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1、一、转录的延伸一、转录的延伸 RNA RNA链延伸的基本过程链延伸的基本过程 RNA RNA链延伸的暂停链延伸的暂停 RNA RNA链延伸的再次启动链延伸的再次启动第二节第二节 转录的延伸、终止转录的延伸、终止及及RNARNA加工加工 RNA链延伸的链延伸的基本过程基本过程 核苷酸加到核苷酸加到RNA链的链的3-OH上，上，RNA链延长。链延长。RNA polymerase changes size at initiationRNARNA链的延长，不是以恒定速度进行的链的延长，不是以恒定速度进行的 RNA链延伸的暂停链延伸的暂停链延伸的速度不是恒定的，在链延伸的速度不是恒定的，在DNADNA的
2、某些区域，的某些区域，转录速度减慢或停止，常发生在富含转录速度减慢或停止，常发生在富含GCGC区。区。RNA链延伸的再次启动链延伸的再次启动被停止的被停止的RNARNA聚合酶可以再次启动，通过剪切聚合酶可以再次启动，通过剪切RNARNA转录产物产生的转录产物产生的3 3端重新开始转录。切端重新开始转录。切除反应需除除反应需除RNARNA聚合酶以外的一些因子参与。聚合酶以外的一些因子参与。A stalled RNA polymerase can be released by cleaving the 3 end of the transcript.RNA polymerase can recov
3、er from pausingRNA polymerase during elongationRNA polymerase is stalled&backtracks3 region of RNA is cleavedNew 3 end is located in catalytic siteCatalytic site resumes elongation1、转录终止概述、转录终止概述终止时终止时,核苷酸不再添加到延伸的核苷酸不再添加到延伸的RNARNA链链上，开放三元复合物解体。上，开放三元复合物解体。终止可能既需识别终止序列，也需终止可能既需识别终止序列，也需RNARNA产物的发夹结构产
4、物的发夹结构。二、二、原核生物转录的终止2、大肠杆菌的两类终止子、大肠杆菌的两类终止子 终止子（终止子（terminator）l不依赖不依赖因子的终止（因子的终止（Rho-independentRho-independent）无无其其他他因因子子参参与与，核核心心酶酶能能在在某某些些位位点点终终止转录。止转录。l 依赖依赖因子的终止因子的终止 （Rho-dependentRho-dependent）终止子结构终止子结构1)二级结构中的发夹二级结构中的发夹(长度长度7-20 bp)靠近基靠近基部通常有一个部通常有一个G-C富富集区。集区。2)转录单位最末端对转录单位最末端对应的应的DNA有连续有
5、连续4-84-8个个A A组成的片段。组成的片段。在大肠杆菌基因组中，在大肠杆菌基因组中，符合这些标准的序列符合这些标准的序列约有约有1100个，这暗示个，这暗示了约一半基因拥有不了约一半基因拥有不依赖依赖因子的终止子。因子的终止子。终止需要的终止需要的DNA序序列位于终止位点序列列位于终止位点序列之前；之前；RNA发夹结构的形成发夹结构的形成可能是必要的可能是必要的。l不依赖不依赖因子的终止因子的终止l 依赖依赖因子的终止因子的终止 因子的基本结构因子的基本结构因子是大肠杆菌的一种蛋白质，只在因子是大肠杆菌的一种蛋白质，只在RNA合成终止阶段发挥作用，是一种合成终止阶段发挥作用，是一种NTP
