第16章RNA的生物合 成(转录)140720.ppt

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) 5. RNA编辑(RNA editing) 一、核不均一RNA经首、尾修饰和剪接后成为mRNA 真核生物mRNA转录后，需要进行5?-端和3?-端（首、尾部）的修饰以及对hnRNA进行剪接（splicing），才能成为成熟的mRNA，被转运到核糖体，指导蛋白质翻译。 （一）前体mRNA在5?-末端加入“帽”结构 大多数真核mRNA的5?-末端有m7Gpppm2/N —) 的帽结构。 这个真核mRNA加帽过程由鸟苷酸转移酶和甲基转移酶(methyltransferase)催化完成。 帽结构的生成过程 帽结构 帽结构的意义： 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 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 PABPⅡ CPSF AAAAAAAAAAOH PAP ATP PPi PABⅡ快速多腺苷酸化 CPSF AAAAAAAAAA AAAAAAAAAA HOAAAAAAAAAA PAP CPSF AAAAAAAAAAOH PAP 聚腺苷酸化特异因子 断裂激动因子 多聚腺苷酸聚合酶 多聚腺苷酸结合蛋白2 hnRNA和断裂基因 （核内的初级mRNA） 相对分子量比胞浆内出现的成熟mRNA大几倍，甚至数十倍。 核酸杂交试验证明，hnRNA和DNA模板链可以完全配对。 也称为杂化核RNA (hetero-nuclear RNA, hnRNA) (三) 前体mRNA 的剪接主要是去除内含子 鸡卵清蛋白成熟mRNA与DNA杂交电镜图 DNA mRNA 目 录 mRNA与模板DNA杂交出现部分配对和中间不配对现象。 核酸序列分析证明， mRNA来自hnRNA，但去掉了大部分中间的片断。 20世纪70年代末提出了断裂基因的概念…。 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 * 外显子(exon)和内含子(intron) 外显子（编码区） * 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。 隔断基因的线性表达而在剪接过程中被除去的核酸序列。 * 内含子（非编码区） mRNA的剪接：去除初级转录产物上的内含子，把外显子连接成成熟mRNA的过程。 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 目 录 1. 内含子形成套索RNA被剪除 剪接首先涉及套索RNA（lariat RNA）的形成，即内含子区段弯曲，使相邻的两个外显子互相靠近而利于剪接。 此后，还发现内含子近3′端的嘌呤甲基化，例如3mG是形成套索所必需的。 2. 内含子在剪接接口处剪除 大多数内含子都以GU为5?端的起始，而其末端则为AG-OH-3?。 5?GU……AG-OH-3?称为剪接接口（splicing junction）或边界序列。 剪接后，GU或AG不一定被剪除。 3. 剪接过程需两次转酯反应 经过二次转酯反应除去内含子,把两个外显子连接起来。 套索 催化活性中心 GU AG 剪接接口边界序列 完整的剪接体 发生转酯反应 snRNP snRNA 4. 剪接体是内含子剪接场所 5. 前体mRNA分子有剪切和剪接两种模式 前体mRNA分子的加工除上述剪接外，还有一种剪切（cleavage）模式。 剪切指的是剪去某些内含子后，在上游的外显子3?-端直接进行多聚腺苷酸化，不进行相邻外显子之间的连接反应。 剪接是指剪切后又将相邻的外