二、真核生物的转录后加工.doc

二、真核生物的转录后加工。 真核生物转录后加工除了mRNA外，tRNA和rRNA也要经过后加工的过程。有关真核生物tRNA的加工处理了解还不多，可能和原核生物有相似之处。1. rRNA的转录后加工。真核生物有4种rRNA，即5.8S rRNA、18S rRNA、28S rRNA和5S rRNA。其中前三者的基因组成一个转录单位，产生47S的前体，并很快转变成45S前体。45S前体上有许多甲基化的位点，在转录过程中或转录后被甲基化。甲基基团主要是加在核糖上。甲基化是45S前体最终成为成熟rRNA区域的标志。目前还不清楚45S前体在剪切位点断裂后是否就产生成熟的末端，还是要经进一步的加工。整个加工过程需要蛋白质的参与，可能形成核蛋白体的形式。真核生物的5S rRNA是和tRNA转录在一起的，经加工处理后成为成熟的5S rRNA。2. mRNA的转录后加工。在真核生物中，几乎所有的成熟mRNA有5’帽子（cap）结构，多数还有3’末端的poly（A）尾巴。这些结构都是在转录后经过修饰的结果。（1）5’帽子结构。成熟真核生物的mRNA并没有游离的5’端，而是一种被称为帽子的结构。真核生物的帽子结构可归纳为三种：m7GpppX为帽子0；m7GpppXm为帽子1；m7GpppXmYm为帽子2。不同真核生物的mRNA可有不同的帽子结构，同一种真核生物的mRNA也常有不同的帽子结构。 帽子结构的作用：1.为核糖体识别RNA提供信号；2.增加mRNA的稳定性；3.与某些RNA病毒的正链RNA的合成有关。(2) 3’ poly(A)尾巴。多数真核生物（酵母除外）的mRNA 3’末端具有长约200 bp的poly（A）尾巴。poly（A）尾巴不是由模板DNA所编码，而是在转录后由RNA末端腺苷酸转移酶（RNA terminal riboadenylate transferase）催化下，以ATP为前体，添加到mRNA的3’末端形成的。有些mRNA的3’末端没有poly（A）尾巴，如组蛋白的mRNA，其3’末端的正确形成依赖于RNA本身形成的茎环结构，即转录终止于此处。对茎环结构进行突变，只要是维持其二级结构，就不影响转录的终止。说明二级结构所提供的信息比序列本身更重要。poly（ A ）在分子生物学实验中有很大的应用价值。1. 应用mRNA的该特性，可用寡聚T（oligo dT）为引物，反转录合成cDNA。2. 将oligo（ dT ）与载体相连，用于从总RNA中分离纯化mRNA。3. 后加工与mRNA的稳定性。转录后加工是产生各种成熟RNA分子的重要过程。各种RNA分子的加工都是在特定的酶参与下完成的，包括核酸内切酶和核酸外切酶。核酸酶除了参与后加工过程外，还负责过剩RNA的降解。原核生物mRNA降解的方向为5’至3’ ，可能由内切酶在最后一个核糖体后面发挥作用。余下的片段由外切酶按3’至5’的方向水解成核苷酸。mRNA分子结构中的二级结构可以阻止外切酶的作用。真核生物mRNA的稳定性可能取决于去稳定元件（destablizing element）。将这一元件与mRNA结合，可引起该mRNA的降解。参与RNA降解的核酸酶类可能比参与RNA成熟过程的核酸酶特异性差。 第六节 RNA的剪接 割裂基因（split gene）即不连续基因（interrupted gene）是指编码某一RNA的基因中有些序列并不出现在成熟RNA序列中，成熟RNA的序列在基因中被其他的序列间隔开，这些序列称为介入序列，又称为内含子（intron）。被内含子隔开的、出现在成熟RNA中的序列称为外显子（exon）。1977年，Broker和Sharp等人发现了断裂基因。现在已经知道绝大多数真核生物的基因都是断裂基因。断裂基因是通过mRNA与DNA杂交试验而发现的。一个基因的外显子和内含子共同转录在一条转录产物中，然后将内含子去除而把外显子连接起来形成成熟的RNA分子，这一过程称为RNA剪接（RNA splicing）。 一、核基因mRNA的剪接。 mRNA的基因在低等真核生物中只有少数含有内含子，为不连续基因。随着进化程度的增高，不连续基因的数目不断增加。细胞核中有一类RNA，十分不稳定，平均长度比mRNA要长，序列的复杂程度非常高，称为核内不均一RNA（ heterogeneous nuclear RNA，hnRNA ）。hnRNA以与蛋白质结合的状态存在，形成hnRNP（核糖核蛋白颗粒）。体外研究表明，hnRNP的形状为一个球体和一个与之相连的纤维状结构。在RNA转录生成以后，在核内完成加帽和加尾的同时，内含子的去除即剪切过程也在进行。然后RNA转运到胞浆。1. 核基因mRNA的剪接位点。核基因mRNA的剪接位点（splicing site）是指内含子与外显子的断