6、酶酶，具有具有RNA-DNA 解旋酶解旋酶活性。分子量活性。分子量2105，六聚体蛋白。，六聚体蛋白。作为作为RNA聚合酶的辅助因子行使功能。大聚合酶的辅助因子行使功能。大肠杆菌中的依赖肠杆菌中的依赖因子的终止子占所有终因子的终止子占所有终止子的一半左右。止子的一半左右。Rho has an N-terminal RNA-binding domain and a C-terminal ATPase domain.A hexamer in the form of a gapped ring binds RNA along the exterior of the N-terminal domain
7、s.依赖依赖因因子的终止子的终止子子GCGC含量含量低，使延低，使延宕时间变宕时间变短；短；回文序列回文序列下游缺乏下游缺乏连续的连续的A/UA/URNA Pol转录转录DNA因子附着到因子附着到RNA上游（约上游（约70 nt）因子跟在因子跟在RNA Pol后沿后沿RNA移动移动，ATP供能供能RNA Pol在终止位在终止位点点停停下，并被下，并被因子追上因子追上因子因子使使DNA-RNA双双链解开链解开，转录终止转录终止，释放释放RNA Pol、子子 和和 RNA 因子的作用机理因子的作用机理“热追踪（热追踪（hot-pursuit）”模型：模型：三、真核生物三、真核生物RNA转录的终止转
8、录的终止(1)(1)RNARNA聚合酶聚合酶在在1818个碱基个碱基形成的终止子形成的终止子序列处终止转序列处终止转录；录；(2)RNA聚合酶聚合酶终止终止位点的专一性可能不位点的专一性可能不强，终止一般发生在强，终止一般发生在产生成熟产生成熟mRNA（专（专一序列切割处）一序列切割处）3端端下游下游1000 bp 以外的位以外的位点上。终止位点点上。终止位点二级二级结构结构的形成可能比具的形成可能比具体的碱基序列更重要，体的碱基序列更重要，可能需要可能需要一段富含一段富含AT的序列。的序列。(3)RNA聚合酶聚合酶转录在转录在RNA末端处终末端处终止。止。RNA末端富含末端富含GC序列中的寡
9、聚序列中的寡聚T（4个以上）是终止信号，个以上）是终止信号，RNA聚合酶聚合酶在此处终止转录。在此处终止转录。除聚合酶除聚合酶本身外，似乎不需要其它蛋本身外，似乎不需要其它蛋白质因子参与转录的终止。白质因子参与转录的终止。四、抗终止四、抗终止1.1.破坏终止位点破坏终止位点RNARNA的茎的茎-环结构环结构结构基因结构基因前导序列前导序列AA密码子密码子2.2.依赖于蛋白质因子的转录抗终止依赖于蛋白质因子的转录抗终止 噬菌体噬菌体抗终止蛋白抗终止蛋白N：与与DNA茎环区结合；茎环区结合；NusA：与聚合酶及与聚合酶及N结合；结合；NusB、S10和其它蛋白和其它蛋白改变聚合酶构象，使其对前面的
10、终止信号不改变聚合酶构象，使其对前面的终止信号不敏感。敏感。转录终止信号转录终止信号抗终止位点抗终止位点启动区启动区Antitermination extends the transcription unit抗终止蛋白作用在抗终止蛋白作用在RNA聚合酶上，使之越聚合酶上，使之越过特定终止子而通读过特定终止子而通读五、原核生物与真核生物五、原核生物与真核生物mRNA的特征比较的特征比较1、转录发生的部位、转录发生的部位2、结构特征、结构特征 3、生命周期、生命周期 1、转录发生的部位、转录发生的部位 细菌细菌mRNA的转录和翻译发生在同一细胞的转录和翻译发生在同一细胞空间；转录、翻译、降解间隔时
11、间很短，或空间；转录、翻译、降解间隔时间很短，或者几乎同步进行。者几乎同步进行。真核生物真核生物mRNA合成与成熟完全在细胞核合成与成熟完全在细胞核内发生，而翻译在细胞质中完成；其转录、内发生，而翻译在细胞质中完成；其转录、翻译、降解三者间间隔时间较长。翻译、降解三者间间隔时间较长。原核生物原核生物mRNA (1)(1)许多是以多顺反子形式存在；许多是以多顺反子形式存在；(2)5(2)5端无帽子结构；端无帽子结构；(3)3(3)3端没有或只有较短的端没有或只有较短的poly(Apoly(A)。起始密码起始密码AUGAUG上游上游7-127-12个核苷酸处有一被称为个核苷酸处有一被称为SD(Sh
