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1、transcription and post-transcription and post-transcriptional processingtranscriptional processing(转录和转录后加工转录和转录后加工)主要内容主要内容转录转录概述概述原核生物原核生物RNA聚合酶聚合酶原核生物转录过程原核生物转录过程真核生物转录特点真核生物转录特点真核生物基因的启动子及转录起始复真核生物基因的启动子及转录起始复合物的组装合物的组装转录后加工转录后加工rRNA前体的加工前体的加工tRNA前体的加工前体的加工mRNA前体的加工前体的加工RNA的自我剪接的自我剪接真核真核mRNA前体的剪
2、接前体的剪接真核真核mRNA前体的选择性剪接前体的选择性剪接RNA的编辑的编辑主要内容主要内容transcription（一）概述（一）概述以以DNA为模板合成为模板合成RNA的过程的过程。转录和转录和DNA复制的区别复制的区别Template(模板模板)模板链模板链(templatestrand)：反义链反义链(anti-sensestrand)非模板链非模板链(non-templatestrand):编码链编码链(codingstrand),有意义链有意义链(sensestrand)differentgenesmayusedifferentstrandsastemplate（二（二）原核生
3、物原核生物RNA聚合酶聚合酶E.coliRNA聚合酶聚合酶全酶全酶(holoenzyme)：2 核心酶核心酶(coreenzyme)：2 DNA指导的指导的RNA聚合酶聚合酶DNAdependentRNApolymerase(DDRP)coreenzyme细菌中单一类型的细菌中单一类型的RNA聚合酶聚合酶负责合成所有的负责合成所有的RNA。利用利用SDS-PAGE从从E.coliRNA聚合酶中分离各个亚基聚合酶中分离各个亚基亚亚基基基因基因 分子量分子量(kD)数数目目功能功能rpoArpoA40402 2酶的装配的装配，与启，与启动子上游元件及子上游元件及活化因子活化因子结合合rpoBrpo
4、B1501501 1结合底物，合底物，催化磷酸二脂催化磷酸二脂键形成形成rpoCrpoC1601601 1结合合DNADNA模板模板rpoDrpoD32-9032-901 1识别启启动子，促子，促进转录起始起始9 9未知未知因子的结构因子的结构70因子的一级结构因子的一级结构因子与启动子的特异性相互作用因子与启动子的特异性相互作用E.coli与枯草杆菌各的与枯草杆菌各的因子同源区因子同源区结合核心酶后结合核心酶后（三（三）转录过程转录过程promoterterminatorStartpoint+10+20downstream+1upstream-35-101transcribedregion1
5、.templaterecognition（模板的识别）模板的识别）2.Initiation(起始起始)3.elongation(延伸延伸)4.termination（终止）终止）原原核核生生物物转转录录过过程程启动子启动子（promoter）：）：RNA聚合酶识别，结合并聚合酶识别，结合并开始转录的一段开始转录的一段DNA序列。序列。模板的识别模板的识别转录起转录起始位点始位点-35-35序列序列 -10 -10序列序列TTGACATATAAT五种不同启动子的共同顺序五种不同启动子的共同顺序箭头表示突变，向上表示增加转录水平，向下表示降低转录水平箭头表示突变，向上表示增加转录水平，向下表示降低
