转录与转录后加工.ppt

*绝大多数原核生物转录和翻译是同时进行的，随着mRNA开始在DNA上合成，核蛋白体即附着在mRNA上并以其为模板进行蛋白质的合成，因此原核细胞的mRNA并无特殊的转录后加工过程，原核生物的mRNA寿命很短，其半衰期通常为几分钟。这个现象看起来似乎是浪费，而实际上这恰恰是原核生物内的重要调控机制。如果一种酶或蛋白质不再需要，只要简单地关闭其mRNA的合成就行了。第86页，共165页，星期日，2025年，2月5日*相反，真核生物转录和翻译在时间和空间上是分开的，刚转录出来的mRNA是分子很大的前体，即核内不均一RNA。hnRNA分子中大约只有10%的部分转变为成熟的mRNA，其余部分将在转录后的加工过程中被降解掉。在真核生物中，可能有特别的机制来延长需要翻译的mRNA的寿命，而缩短不再需要的mRNA的寿命。第87页，共165页，星期日，2025年，2月5日*rRNA和tRNA则不同，它们不是翻译的模板，而是蛋白质合成机器的组成成分。不管在原核生物中还是在真核生物中，它们都很稳定，半衰期一般为几个小时。无论是rRNA还是tRNA，都不是最初转录产物，其证据如下：rRNA和tRNA分子的5′-端都是单磷酸，而所有原始转录产物的5′-端都是三磷酸;rRNA和tRNA分子都比原始转录产物小，也就是比RNA的转录元小;所有的tRNA分子都含有原始转录产物所没有的异常碱基，即除了A、G、C、U以外的碱基。第88页，共165页，星期日，2025年，2月5日*1.mRNA在大肠杆菌细胞内占总RNA的2%左右，tRNA占16%左右，rRNA则占80%以上。真核细胞的mRNA往往以较大相对分子量的前体RNA出现在核内，只有成熟的、相对分子质量明显变小并经化学修饰的mRNA才能进入细胞质，参与蛋白质的合成。所以，真核细胞mRNA的合成和功能表达发生在不同的空间和时间范畴内。2.mRNA的代谢很快，细菌mRNA平均半寿期为2分钟，真核mRNA半寿期较长，平均5小时。（一）mRNA的加工修饰第89页，共165页，星期日，2025年，2月5日*3.原核生物mRNA与相应的基因是共线的，并且是多顺反子；真核不是共线，单顺反子，转录产物是hnRNA，hnRNA是mRNA的未成熟前体，也称为不均一核RNA(heterogeneousnuclearRNA,hnRNA)。hnRNA分子中大约只有10%的部分转变成成熟的mRNA，其余部分将在转录后的加工过程中被降解掉。第90页，共165页，星期日，2025年，2月5日*4.hnRNA与mRNA之间的差别主要有两点：一是hnRNA核苷酸链中的一些片段将不出现于相应的mRNA中，这些片段称为内含子(intron)，而那些保留于mRNA中的片段称为外显子(exon)。也就是说，hnRNA在转变为mRNA的过程中经过剪接，被去掉了一些片段，余下的片段被重新连接在一起；二是mRNA的5′末端被加上一个m7pGppp帽子，在mRNA3′末端多了一个多聚腺苷酸(polyA)尾巴。第91页，共165页，星期日，2025年，2月5日*mRNA5′端的帽子功能：

a.使mRNA免遭核酸酶的破坏，起到保护和稳定性的作用。

b.使mRNA能与核糖体小亚基结合并开始合成蛋白质。

c.被蛋白质合成的起始因子所识别，从而促进蛋白质合成。第92页，共165页，星期日，2025年，2月5日*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93页，共165页，星期日，2025年，2月5日*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94页，共165页，星期日，2025年，2月5日*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