12、ine-SD(Shine-DalgarnoDalgarno sequence)sequence)的保守区，的保守区，与与16S 16S rRNArRNA 3 3端保守核苷酸反向互补。端保守核苷酸反向互补。rRNArRNA保守区：保守区：3-UCCUCC-53-UCCUCC-52、结构特征、结构特征真核生物真核生物mRNA结构特征结构特征(1)许多是以单顺反子形式存在；许多是以单顺反子形式存在；(2)真核生物真核生物mRNA的的5端存在端存在“帽子帽子”结构结构转录始于核苷三磷酸（经常是转录始于核苷三磷酸（经常是A或或G）。）。初始序列：初始序列：5pppA/GpNpNpNp加工后序列：加工后序
13、列：5GpppA/GpNpNpNpNp 5 Gppp+pppApNpNp 5GpppApNpNp+PP+P 加帽反应非常迅速，加帽反应非常迅速，mRNA几乎一几乎一诞生就带上帽子了。诞生就带上帽子了。鸟苷酸转移酶鸟苷酸转移酶帽子覆盖了帽子覆盖了mRNA的的5端，它可在几个位点被甲基化端，它可在几个位点被甲基化GAAGuanine-7-methyl-transferase2-O-methyl-transferaseCap 01015%100%mRNA 5末端帽子特征的末端帽子特征的生物学功能生物学功能：I:使使mRNA免遭核酸酶的破坏，保持免遭核酸酶的破坏，保持其结构的稳定性；其结构的稳定性；I
14、I:有利于蛋白质合成起始因子的识有利于蛋白质合成起始因子的识别，从而促进翻译的起始。别，从而促进翻译的起始。高等真核生物（除组蛋白基因）的高等真核生物（除组蛋白基因）的mRNA，3端具有端具有poly(A)尾巴，长度尾巴，长度40200 bp。(3)绝大部分真核生物绝大部分真核生物 mRNA 3端含端含poly(A)尾巴尾巴AAUAAACAmRNA前体前体：531530 bpAAUAAACAAAAA53多聚多聚A合成酶合成酶0.5-2 kb生物学功能：生物学功能：I:I:保持保持mRNAmRNA的稳定性，防止被降解；的稳定性，防止被降解；II:II:与翻译起始有关。与翻译起始有关。真核细胞中仍
15、可有多达真核细胞中仍可有多达1/31/3没有没有poly(A)poly(A)的的mRNAmRNA。应用一：应用一：Poly(A)用来用来从总从总RNA中分中分离离mRNA 可设计寡聚可设计寡聚Oligo(dT)片段合成片段合成cDNA应用二：应用二：mRNA:5 NNNN.NNNNNNAAAAA 3 TTTTT 5 cDNA:3 NNNN.NNNNNNTTTTT 5(4)真核生真核生物物mRNA中常含有中常含有内含子内含子Eukaryotic mRNA is modified,processed,and transported3.生命周期生命周期原核生物原核生物mRNAmRNA寿命较短，通常只
16、能寿命较短，通常只能翻译几分钟；翻译几分钟；真核生物真核生物mRNAmRNA寿命较长，可持续翻寿命较长，可持续翻译几小时。译几小时。六、转录后加工六、转录后加工 转录后加工转录后加工（posttranscriptional modification）（1）减减少少部部分分片片段段：如如切切除除mRNA 3端端拖拖尾尾序序列和中部的内含子；列和中部的内含子；（2）增加部分片段）增加部分片段：5加帽，加帽，3加加poly(A)和通过编辑加入一些碱基等；和通过编辑加入一些碱基等；（3）修饰）修饰：对某些碱基进行甲基化等修饰。：对某些碱基进行甲基化等修饰。（一）（一）tRNAtRNA的加工的加工（二）