6、转录水平提供提供RNA聚合酶聚合酶识别信号识别信号有助于有助于DNA局部双链解开局部双链解开因子因子对对RNA聚合酶与聚合酶与DNA结合的影响结合的影响因子使因子使RNA pol特异性特异性的识别启动子的识别启动子因子的更替可控制转录起始因子的更替可控制转录起始转录的起始转录的起始RNA链的合成方向链的合成方向53转录的延伸转录的延伸循环循环:RNA聚合酶与启动子结合聚合酶与启动子结合,使使DNA局部熔局部熔解解,当转录延伸时当转录延伸时,因子与核心酶分离因子与核心酶分离,与其它与其它新的核心酶结合新的核心酶结合,起始新的转录事件起始新的转录事件.转录的终止转录的终止终止子终止子（termin
7、ator）：）：提供终止信号的提供终止信号的DNA序列。序列。E.coli有两类有两类不依赖不依赖因子的终止子因子的终止子:依赖于依赖于因子的终止子因子的终止子不依赖不依赖因子的终止子因子的终止子:简单终止子简单终止子，又称，又称内在终止子内在终止子（Intrinsicterminator）转录终止不依赖任何辅助因子。转录终止不依赖任何辅助因子。而而依靠转录产物形成特殊的茎依靠转录产物形成特殊的茎环二级结构环二级结构具有茎环结构具有茎环结构有茎环结构，有茎环结构，富含富含GC茎环结构后有茎环结构后有寡聚尿苷寡聚尿苷依赖依赖因子的终止子因子的终止子（rho-dependentterminator
8、s）穷追穷追(Hotpursuit)模型模型通读通读(read-through)：某些因子可使酶越：某些因子可使酶越过终止子继续转录。过终止子继续转录。抗终止因子抗终止因子(anti-terminationfactor)：引起抗终止作用的蛋引起抗终止作用的蛋白质。白质。常见于某些常见于某些噬菌体的噬菌体的时序控制时序控制通读通读典型的典型的真核细胞真核细胞转录产物是转录产物是单顺反子单顺反子mRNA（四（四）真核生物转录特点真核生物转录特点真核真核DNAPAPBPC转录转录mRNAABC原核原核DNAABCP转录转录mRNAABC真核细胞真核细胞转录和翻译在时间上和空间上都是分转录和翻译在时间
9、上和空间上都是分开的，开的，转录在细胞核，翻译在细胞质转录在细胞核，翻译在细胞质。真核细胞真核细胞RNApol高度分工高度分工启动子更复杂和更多样性启动子更复杂和更多样性，不同的，不同的RNA聚合酶聚合酶有不同的启动子有不同的启动子真核生物转录需要许多真核生物转录需要许多转录因子转录因子(transcriptionfactor,TF）的参与。的参与。真核基因真核基因DNA的的顺式作用元件顺式作用元件比原核复杂得多比原核复杂得多真核生物的转录调控以真核生物的转录调控以正调控正调控为主。为主。转录因子转录因子（transcriptionfactors）Definition:转录起始所需要的，而非转
10、录起始所需要的，而非RNA聚合酶聚合酶本身组分的任何蛋白质本身组分的任何蛋白质Functions:Binding to DNARecognizing another factorRecognizing RNA PolIncorporating into initiation complex转录因子转录因子（transcriptionfactors）转录因子转录因子（transcriptionfactors）Classification：普遍性转录因子：普遍性转录因子：使使RNA聚合酶结合到启动子上，聚合酶结合到启动子上，形成前起始复合物。其作用相对较弱，仅在形成前起始复合物。其作用相对较弱，仅
11、在本底水平上支持转录并实施最小程度的调控。本底水平上支持转录并实施最小程度的调控。又称又称通用因子通用因子转录调控因子：转录调控因子：通过与启动子及增强子等调控元件结合通过与启动子及增强子等调控元件结合而调控转录活性的蛋白因子而调控转录活性的蛋白因子包括包括上游因子上游因子和和可诱导因子可诱导因子是在所有启动子的是在所有启动子的RNA合成中都是必需的。合成中都是必需的。是能够识别并结合转录起始位点上游的特异是能够识别并结合转录起始位点上游的特异性短序列的性短序列的DNA结合蛋白。结合蛋白。普遍存在，且普遍存在，且活性不被调控。活性不被调控。在特定的时间或特定的组织被激活或合成，在特定的时间或特
