RNA的加工

《RNA的加工》由会员分享，可在线阅读，更多相关《RNA的加工（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、Chapter 7 RNA processing一、RNA的加工：将各种前体RNA分子加工成成熟的、有活性 的RNA的过程二、场所：主要是在细胞核内进行第一节 概述三、RNA加工的类型：1、剪切：就是剪去部分序列；2、剪接：是指剪切后又将某些片段连接起来。3、末端添加核苷酸：如 tRNA的3-末端添加-CCA。4、修饰：在碱基及核糖分子进行化学修饰。5、RNA编辑：某些RNA，特别是mRNA自DNA模板上所获得的遗传信息，在转录作用后又发生了 变化。 一、原核生物rRNA的加工第二节 rRNA 的加工16S rRNA23S rRNA5S rRNAtRNAtRNA大肠杆菌最初的转录物（30S ）

2、1、核糖核蛋白复合体（RNP） 形成 初生转录物形成一些茎环结构，随后与一些 蛋白结合形成核糖核蛋白复合体（RNP）茎环结构RNP原核生物rRNA的加工（RNA酶 ）2、甲基化修饰：（通常是A）甲基供体- S-腺苷甲硫氨酸3、剪切：（1）Rnase剪切释放出5S，16S，23S前体分子；（2）随后RNA酶M5, M 16, M 23分别在每一前体分子的5端和3端进行剪切。二、真核细胞rRNA的加工（一）概述1、rRNA基因：RNA聚合酶转录转录物需要加工2、5s rRNA 基因：RNA聚合酶转录-转录物不需加工Mammals18S rRNA5.8S rRNA28S rRNA47S pre-rR

3、NA (13500nt) 100 site 2-O-methl snoRNPMature rRNAsETS1ITS1ITS2ETS245S pre-rRNA41S pre-rRNA20S+32S pre-rRNA5.8S - 28S Base pair（二）真核细胞rRNA前体的加工过程18S rRNA5.8S rRNA28S rRNA（1）广泛地进行甲基化修饰，主要是在28S及18S中。（2）除掉外部转录间隔区(ETS)1和2，再切去内部 转录间隔区（ITS），释放出32S和20S的两个前 RNA。 （3）随后45 S rRNA前体经核酸酶顺序剪切下生 成18S、5.8S、28S rRNA。

4、真核细胞rRNA前体的加工过程第三节 tRNA的加工一、原核tRNA的加工1、“斩头”，形成5末端；（RNaseP）2、“去尾”，切除3多余的核苷酸直至CCA，形成3-OH末端（RNaseD）；3、修饰：甲基化等二、真核tRNA的加工和原核的区别1、真核tRNA前体中无二聚体和多聚体；2、增加了剪接内含子的过程；3、真核生物CCA多由tRNA核苷酸转移酶添加 ，而原核多由tRNA基因编码。第四节 前体mRNA的加工原核真核geneOperonintronmRNAPolycistronic monocistronic Pre-mRNA mRNA processing 5-cap, poly(A)

5、 tail Longer-lived Transport to cytoplasm一、原核生物与真核生物基因表达的差异二、核内不均一RNA（hnRNA）-RNApol的产物1、hnRNP： hnRNA+蛋白前mRNAsnRNA2、snRNP：snRNA+蛋白功能：参与前mRNA的剪接hnRNA三、真核生物前mRNA加工过程前mRNA加工过程 5端加帽（5-capping） 3端加尾 剪接（splicing） 甲基化修饰（methylation）（一）5端加帽（5-capping）（P83 ）1、三种5帽结构形式帽0 m7GpppNpN帽1 m7GpppNmpN帽2 m7GpppNmpNm2、

6、5帽的作用：（1）防止被5外切核酸酶降解（2）翻译时可被起始因子和核糖体识别（3）有助于mRNA越过核膜，进入胞质3、5-capping:m7G ( 5-5, mRNA guanyltransferase鸟苷转移 酶)Base 1: 2-OH 甲基化；A (N6-甲基化)Base 2: 2-OH 甲基化5 pppNp5 GpppNppppGppi鸟苷酸 转移酶5 m7GpppNp甲基转移酶SAM5 ppNp磷酸酶Pi真核生物mRNA转录后加工-“加帽”（1）mRNA5末端pppNp在磷酸酶作用下脱 Pi，形成ppNp-。（2）在鸟苷酸转移酶作用下，与Gppp反应形 成GpppNp-,连接方式为

7、5-5三磷酸桥。（3）在甲基转移酶作用下，由腺苷蛋氨酸 (SAM)提供甲基，在鸟嘌呤的N-7上甲基化（4）在连接于鸟苷酸的第一个（或第二个） 核苷酸2OH上又进行甲基化，最后形成 m7GpppNmp。（二）3端加尾1、3端: polyApoly(A)聚合酶-Poly(A) polymerase(PAP); poly(A) ：大部分真核mRNA有poly(A)尾巴poly(A) ：无poly(A)尾巴，如组蛋白的 mRNA2、作用：（1 1）稳定mRNA（2）有助于mRNA从核到细胞质转运3、3末端多聚A尾的生成（1）识别因子识别AAUAAA（2）剪切因子(CF)在加尾位点AAUAAA下游113

8、0nt处剪切RNA；（3）poly(A)聚合酶合成poly(A)尾巴；AAUAAA(20bp)CA5UUGUGUGUUG3Polyadenylation signalCleavage sitepolyA addition siteGC-rich region第五节 内含子的剪接一、核酶(Ribozyme)是指本质为RNA或以RNA为主含有蛋白质辅 基的一类具有催化功能的物质。 1、发现1981年T.Cech和S.Atman 四膜虫 rRNA2、类型： 剪切型 ：相当于内切核酸酶 剪接型 ：相当于内切核酸酶及连接酶 其他类型：如核苷酸转移，脱磷酸作用3、核酶与传统酶的区别：（1）一般的酶是纯的蛋