17、（二）rRNArRNA的加工的加工（三）（三）mRNAmRNA的加工的加工（一）（一）tRNA的加工的加工1.原核生物原核生物tRNA的加工的加工 参参与与蛋蛋白白质质合合成成的的tRNA不不是是最最初初的的转转录产物录产物(1)它它们们的的5端端都都是是单单磷磷酸酸，而而原原始始的的转转 录产物录产物5应是三磷酸；应是三磷酸；(2)最终的最终的tRNA分子比初始转录物小；分子比初始转录物小；(3)tRNA含含有有特特殊殊的的碱碱基基，这这些些碱碱基基是是通通过一些化学修饰产生的。过一些化学修饰产生的。tRNA加工时需要多种核酸酶参与：加工时需要多种核酸酶参与：如：RNase D、E、F和P等
18、，RNaseP主要在tRNA的5起作用。它由蛋白质和RNA组成，它不识别特殊序列，只识别二级结构。RNaseD主要负责切除3序列。tRNA核苷酸转移酶，催化3末端的CCA的生成。（1）识别发夹结构的）识别发夹结构的内切核酸酶切断内切核酸酶切断RNA链；链；（2）RNAaseD识别识别CCA末端序列，一个末端序列，一个一个除去七个核苷酸。一个除去七个核苷酸。（3）内切核酸酶）内切核酸酶P切切断断RNA，形成，形成5末端；末端；(4)RNAaseD4)RNAaseD除去除去33末端的二个核苷酸，末端的二个核苷酸，形成形成3-3-OHOH末端。末端。加工过程加工过程 缺缺-CCACCA的的tRNAt
19、RNA要用要用tRNAtRNA核酸转移酶核酸转移酶加加-CCACCA。(5)(5)修修饰饰：通通过过甲甲基基化酶，硫醇酶，假化酶，硫醇酶，假 尿尿嘧嘧啶啶核核苷苷化化酶酶等等进行修饰，如氨进行修饰，如氨 基基酸酸臂臂的的4-4-硫硫尿尿苷苷，D D臂臂的的2 2甲甲基基鸟鸟苷苷，TCTC臂的假尿臂的假尿 苷苷（）和和反反密密码码子子 环环 上上 的的 2 2异异 戊戊 腺苷。腺苷。2.真核的真核的tRNA的加工的加工真核真核tRNAtRNA的基因和原核生物的异同：的基因和原核生物的异同：(1)(1)真核的前体分子真核的前体分子tRNAtRNA是单顺反子，但成是单顺反子，但成 簇排列，基因间有间
20、隔区；簇排列，基因间有间隔区；(2)(2)真核真核tRNAtRNA基因一般都比原核基因一般都比原核tRNAtRNA基因多基因多 得多，如酵母约有得多，如酵母约有400400个个tRNAtRNA基因；基因；(3)(3)增加了剪接内含子的过程。增加了剪接内含子的过程。(4)(4)都要加都要加CCACCA。真核真核tRNA内含子的特点：内含子的特点：位位置置相相同同，都都在在反反密码子环的下游；密码子环的下游；不不同同tRNA的的内内含含子长度和序列各异；子长度和序列各异；外外显显子子和和内内含含子子交交界处无保守序列；界处无保守序列；内内含含子子和和反反密密码码子子配对形成茎环。配对形成茎环。真核
21、真核tRNA内含子切除的特点：内含子切除的特点：(1)没有保守的交界序列；没有保守的交界序列；(2)剪剪切切反反应应的的信信号号是是二二级级结结构构，而而不是一级结构；不是一级结构；(3)依赖于蛋白质的依赖于蛋白质的Rnase起作用。起作用。（二）（二）rRNA的加工的加工1.原核原核rRNA的加工的加工大肠杆菌中具有大肠杆菌中具有7个编码个编码rRNA的操纵子；的操纵子；原初转录物原初转录物30S，由由5S、16S、23S rRNA和一些和一些 tRNA构成；构成；Rnase III 参与参与rRNA加工。加工。2.2.真核生物真核生物rRNArRNA的加工的加工 45S 前体前体rRNA形
