ转录。