真核生物RNA的转录和后加工 转录：以DNA为模板合成RNA的过程参与转录的物质原料: NTP（ATP, UTP, GTP, CTP）模板: DNA酶: RNA聚合酶（RNA polymerase, RNA-pol）其他蛋白质因子真核生物RNA聚合酶的特性类别IIIIII细胞内位置核仁核质核质转录产物除5S-rRNA外其余rRNAhnRNAtRNAsnRNA5S-RNA占RNA转录总量50-70%20-40%10%对-鹅膏蕈（xun）碱的敏感性耐受高度敏感中等敏感(物种特异性)注：鹅膏覃碱是真核生物 RNA-pol 的特异性抑制剂 真核生物的转录过程真核生物的转录过程 （一）转录起始 真核生物的转录起始上游区段比原核生物 多样化，转录起始时，RNA-pol不直接结 合模板DNA，而是借助众多转录因子，其起始过程比原核生物复杂 真核生物的转录起始是在转录因子(TF)的协助下，RNA聚合酶辨认结合转录起始点上游的DNA序列 (启动子)，生成起始前复合物1. 转录起始前的上游区段顺式作用元件(cis-acting element)顺式作用元件是指与结构基因串联的特定DNA序列，是转录因子的结合位点，它们通过与转录因子结合而调控基因转录的精确起始和转录效率。
转录起始点TATA盒CAAT盒GC盒 AATAAA转录终止点 外显子 翻译起始点内含子 OCT-1 OCT-1：ATTTGCAT八聚体2. 转录因子 能直接或间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质，统称为反式作用因子(trans-acting factors) 反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的，则称为转录因子(trans-criptional factors, TF) 参与RNA聚合酶转录的转录因子（TF）转录因子亚基和(或)分子量（kDa）功能TFDTBP，38结合TATA盒TAF辅助TBP-DNA结合TFA12，19，35稳定D-DNA复合物TFB33促进RNA-pol结合TFF30，74解螺旋酶TFE57()，34()ATPaseTFH蛋白激酶，使CTD磷酸化3. 转录起始前复合物(pre-initiation complex, PIC) 真核生物RNA-pol不与DNA分子直接结合，而需依靠众多的转录因子TBP TAF TF II H4. 拼板理论(piecing theory) 一个真核生物基因的转录需要3至5个转录因子转录因子之间互相结合，生成有活性和专一性的复合物，再与RNA聚合酶搭配而有针对性地结合、转录相应的基因。
（二）转录延长 真核生物转录延长过程与原核生物大致相似，但因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象 RNA-pol前移处处都遇上核小体 转录延长过程中可以观察到核小体移位和解聚现象 转录延长中的核小体移位RNA-PolRNA-PolRNA-Pol核小体转录方向（三）转录终止 终止过程： 酶停止添加底物释放RNA链酶解离 终止反应杂合双链的氢键断裂， 重新形成双螺旋，酶的解离 终止子（terminator）：在转录的过程中，提供转录终止信号的RNA序列 真正起终止作用的是RNA序列，与启动子不同真核生物的转录后修饰Post-transcriptional Modification 在细胞内，原初转录产物经过一系列变化转变 为成熟的 RNA分子的过程，称为转录后加工（post- transcriptional processing） RNA加工反应的分类加工反应举例剪切使rRNA和tRNA从多顺反子转录本中释放，终止真核生物mRNA转录内切降解加工rRNA和tRNA产生成熟末端核酸转移转移CCA到某些tRNA的3末端碱基化学修饰mRNA和rRNA的甲基化，tRNA和snRNA普遍碱基修饰核酸切除和替换tRNA鸟嘌呤的过度修饰产生二氢尿嘧啶(Q)和假尿嘧啶(W)加帽在真核生物mRNA 5末端加上7-甲基鸟嘌呤多腺苷酸化在大多数真核生物和少数细菌mRNA 3末端加上多腺苷酸尾巴剪接(转接)去除大多数内含子(经常是顺式，偶尔反式)剪接(连接)去除tRNA内含子编辑通过碱基修饰改变mRNA所携带信息，在编码区中插入或缺失碱基引自Advanced Molecular Biologiy:A Concise Referencetabl 27.1，Richard M .Twyman,BIOS Scintific publishers limited,1998 一、mRNA的转录后加工(一)首尾的修饰 1. 