22、成后立刻与蛋白质结合，形成后立刻与蛋白质结合，加工发生在核糖体上，而不是游离的加工发生在核糖体上，而不是游离的rRNA上。上。(1)切除切除5端的前导序列；端的前导序列；(2)从从45S的中间产物中先切下的中间产物中先切下18S的片段。的片段。Pre-18SPre-5.8SPre-28S(三三)前体前体mRNAmRNA转录后的加工转录后的加工mRNAmRNA前前体体分分子子的的加加工工主主要要是是真真核核mRNAmRNA，原原核核的的mRNAmRNA一般不经过加工。一般不经过加工。1.1.真核真核mRNAmRNA前体的加工前体的加工 核核内内不不均均一一RNA（heterogenous nuc
23、lear RNA,hnRNA）平平均均分分子子长长度度为为8-10 kb(2 Kb-14 kb)左左右右。hnRNA是是mRNA的的前前体体，比比mRNA的的平平均均长长度度（1.8-2 kb）要大要大4倍多。倍多。2、真核、真核mRNA的加工步骤的加工步骤 一般要经过四步：一般要经过四步：（1）5加帽（加帽（capping）；）；（2）3加尾（加尾（tailing）：）：(50-200 bp)（3）内含子的剪接（）内含子的剪接（splicing）（4）修饰：对某些碱基进行甲基化。）修饰：对某些碱基进行甲基化。（5）编辑）编辑(editing)（）加尾（）加尾A A、特殊组分识别特殊组分识别A
24、AUAAAAAUAAA，特殊组特殊组分含分含3 3个亚基。个亚基。在剪切在剪切33末端和末端和进行多腺苷化反进行多腺苷化反应中都需要这种应中都需要这种特殊组分。特殊组分。B B、剪切因子、剪切因子(CF)CF)AAUAAAAAUAAA处下游处下游151530 bp30 bp处处剪切剪切RNARNA；C C、末端腺苷转移末端腺苷转移酶酶 poly(A)poly(A)聚合聚合酶酶 合成合成poly(A)poly(A)尾巴；尾巴；3 3.内含子的剪接、编辑、再编内含子的剪接、编辑、再编码及化学修饰码及化学修饰（1 1）RNARNA中的内含子中的内含子（2 2）mRNAmRNA的剪接的剪接（3 3）R
25、NARNA的编辑、再编码及化学修饰的编辑、再编码及化学修饰（1 1）RNARNA中的内含子中的内含子用用DNA RNADNA RNA杂交方法验证鸡卵清蛋白基因杂交方法验证鸡卵清蛋白基因中存在非编码的内含子区中存在非编码的内含子区鸡卵清蛋白的基因结构示意图鸡卵清蛋白的基因结构示意图Chambon等发现内含子切割位点有等发现内含子切割位点有2个特点个特点1）内含子的两个末端并不存在同源或互补。）内含子的两个末端并不存在同源或互补。这就排除了存在二级结构的可能。这就排除了存在二级结构的可能。2）连接点具有很短的保守序列，称为）连接点具有很短的保守序列，称为边界边界 顺序顺序。其规律称为。其规律称为G
26、U-AG法则法则（GU-AG rule)或或Chambon法则法则。左边的剪接位点称左边的剪接位点称供体供体（donor）位点位点，右边的剪接位点称右边的剪接位点称受体受体（acceptor）位点位点。除边界序列外，外显子与内含子交界处除边界序列外，外显子与内含子交界处的序列以及内含子内部的部分序列也可的序列以及内含子内部的部分序列也可能参与内含子的剪接。能参与内含子的剪接。内含子类型内含子类型 细胞内定位细胞内定位 GU-AGGU-AG细胞核，前细胞核，前mRNAmRNA（真核）真核）AU-ACAU-AC细胞核，前细胞核，前mRNAmRNA（真核）真核）类内含子类内含子 细胞核，前细胞核，前
27、rRNArRNA（真核），细胞器真核），细胞器RNARNA，少数细菌少数细菌RNARNA类内含子类内含子 细胞器细胞器RNARNA，部分细菌部分细菌RNARNA类内含子类内含子 细胞器细胞器RNARNA双内含子双内含子(twintron)细胞器细胞器RNARNA（叶绿体基因叶绿体基因)tRNAtRNA前体中的内含子前体中的内含子 细胞核，细胞核，tRNAtRNA前体前体（真核）真核）生物体内的各种内含子生物体内的各种内含子 CechCech等等19811981年年从从四四膜膜虫虫中中分分离离得得到到3535S S的的前前体体rRNArRNA，含有长含有长413 413 bpbp的内含子。的内含
