第六讲RNA的生物合成与转录后加工预案.ppt

6、试比较原核生物与真核生物转录的区别。 7、mRNA前体与tRNA前体的加工包括哪些内容？ 8、试述mRNA的自我剪接机制及参与的因素。 9、何谓核酶？核酶研究的意义如何？目前发现的重要核酶有哪些？ 1、请简要阐述RNA生物合成的基本过程,并比较原核生物与真核生物之间的主要区别。 2、请简要阐述不同类型RNA转录后的加工过程。 作 业 3.2 rRNA前体的加工 原核细胞与真核细胞的rRNA前体都需加工： 大肠杆菌共有7个转录单位，每个转录单位 由16S rRNA、 23S rRNA、 5S rRNA及 一个或几个tRNA基因组成。 图5-10 p163 大肠杆菌 rRNA 前体加工过程 真核细胞 rRNA 基因为串联重复序列： 由18S rRNA、 28S rRNA、5.8S rRNA基因 组成一个转录单位，彼此被间隔区分开。 每个重复单位之间的间隔DNA序列不转录，称为非转录间隔序列。 真核生物 5S rRNA基因也是成簇排列的， 中间隔以不被转录的区域，它由RNApol Ⅲ转录，加工成熟后构成核糖体大亚基。 不同生物的 rRNA 前体大小不同： 哺乳动物为45S；果蝇38S；酵母37S；四膜虫35S 18S 5.8S 28S 18S-rRNA 5.8S和28S-rRNA 内含子 45S转录产物 剪 接 终产物 rDNA 基因间隔 哺乳动物细胞 rRNA 前体加工过程 tRNA前体 RNA pol Ⅲ TGGCNNAGTGC GGTTCGANNCC DNA 3.3 tRNA前体的加工 原核与真核tRNA基因大多成簇存在 tRNA前体的加工包括： ⑴ 剪切内含子 ⑵ 核酸外切酶修剪3′末端，逐个切去附加序列； ⑶ 加上CCA-OH的3′末端，完成柄部结构。 ⑷ 碱基修饰 tRNA的加工酶系包括： tRNA核苷酸转移酶、RNaseP、RNaseD、 RNaseⅢ等。 Ⅰ型：有－CCA 序列基因，原核生物绝大部分； Ⅱ型：没有－CCA序列基因，为真核生物。 tRNA基因有两种： 原核生物与真核生物都有tRNA核苷酸转移酶， 负责给Ⅱ型tRNA加上－CCA3′-OH末端， 或修复发生损伤的Ⅰ型 tRNA 3′-OH末端。 RNaseP、 RNaseD RNaseⅢ连接酶 剪切内含子： 属于酶促反应，需要酶及ATP ATP ADP tRNA核苷酸转移酶 加上CCA-OH的3′末端， 完成柄部结构。 碱基修饰 （2）还原反应 如：U ? DHU （3）核苷内的转位反应 如：U ? ψ （4）脱氨反应 如：A ? I 如：A ? Am （1）甲基化 （1） （1） （3） （2） （4） 3.4 RNA的剪接 真核不连续基因的初级转录产物中，外显子 与内含子交替出现； 转录后把内含子切除而把外显子连接起来产 生成熟RNA分子的过程，叫RNA剪接 （RNA splicing）。 内含子5′端与3′端都存在保守序列，分别 称为5′剪接点（GU）和3′剪接点（AG）。 rRNA的自我剪接 四膜虫rRNA剪接由鸟苷酸发动第一次亲核 攻击，经过两次连续的转酯反应，将两个 外显子连接起来，释放出线形内含子序列。 释放出的线形内含子序列再经过两次连续的 转酯反应，释放出15 核苷酸和 4 核苷酸的 两个小片段，最终形成稳定的线形产物L-19。 （linear minus 19 intervening sequence） L-19是四膜虫35S rRNA剪接的最终产物， 仍具有酶的活性和特征。 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 RNA的催化功能 L-19具有酶的主要特征：专一性强，加快反 应速度，反应前后酶分子保持不变，这种由 RNA构成的酶称之为核酶。 核酶首先是美国 Colorado 大学Cech在研究 四膜虫rRNA剪接机制时发现的。 他一方面证明了四膜虫rRNA的剪接机制； 另一方面证明了L-19 分子的催化活性。 继而在1983年，耶鲁大学Sidney Altamn 发现了第二个核酶，参与 tRNA 前体加工的 R