9、白质，而核酶是RNA或带蛋白的RNA；（2）有的核酶既是催化剂又是底物。而酶仅催化反应4、意义： 突破了酶的概念； 揭示了内含子自我剪接的奥秘；促进了RNA的研究 为生命的起源和分子进化提供了新的依据。二、前mRNA的剪接（splicing） （一）前mRNA的内含子 GU-AG类（主要）AU-AC类（次要） G100U100A62A68G84T63 12Py N C65A100G100A64G73N内含子外显子外显子左位点(5/ 供体)右位点(3/ 受体)分支点共同序列 Py80 N Py80 Py87 Pu75 A Py95GU-AG类内含子剪接位点的特征：（1）5剪切点（供体位点）为GU

10、（2）3剪切点（受体位点）为AGGT-AG rule (GT-AG 规则)：指在核基因内含子 开始和结束出现的两个固定的脱氧核苷酸:5端 为GT, 3端为 AG，与前体RNA内含子剪接有关（3）分支部位：多聚嘧啶序列：Py80 N Py80 Py87 Pu75 A Py95，（ 二）剪接体的形成1、剪接体（spliceosome）是由几种非特异的小核糖核蛋白(UsnRNP) 与mRNA前体结合而成2、剪接因子（1）UsnRNPs ：U1、U2、U5、U4/U6（2）化学组成：U-RNA+proteinsU-RNAs(uracil rich RNA)： snRNAs （3）特点：snRNP中的R

11、NA成分与5端和3端剪接点及分支点的多种保守碱基配对U1U1U2U4/6U5U1U2U4/6U5U1U2OHOHUACUAACGUAGOH UACUAACU GAG3、剪接体的形成3、剪接体的形成： （1）U1snRNP识别外显子的5末端剪接序列，并与其互补而结合 （2）U2snRNP识别并结合于分支部位（3）U5snRNP，识别并结合于内含子3末端剪接位点 （4）U4，U6也参加到剪接体中，起配合作用（5）mRNA与snRNP形成复合体-剪接体GUAGAUG AGAGUAGA套索结构套索的形成及剪接1212（三）前mRNA的内含子的剪接 1、分支点A的2-OH攻击5端交界处的磷酸二酯 键，形

12、成套索（lariat）结构2、切下的外显子1的3-OH攻击内含子3端的交界处磷酸二酯键，同时释放出套索状的内含子。三、I 型内含子的剪接（一）结构特点无GT-AG结构边界序列为5 U.3G; （二）I 型内含子剪接的机制 1、自由鸟苷酸的3-OH作为亲核基团攻击内含子 5端的磷酸二酯键，从上游切开RNA链 2、上游外显子的3-OH作为亲核基团攻击内含子 3位核苷酸上的磷酸二酯键，使内含子被完全切开 3、上下游外显子通过新的磷酸二酯键相连UpAGpUpGOHUOHGpUpGAUpUrRNApGpGUpA UpU（三）I 型内含子剪接的特点 1、内含子自我催化断裂和连接（ ribozymes） 2

13、、需要带有3-OH的鸟苷参与3、转酯反应(transesterification)四、II 型内含子介于GT-AG和 I 型内含子之间的类型（一）结构特点（1） 边界序列为5GUGCGYnAG；（2）分支点顺序（branch-point seguence）保守序列 Py Pu Py Py T A Py （3）分子内配对：分支点顺序的中间和两侧各有3-5bp的序列与 上游序列互补（A除外）（二） II 型内含子剪接机制1、分支点A的2-OH对5端交界处的磷酸二酯键 发动亲核进攻，产生了套索（lariat）结构2、切下的外显子1其3-OH继续对内含子3端的交界序列进行亲核进攻，同时释放出套索状的

14、内含子。第六节 RNA的编辑一、RNA的编辑（RNA editing）的概念是指转录后的RNA在编码区发生碱基的加入， 丢失或转换等现象二、编辑的生物学意义：1、校正作用；2、扩充遗传信息机制：脱氨基作用的结果（胞苷和腺苷脱氨酶催 化）进行编辑的脱氨酶能特异性识别靶位点三、编辑编辑 的机制（一）碱基转换CAAUAA肝脏肠哺乳类载脂蛋白apo-B转录物的编辑（二）碱基插入GGGGAAAGAUAUUGAUGAAAGGAGUGGUGAAUUUAUUGUUUAUAUUGAUUGUAUUAUAGGUUAAAAUUUAUGUUGUCUUUUAACUUUAAAUAUAAUAGAAAAUUGAAA A G G

15、 C UUUAACUUUAAAUAUAAUAGAAAAUUG编辑前RNA指导RNA指导RNA的作用模式利什曼原虫细胞色素b mRNA的编辑1、指导RNA的作用模式 （1）指导导RNA（guide RNA）：提供mRNA的编辑编辑 信息，并作为为模板； （2）非常规规的互补补，GU配对对 2、编辑复合体：含内切核酸酶、末端尿苷转移酶、RNA连接酶各一3、编辑的反应：切割、插入、连接Question名词解释：剪接、剪接体、RNA编辑、指导RNA、GT-AG规则、核酶简答题：1、 mRNA 3poly（A）尾链的生成机制2 、5帽子、 3poly（A）尾链的作用有哪些3、简述原核生物与真核生物mRNA的差异思考题：碱基替换编辑、插入编辑与点突变（碱基替换、碱基增加）有何不同？