转录与转录后加工.ppt

mRNA3′端polyA尾巴的功能：多聚腺苷酸尾一般由数十个至几百个腺苷酸连接而成。随着mRNA存在时间的延续，这段聚A尾巴慢慢变短。因此，目前认为：这种3′末端结构可能与增加转录活性以及使mRNA趋于相对稳定有关。也是分离mRNA和分子克隆的基础。原核生物的mRNA没有这种首尾结构。 * 第九十三页，共164页。 一、原核生物mRNA的特征： 1. 半衰期短。原核生物中，mRNA的转录和翻译是在同一个细胞空间理同步进行的，蛋白质合成往往在mRNA刚开始转录时就被引发了。 大多数细菌mRNA在转录开始1分钟后就开始降解，mRNA降解的速度大概只有转录或翻译速度的一半。科学家发现每过大约2分钟，体系中出现新生蛋白质的速度就下降50%。 * 第九十四页，共164页。 2. 原核细胞的mRNA（包括病毒）有时可以编码几个多肽，而真核细胞的mRNA最多只能编码一个多肽。 我们把只编码一个蛋白质的mRNA称为单顺反子mRNA，把编码多个蛋白质的mRNA称为多顺反子mRNA。 几乎所有mRNA都可以被分成3部分：编码区、位于AUG之前的5′端上游非编码区、位于终止密码子之后不翻译的3′端下游非编码区。编码区从起始密码子AUG开始经一连串编码氨基酸的密码子直至终止密码子。 * 第九十五页，共164页。 第一个蛋白质合成终止以后，核糖体分解成大、小亚基，脱离mRNA模板，第二个蛋白的翻译必须等到新的小亚基和大亚基与该蛋白起始密码子相结合后才能开始（图7-1A）。 前一个多肽翻译完成以后，核糖体大、小亚基分离，小亚基也可能不离开mRNA模板，而使迅速与游离的大亚基结合，启动第二个多肽的合成（图7-1B）。 * 第九十六页，共164页。 图7-1：原核生物多顺反子基因中后续编码区翻译起始受顺反子之间距离的影响。 * 第九十七页，共164页。 一个顺反子的翻译有时完全取决于它前面顺反子的翻译，因为只有第一个翻译起始位点是暴露的，在这个顺反子翻译产生多肽的过程中，核糖体的运动破坏了后续顺反子的二级结构，使起始位点较容易与核糖体相结合形成起始复合物 （图7-2）。 * 第九十八页，共164页。 图7-2：mRNA的次级结构有可能控制翻译的起始 * 第九十九页，共164页。 3. 原核生物mRNA的5′端无帽子结构，3′端没有或只有较短的多聚（A）结构。 原核生物起始密码子AUG上游7-12个核苷酸处有一被称为SD序列的保守区，因为该序列与16S-rRNA3′端反向互补，所以被认为在核糖体-mRNA的结合过程中起作用。 4. 原核生物常以AUG（有时GUG，甚至UUG）作为起始密码子，而真核生物几乎永远以AUG作为起始密码子。 * 第一百页，共164页。 二、真核生物mRNA的特征： 编码功能蛋白的真核基因都通过RNA聚合酶Ⅱ进行转录，几乎都是单顺反子，其长度在几百到几千个核苷酸之间。 一个完整的基因，不但包括编码区（coding region），还包括5′和3′端长度不等的特异性序列，它们虽然不编码氨基酸，却在基因表达过程中起着重要作用。 * 第一百零一页，共164页。 “基因”的分子生物学定义是：产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核苷酸序列。真核生物mRNA结构上的最大特征是5′端的帽子及3′的多聚(A)结构。 * 第一百零二页，共164页。 1. 真核生物mRNA的5′端存在“帽子”结构。真核生物基因转录一般从嘌呤（主要是A，也可能是G）起始，其5′端大都经过修饰，第一个核苷酸仅保留了5′端的三磷酸基团。 * 第一百零三页，共164页。 mRNA的帽子结构常常被甲基化。第一个甲基出现在所有真核细胞的mRNA中（单细胞真核生物mRNA主要是这个结构），由鸟苷酸-7甲基转移酶催化，称为帽子零结构（Cap0）。 如在第二个核苷酸（原mRNA5′第一位）的2′-OH位上加另一个甲基，这步反应由2′-O-甲基转移酶完成。一般把有这两个甲基的结构称为帽子1（Cap1），真核生物中以这类帽子结构为主。 * 第一百零四页，共164页。 当mRNA原第二位核苷酸是腺嘌呤时，其N6位有时也被甲基化，这一反应只能在2′-OH被甲基化以后才能发生。 在某些生物细胞内，mRNA链上的第三个核苷酸的2′-OH位也可能被甲基化，因为这个反应只以带有1类帽子的mRNA为底物，所以被称为帽子2（Cap2）。有帽子2结构的mRNA只占有帽mRNA总量的10-15%以下。 * 第一百零五页，共164页。 * 第一百零六页，共164页。 2. 绝大多数真核生物mRNA具有多聚(A)尾巴。除组蛋白基因外，真核生物mRNA的3′末端都有多聚（A）