12、定的组织被激活或合成，能控制转录在特定的时间和地点进行的一能控制转录在特定的时间和地点进行的一类因子。类因子。通用因子通用因子(Generalfactor)上游因子上游因子(Upstreamfactor)可诱导因子可诱导因子(Induciblefactor)转录因子转录因子（transcriptionfactors）顺式作用元件顺式作用元件（Cis-actingelements）Definition:指与基因指与基因表达调控相关、能够被调控蛋白表达调控相关、能够被调控蛋白特异性识别和结合的特异特异性识别和结合的特异DNA序列。序列。包括包括启动子、增强子，负调控元件启动子、增强子，负调控元件等
13、等反式作用因子反式作用因子(Trans-actingfactors)Definition:指真核细胞内通过与指真核细胞内通过与顺式作用元件相互作用顺式作用元件相互作用而而调节基因转录活性调节基因转录活性的蛋白质因子。的蛋白质因子。S1核酸酶图谱技术核酸酶图谱技术引物延伸法引物延伸法测定转录起点的方法测定转录起点的方法（五（五）真核生物基因转录起始的真核生物基因转录起始的几种研究方法几种研究方法1.S1核酸酶图谱技术核酸酶图谱技术5mRNA335S1探针探针5335S1核酸内切酶水解核酸内切酶水解变性电泳变性电泳5mRNA335S1探针探针5mRNA335逆转录延伸引物逆转录延伸引物变性电泳变性
14、电泳2.引物延伸法引物延伸法1.5端缺失系列分析法端缺失系列分析法:常用于测定哺乳动物基因调控区的上游边界常用于测定哺乳动物基因调控区的上游边界研究顺式作用元件结构的方法研究顺式作用元件结构的方法5端缺失系列分析法端缺失系列分析法AB切割位点切割位点AB核酸外切酶核酸外切酶CAB连接接头连接接头ABCAB切割位点切割位点B和和C报告基因报告基因连接报告基因载体连接报告基因载体转化转化E.coli分离质粒分离质粒DNA分别转染培养细胞分别转染培养细胞通过报告基因产物的活性，以检测基因通过报告基因产物的活性，以检测基因活化与上游调控区片段的关系活化与上游调控区片段的关系2.接头扫描突变法接头扫描突
15、变法可以找出存在于基因可以找出存在于基因转录起始位点和转录起始位点和5端边界端边界之间的所有调控元件之间的所有调控元件方法的基础是构建一系列序列重叠的调控区突方法的基础是构建一系列序列重叠的调控区突变体，每个突变体内各有一个短序列的核苷酸变体，每个突变体内各有一个短序列的核苷酸序列被打乱，序列被打乱，然后分别转染培养细胞，或微量注入爪蟾卵母然后分别转染培养细胞，或微量注入爪蟾卵母细胞，并分析它们对报告基因的影响细胞，并分析它们对报告基因的影响接头扫描突变法机制接头扫描突变法机制疱疹病毒胸苷激酶基因启动子的连接扫描突变疱疹病毒胸苷激酶基因启动子的连接扫描突变（六（六）真核生物真核生物RNA聚合酶
16、聚合酶对对-鹅膏蕈碱的敏感性鹅膏蕈碱的敏感性酶的种类酶的种类 中等敏感中等敏感 RNA聚合酶聚合酶III 敏感敏感 RNA聚合酶聚合酶II不敏感不敏感 RNA聚合酶聚合酶I 1.真核细胞的三类真核细胞的三类RNA聚合酶聚合酶-鹅膏蕈碱的结构鹅膏蕈碱的结构鬼笔鹅膏菌鬼笔鹅膏菌是一种能产是一种能产生生-鹅膏蕈碱的毒磨鹅膏蕈碱的毒磨RNA聚合酶对聚合酶对-鹅膏蕈碱的敏感性鹅膏蕈碱的敏感性（核仁）（核仁）（核质）（核质）U6snRNA,7SLRNA,7SKRNA老鼠肝脏细胞三类老鼠肝脏细胞三类RNA聚合酶在离子交换层析中的分离聚合酶在离子交换层析中的分离RNA聚合酶聚合酶I定位于核仁定位于核仁RNA聚