28、子。体体外外：一一价价或或二二价价阳阳离离子子及及GTPGTP可可释释放放413 413 bpbp的的线性内含子。线性内含子。若若继继续续保保温温，则则线线形形内内含含子子可可形形成成环环状状RNARNA，意意味着味着3535S rRNAS rRNA在在GTPGTP的作用下可以自我剪接。的作用下可以自我剪接。I 类内含子的剪接类内含子的剪接核酶的发现核酶的发现核酶核酶(RibozymeRibozyme)“Ribozyme”是是指指本本质质为为RNARNA或或以以RNARNA为为主主含含有有蛋蛋白白质质辅辅基基的的一一类类具具有有催催化化功功能能的的物质。物质。与传统酶的区别：与传统酶的区别：1
29、)1)一一般般的的酶酶是是纯纯的的蛋蛋白白质质，而而核核酶酶是是RNARNA或含有蛋白的或含有蛋白的RNARNA；2)2)核核酶酶既既是是催催化化剂剂又又是是底底物物，而而酶酶仅仅催催化化反应。反应。I 类内含子：类内含子：前体前体rRNA基因（极少数单细胞真核生物）、基因（极少数单细胞真核生物）、一些线粒体基因一些线粒体基因，少数原核生物基因少数原核生物基因。结构特点：结构特点：1）边界序列为边界序列为5U-G 32）具有）具有中部核心结构中部核心结构即由即由4个个10-12 bp保守序列形成保守序列形成一定的二级结构。一定的二级结构。3）具有内部引导序列（）具有内部引导序列（interna
30、l guide sequence,IGS）(内含子中与外显子配对的序列，决定剪辑的内含子中与外显子配对的序列，决定剪辑的专一性专一性)IVS:intervening sequenceI类内含子的剪切机制转酯反应：酯键从一个位置转移到另一个位置核酶发现的意义核酶发现的意义1 1）突破了酶的概念，是一种自体催化）突破了酶的概念，是一种自体催化。2 2）揭示了内含子自我剪接的奥秘；促进了）揭示了内含子自我剪接的奥秘；促进了对对RNARNA的研究。的研究。3 3）为生命的起源和分子进化提供了新的依）为生命的起源和分子进化提供了新的依据。据。纯纯RNA RNARNA RNA为主为主 RNARNA和和 蛋
31、白为主蛋白为主 纯蛋白纯蛋白 蛋白为辅蛋白为辅 蛋白并重蛋白并重 RNARNA为辅为辅核酶核酶 RNAaseP RNAaseP？端粒酶端粒酶 一般酶类一般酶类 类内含子的剪接类内含子的剪接l类内含子主要存在于真核生物的线粒体类内含子主要存在于真核生物的线粒体和叶绿体和叶绿体rRNA基因中。基因中。类内含子的结构特点类内含子的结构特点1)1)边界序列为边界序列为55GUGCGYnAU3GUGCGYnAU3。Junction sequence 5-exon-GUGCG-BPS-Py AU-exon-供点供点受点受点-Py Pu Py Py U A Py-100%2)有有6个茎环结构；功能区个茎环结
32、构；功能区6（在内含子的（在内含子的 3端）含端）含有有612 nt保守序列保守序列,有有1个不配对个不配对A碱基，其上带有碱基，其上带有2-OH首先进行转酯反应。首先进行转酯反应。该保守区也称为分支点该保守区也称为分支点序列序列branch-point sequence,BPS。类类内内含含子子的的剪剪接接过过程：程：1 1）内内含含子子本本身身的的分分支支点点A A的的2-2-OHOH 作作为为亲亲核核基基团团攻攻击击内内含含子子55端端的的磷磷酸酸二二酯酯键键，从从上上游游切切开开RNARNA链链后后形成套索结构。形成套索结构。无无需需鸟鸟苷苷的的辅辅助助，但但需镁离子的存在需镁离子的存