5-端加帽：m7GpppG1. 2. 3-端加尾：多聚腺苷酸 (poly A) 2. 3. 剪接 ：外显子和内含子、断裂基因(interrupted gene) 4.编辑 5pppN5pppN5 p5 pNppippipppG pipppG pi5 Gppp5 GpppN5 m5 m7 7GpppGpppN（S-S-腺苷甲硫氨酸）腺苷甲硫氨酸）CHCH3 3磷酸酶磷酸酶甲基化酶甲基化酶mRNAmRNAmRNAmRNAmRNAmRNAmRNAmRNA5-5-末端帽子的生成末端帽子的生成 先于剪接加工先于剪接加工注：帽子结构中G未甲基化，翻译效果差，但稳定性不变mRNA鸟苷酰转移酶帽子结构 3-3-末端多聚腺苷酸的合成末端多聚腺苷酸的合成 先于剪接加工先于剪接加工 poly A polymerase poly A polymerase 催化，转录后修饰催化，转录后修饰点序列（点序列（AAUAAAAAUAAA）提供信号）提供信号 一般长度为一般长度为100200100200个腺苷酸个腺苷酸vv （二）mRNA的剪接1. hnRNA 和 snRNA hnRNA hnRNA 成熟成熟 mRNA mRNA 前身（含非编码内前身（含非编码内含子）含子） snRNP(small nuclear ribonucleoproteinsnRNP(small nuclear ribonucleoprotein，小核核糖核蛋白体小核核糖核蛋白体) 由由snRNAsnRNA和核内蛋白和核内蛋白质组成，作为质组成，作为RNARNA剪接场所。
剪接场所断裂基因(splite gene) 真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因非编码区 AG编码区172. 外显子(exon)和内含子(intron) 外显子 在断裂基因及其初级转录产物上出现，并表达为成熟RNA的核酸序列 内含子 隔断基因的线性表达而在剪接过程中被除去的核酸序列 鸡卵清蛋白基因hnRNA首、尾修饰hnRNA剪接成熟的mRNA鸡卵清蛋白基因及其转录、转录后修饰3. 内含子的分类 I：主要存在于线粒体、叶绿体及某些低等真核生物的 rRNA基因；II：也发现于线粒体、叶绿体，转录产物是mRNA； III：是常见的形成套索结构后剪接，大多数mRNA基因有此类内含子； IV：是tRNA基因及其初级转录产物中的内含子，剪接过程需酶及ATP4. mRNA的剪接 除去hnRNA中的内含子，将外显子连接 snRNP与hnRNA结合成为并接体 （1）剪接接口（边界序列） 内含子5-末端的GU和3-末端AG，也即5 GUAG-OH 3 （2）剪接体（splicesome） 由snRNP与hnRNA结合的复合体。
其功能：致内含子形成套索，并使上、下游外显子靠近的 RNA编辑作用说明，基因的编码序列经过转录后加工，是可有多用途分化的，因此也称为分化加工(differential RNA processing)5. mRNA的编辑(mRNA editing) 指在转录水平上发生改变 RNA 编码序列，致一种基因产生不止一种蛋白质的加工方式tRNA的加工分成3个阶段 (1)“斩头”，形成5末端RNaseP识别二级结构发夹所组成的tRNA(外部引导区 ) (2) 去尾，形成3-OH末端由内切酶和外切酶的共同参与前者识别发夹结构，后者识别CCA序列 (3)修饰：在前体tRNA的一些专一部位的碱基需要通过甲基化酶，硫醇酶，假尿嘧啶核苷化酶等的作用进行修饰成为特殊的碱基，如氨基酸臂上5的4-硫尿苷（4tu），D臂上的2甲基鸟苷（2mG），TC臂上的假尿苷（）以及反密码子环上的2异戊腺苷（2ipA） 二、tRNA的转录后加工tRNA前体TGGCNNAGTGCGGTTCGANNCCDNARNAaseP、内切酶连接酶tRNA核苷酸转移酶碱基修饰（2）还原反应 如：U DHU （3）核苷内的转位反应 如：U （4）脱氨反应 如：A I 如：A Am（1）甲基化（1）（1）（3）（2）（4）三、rRNA的转录后加工 1 . 甲基化 先于切割拼接，主要位置在核糖- 2-OH 上，约占2%(真核)左右。
真核rRNA甲基化程度比原核的高 2 .rRNA前体剪切成一定链长的rRNA分子； 3 . rRNA在修饰酶催化下进行碱基修饰(原核生物)； 4 . rRNA与蛋白质结合形成核糖体的大、小亚基rRNA的转录后加工转录剪接18S - rRNA5.8S和28S-rRNArDNA内含子内含子28S5.8S18S45S - rRNA初级转录产物，45S18S 5.8S 28S成熟产物，rRNA32S20SrRNA转录后加工 拼接。