17、合酶聚合酶II和和III定位于核质定位于核质Eukaryotic RNA pol II has 10 subunits2.RNA聚合酶聚合酶II酵母酵母RNA聚合酶聚合酶II有有12个亚基个亚基核心亚基：核心亚基：Rpb1、Rpb2和和Rpb3共同亚基：共同亚基：Rpb5、6、8、12存在于所存在于所有三类有三类RNA聚合酶中聚合酶中非必要亚基：非必要亚基：Rpb4、7RNA聚合酶聚合酶II最大亚基的异质性最大亚基的异质性CTD:carboxyl terminal domain（C末端结构域末端结构域）Amino acid sequence:Tyr Ser Pro Thr Ser Pro Se
18、r Target for kinaseFunction:trigger initiation老鼠浆细胞老鼠浆细胞RNApolII部分亚基结构部分亚基结构o、a、b是最大亚是最大亚基的三种形式与酵基的三种形式与酵母的母的RNApolII的的Rpb1相对应相对应c是与酵母的是与酵母的Rpb2相对应相对应RNApolII最大亚基不同形式间的相互关系最大亚基不同形式间的相互关系IIa是是CTD未被磷酸化未被磷酸化的形式，主要负责转录的的形式，主要负责转录的起始起始IIo是是CTD被磷酸化被磷酸化的形式，主要负责转录的的形式，主要负责转录的延伸延伸IIb是被蛋白酶消化而是被蛋白酶消化而失去失去CTD的形
19、式的形式thecrystalstructureofRNApolymeraseIIfromyeast（七（七）真核生物基因的启动子真核生物基因的启动子及转录起始复合物的组装及转录起始复合物的组装类型类型I启动子启动子类型类型II启动子启动子类型类型III启动子启动子类型类型II启动子启动子基本启动子基本启动子(basalpromotor)转录起始位点转录起始位点(initiationsite,Inr)上游元件上游元件(upstreamelements)下游元件下游元件(downstreamelements)核心启动子核心启动子(corepromotor)启动子近侧序列元件启动子近侧序列元件上游元
20、件上游元件下游元件下游元件序列名称序列名称 位置位置 序列序列 反式作用因子反式作用因子TATA-box -25 30 TATAAAA TBP作用是作用是确定精确的转录起始位点确定精确的转录起始位点，而不起调节转录效，而不起调节转录效率的功能率的功能基本启动子基本启动子(basalpromotor)序列名称序列名称 位置位置 序列序列 反式作用因子反式作用因子CCAAT-box-75 -80 GGCCAATCT CTF、C/EBPGC-box -90 GGGCGG sp1上游元件上游元件(upstreamelements)常表现出细胞类型特异性，功能主要是常表现出细胞类型特异性，功能主要是提高
21、转提高转录的效率和特异性录的效率和特异性类型类型II启动子在转录起始位点启动子在转录起始位点周围有保守的序列周围有保守的序列，是是最适表达所需要的最适表达所需要的。共同序列为共同序列为PyPyANT（Py为嘧啶，为嘧啶，N为任意碱基）为任意碱基）转录起始位点转录起始位点(initiationsite,Inr)How does a pre-initiation complex form?TBP：特异性地结合特异性地结合TATAboxTAF：多亚基，是各种转录因子的靶位点多亚基，是各种转录因子的靶位点Functions of TFXTF DTBP(TATA-bindingprotein)（TATA
22、框结合蛋白框结合蛋白）TAF(TBP-associatedfactors)(TBP偶联因子偶联因子)(8-10)X=A,B,D,E,F,Hformation of platformTF A:激活激活TBP，促进促进TFD结合于结合于TATAboxTF B:结合于结合于TFD-DNA上，确定转录起始位点，上，确定转录起始位点，在在TFF协同下募集协同下募集RNApolTF F:与与RNApol结合，结合，抑制抑制RNApol与与DNA的的非特异性结合非特异性结合TF H：ATPase,helicase，kinaseTF E：促进促进TFH的激酶活性的激酶活性Functions of TFXAss