33、在2）上游外显子的自）上游外显子的自由由3-OH作为亲核作为亲核基团攻击内含子基团攻击内含子3位核苷酸上的磷酸位核苷酸上的磷酸二酯键，使内含子二酯键，使内含子被完全切开。被完全切开。3）上下游两个外显）上下游两个外显子通过新的磷酸二子通过新的磷酸二酯键相连，同时释酯键相连，同时释放出套索状的内含放出套索状的内含子子。前体前体mRNAmRNA内含子的结构特点：内含子的结构特点：1 1）边界序列边界序列:符合符合GU-AGGU-AG法则。法则。2 2）分支点序列：分支点序列：位于内含子位于内含子33上游上游18-40nt18-40nt处处，为，为PyPy8080NPyNPy8787PuPu7575
34、A APyPy9595其中其中A A为百分之百的保守，且具有为百分之百的保守，且具有2-2-OHOH。3 3）内含子）内含子55端有一保守序列可以和端有一保守序列可以和U1 U1 snRNAsnRNA的的55端的保守顺序互补。端的保守顺序互补。（2）mRNA的剪接的剪接前体前体mRNAmRNA内含子的剪接内含子的剪接snRNA：真核细胞内存在许多种类的核内小：真核细胞内存在许多种类的核内小RNA，100300 nt。snRNP：U系列系列snRNA与多肽或蛋白质结合形成与多肽或蛋白质结合形成核糖核蛋白体，参与核糖核蛋白体，参与hnRNA的剪接。的剪接。U3-snRNA与与rRNA前体的加工有关
35、，前体的加工有关，U1、U2、U4、U5、U6与与hnRNA的加工有关。的加工有关。mRNA链上每个内含子的链上每个内含子的5和和3端分别与不同的端分别与不同的snRNP相结合，形成相结合，形成RNA和和RNP复合物复合物剪接剪接体。体。剪接过程：剪接过程：1 1）U1snRNA以碱基互补的方式识别以碱基互补的方式识别mRNA前前体体5剪接点，和剪接点，和5位点结合。位点结合。2）剪接因子）剪接因子U2AF(U2 auxiliary factor)识别识别3剪剪接点，结合在接点，结合在3上游富含嘧啶区，并引导上游富含嘧啶区，并引导U2 snRNP 与分支点相结合，形成剪接前体。与分支点相结合，
36、形成剪接前体。3）U4，U5和和U6三聚体三聚体snRNP与分支点相结合，与分支点相结合，形成形成60S的剪接体，进行的剪接体，进行RNA前体分子的剪接。前体分子的剪接。U6催化催化5位点的剪接，位点的剪接，5外显子的外显子的3-OH对对内含子内含子3切点进行转酯反应。切点进行转酯反应。剪接机制剪接机制本身不能形成二级结构，必须依赖本身不能形成二级结构，必须依赖snRNP的帮助。的帮助。snRNP在在剪接体剪接体中参与转酯，剪接反应。中参与转酯，剪接反应。有关有关RNA剪接的概念：剪接的概念：顺顺式式剪剪接接（cis-splicingcis-splicing）：剪剪接接反反应应发发生生在在同同
37、一一个个基基因因内内，切切除除内内含含子子，相相邻的外显子彼此连接。邻的外显子彼此连接。反反式式剪剪接接（trans-splicingtrans-splicing）：不不同同基基因的外显子剪接后相互连接。因的外显子剪接后相互连接。变变位位剪剪接接：选选择择性性剪剪接接，剪剪接接时时，没没有有将将所所有有的的外外显显子子都都连连起起来来，而而是是通通过过略略去去或或改改变变某某个个剪剪接接点点使使部部分分外外显显子子作作为为内含子处理。内含子处理。（3 3）RNARNA的编辑、再编码及化学修饰的编辑、再编码及化学修饰 RNA RNA的编辑的编辑:指指转转录录后后的的某某些些RNARNA，在在编编
