分子生物学（杨建雄）8.转录产物的加工.pptVIP

帽子结构的功能 (1) 对mRNA的保护作用 细胞中有许多能够水解mRNA的核酸酶，如果没有5-端帽子结构，有可能在mRNA还未完全转录，或者尚未到达发挥功能的细胞部位就被降解了。 (2) 对翻译的促进作用 真核生物合成蛋白质时，有一种起始因子能够识别5-端帽子结构，称帽子结合蛋白，使mRNA能与核糖体小亚基结合起始翻译(见第9章)。如果没有帽子结构，mRNA的翻译能力就下降或消失。用化学方法除去5-端的m7G后，病毒RNA及珠蛋白mRNA的模板活性立即消失，说明带甲基的5-端帽子是翻译所必需的。 (3) 促进mRNA的输送 5-端帽子结构有利于成熟的mRNA从细胞核输送到细胞质。 U6snRNA由RNA pol III转录，缺乏5-帽子结构，仍保持着转录起始时形成的5-三磷酸末端，因而被留在细胞核内，不能进入细胞质。 此外，帽子结构可能有助于mRNA前体的正确拼接。 8.4.2 形成3-端的多聚腺苷酸 3-端多聚腺苷酸的特点 除了组蛋白的mRNA以外，真核生物mRNA的3-端都有polyA序列，其长度一般为40～200nt。 RNA的3-端加入polyA的过程称为3-端多聚腺苷酸化(polyadenylation)。转录产物3-端加上polyA的位置称为polyA位点(polyadenylation site)。 用能在C和U后面切割的RNase A以及能在G后面切割的RNase T1等RNA内切核酸酶将mRNA水解，得到的polyA在超速离心中的沉降系数约为7S，相当于150～200nt。同时，用这两种RNase酶解，还能证明在polyA结构中不存在G、U或C。从细胞核中得到的polyA沉降系数与细胞质并不一致，核内的hnRNA的3-端polyA比mRNA的稍长一些。因为一旦mRNA进入细胞质，它的polyA就开始不断降解。同时细胞质polyA聚合酶(cytoplasmic polyA polymerase)再重新催化其延长，进行着降解-合成-降解的转换，维持3-端poly A的长度为200nt左右。 3-端多聚腺苷酸的形成 polyA不是由转录产生的，因为在真核生物基因组中没有任何一个基因有一长段T序列能作为polyA的转录模板。研究发现，放线菌素D(actinomycin D)能抑制转录反应，但不抑制polyA化。polyA序列是在转录以后，由细胞核内的polyA聚合酶催化mRNA前体的3-端逐个添加A，即在细胞核中的hnRNA阶段就已经加上了polyA。 加尾反应是十分精确的，与加尾有关的最重要的顺式元件为一段保守的六聚核苷酸序列，其一致序列为AAUAAA。除此以外，在不同的生物体，还有其他与加尾反应有关的顺式元件。例如，动物细胞有一段富含U/GU的序列，还可能有一段富含U的序列，前者位于加尾点的下游，后者位于AAUAAA的上游。再如，酵母的mRNA在AAUAAA序列的上游，还有一段六聚核苷酸序列，其一致序列为UAUAUA．而植物mRNA在AAUAAA信号的上游有一段富含U的序列。 参与加尾反应的反式因子包括：① 剪切/多聚腺苷酸化特异性因子(cleavage and polyadenylation specificity factor，CPSF) 由3个亚基组成，各亚基都能够与RNA结合，但单独存在时与RNA非特异性结合，结合在一起则特异性识别和结合AAUAAA序列，并参与和poly A聚合酶以及剪切刺激因子的相互作用。② 剪切刺激因子(cleavage stimulation factor, CstF)也是一种RNA结合蛋白，可识别U/GU序列并与CPSF结合。③ 剪切因子I和II (cleavage factor I/II , CFI/CFII)为核酸内切酶，负责剪切反应。④ Poly A聚合酶(the poly A polymerase，PAP)是一种特殊的RNA聚合酶，不需要DNA模板，而且只对ATP有亲和性，负责催化在切开的mRNA的3-羟基上连续添加多聚腺苷酸序列。⑤ PolyA结合蛋白(poly A bindingprotein，PABP)与新生的poly A结合，能够提高PAP的聚合反应的连续性，加速 poly A的延伸，对PolyA具有保护作用，还能控制PolyA的长度。此外，在翻译起始阶段，它还和起始因子eIF 4G相互作用，促进mRNA的环化，有利于多聚核糖体的形成(见第9章)。 3-端PolyA形成的过程如图8-9所示，首先CPSF识别和结合AAUAAA序列，接着是CFI/