38、码码区区发发生生核核苷苷酸的加入，丢失或取代等现象酸的加入，丢失或取代等现象。因因经经过过编编辑辑的的mRNAmRNA序序列列发发生生了了不不同同于于模模板板DNADNA的的变变化化，它它导导致致了了DNADNA所所编编码码的的遗遗传传信信息的改变，因此是息的改变，因此是mRNAmRNA的一种加工方式。的一种加工方式。1986.1986.R.BenneR.Benne在研究锥虫线粒体在研究锥虫线粒体mRNAmRNA转录加工时发现转录加工时发现mRNAmRNA的多个编码位置上加入或丢失尿苷酸。的多个编码位置上加入或丢失尿苷酸。1990年在高等动物和病毒中也发现了编辑现象年在高等动物和病毒中也发现了
39、编辑现象。Editing的种类：的种类：RNA 中中U deletion&insertion，C U,A I transition 如如哺哺乳乳动动物物载载脂脂蛋蛋白白mRNAmRNA的的编编辑辑：mRNAmRNA中中的的C C U U，变变成成了了终止密码子终止密码子尿苷酸的缺失和添加尿苷酸的缺失和添加的信息来自指导的信息来自指导RNARNA（guide guide RNARNA）。）。如利什曼原虫属细胞色素如利什曼原虫属细胞色素b mRNAb mRNA中含有许多中含有许多独立于核基因的尿嘧啶残基，而特异性插入这些残独立于核基因的尿嘧啶残基，而特异性插入这些残基的信息来自指导基的信息来自指导
40、RNARNA。指导指导RNA:RNA:1990 1990年年L.SimpsomL.Simpsom等在研究锥虫线粒体等在研究锥虫线粒体mRNAmRNA时发现了时发现了一类新的小分子一类新的小分子RNARNA，这种这种RNARNA可以和可以和mRNAmRNA分子被编辑的部分发生非分子被编辑的部分发生非常规的常规的G-UG-U配对互补，对配对互补，对mRNAmRNA前体分子的前体分子的编辑起了指导作用，故称为指导编辑起了指导作用，故称为指导RNARNA（gRNA)gRNA)。gRNAgRNA含有一段序列可和被编辑的含有一段序列可和被编辑的mRNAmRNA前体前体互补。互补。指导指导RNARNA与被编
41、辑区及其周围部分核酸与被编辑区及其周围部分核酸序列虽有相当程度的互补性，但该序列虽有相当程度的互补性，但该RNARNA上存在一些未能配对的腺嘌呤形成缺上存在一些未能配对的腺嘌呤形成缺口，为插入尿嘧啶提供了模板。反应口，为插入尿嘧啶提供了模板。反应完成后，指导完成后，指导RNARNA从从mRNAmRNA上解离，上解离，mRNAmRNA成为翻译模板。成为翻译模板。编辑的机制编辑的机制脱氨基作用：如载脂蛋白脱氨基作用：如载脂蛋白mRNAmRNA中中C-UC-U，大鼠大鼠脑中谷氨酸受体蛋白脑中谷氨酸受体蛋白A-IA-I（GluArgGluArg）由脱由脱氨酶催化。氨酶催化。指导指导RNARNA（gui
42、de gRNAguide gRNA）可与被编辑的可与被编辑的mRNAmRNA互补互补 Editing Editing 的生物学意义的生物学意义 校正作用校正作用 调控翻译调控翻译 扩充遗传信息，有利于生物进化扩充遗传信息，有利于生物进化 RNA的再编码：的再编码：mRNA在某些情况下可改变原来在某些情况下可改变原来的编码信息，以不同的方式进行的编码信息，以不同的方式进行翻译，称为翻译，称为RNA的再编码。的再编码。l有有些些RNARNA，特特别别是是前前体体tRNAtRNA和和rRNArRNA，还还可可能能有有特特异异性性化化学学修修饰饰如如甲甲基基化化、去去氨氨基基化化、硫代、硫代、碱碱基的同分异构化和核苷酸替代。基的同分异构化和核苷酸替代。l研研究究表表明明，RNARNA的的化化学学修修饰饰可可能能具具有有位位点点特特异异性性，有有实实验验表表明明，分分子子量量只只有有7070100100个个核核苷苷酸酸的的核核仁仁RNARNA（snoRNAssnoRNAs）参参与与RNARNA的化学修饰。的化学修饰。RNA RNA的化学修饰的化学修饰