23、embly of pre-initiation complex(PIC)转录前起始复合物转录前起始复合物DABPolF复合物形成的模型复合物形成的模型聚合酶是结合在聚合酶是结合在TFD，A和和B结合位点结合位点（TATAbox）下游的下游的DNA上上RNA Pol is activated by CTD phosphorylationCTD磷酸化后，磷酸化后，使使CTD中中羟基羟基电荷和结构发电荷和结构发生变化生变化，影响，影响它与它与TBP结合结合的稳定性，使的稳定性，使聚合酶从启动聚合酶从启动子上脱离子上脱离TFDTFFRNA PolTFHPiDNARNATFBTFA通用转录因子参与转录起
24、始、启动子清除、延伸的模型通用转录因子参与转录起始、启动子清除、延伸的模型a.TBP或或TFD，同同B、F及聚合酶及聚合酶II形成形成最基本的起始复合物最基本的起始复合物添加添加TFE和和H，水解水解ATP使使DNA在起始区解链，在起始区解链，CTD部分磷酸化部分磷酸化，产生流产转录物，很快停止。产生流产转录物，很快停止。b.随着随着ATP提供能量，提供能量，TFH使使DNA进一步解螺旋并使启动子清空进一步解螺旋并使启动子清空c.CTD进一步磷酸化进一步磷酸化,NTP不断添加不断添加,延伸复合物延伸复合物不断进行不断进行RNA的延伸的延伸TBP和和TFDB仍留在启动子上仍留在启动子上，延伸不需
25、要，延伸不需要TFE和和H，从延伸复从延伸复合物解离下来合物解离下来TFIID中包括至少中包括至少8种种TBP偶联因子偶联因子,分子量为分子量为30250kD,分别命名为分别命名为TAF-30250TAF150识别起始子识别起始子(1nr)序列序列TAF是基因转录调控的辅助因子，是基因转录调控的辅助因子，为各种调控为各种调控因子提供作用的靶位点因子提供作用的靶位点它的作用是它的作用是将上游调控区和远端调控区结合的将上游调控区和远端调控区结合的转录调控因子与转录调控因子与PIC联系在一起，联系在一起，而介导各种而介导各种反式作用因子对基础转录的调控。反式作用因子对基础转录的调控。Function
26、s of TAF来自克隆基因的产物的果蝇来自克隆基因的产物的果蝇TFIID在体外整合的结构图在体外整合的结构图果蝇、人和酵母果蝇、人和酵母TAFs之间的关系之间的关系缺乏缺乏TATA框的启动子含有其他元件包括框的启动子含有其他元件包括Inr和和下游元件。下游元件。TAFII250和和TAFII150能结合与这能结合与这些元件，因而保证了些元件，因而保证了TFIID结合与启动子。结合与启动子。或者或者特异性调控因子特异性调控因子结合与上游启动子元件结合与上游启动子元件（UPE），），这些特异性调控因子又同一个或数这些特异性调控因子又同一个或数个个TAFII相互作用，把相互作用，把TFIID锚定于
27、启动子上。锚定于启动子上。对缺乏对缺乏TATA框启动子的起始框启动子的起始TBP与含有与含有TATA框或不含框或不含TATA框的启动子的相互作用模型框的启动子的相互作用模型许多激活因子通过与许多激活因子通过与TAFII相互作用激活起始相互作用激活起始装置装置NTF-1能结合于能结合于TAFII-150Sp1与与TAFII-110结合结合TAFII介导各种激活因子的作用介导各种激活因子的作用真核生物基因转录受激活因子增强的模型真核生物基因转录受激活因子增强的模型a.最小的最小的TBP/TAF复合物不能支持激活复合物不能支持激活b.两种不同的三聚体复合物支持两种不同的三聚体复合物支持Gal4-NT
28、F1的激活作用，但不能支持的激活作用，但不能支持Sp1的的激活激活c.包含有包含有TAFII-100的四聚体复合物能的四聚体复合物能介导介导Sp1的激活作用的激活作用d.完整的完整的TFIID能支持各种激活因能支持各种激活因子的作用子的作用TAFII介导各种激活因子的作用介导各种激活因子的作用类型类型I启动子启动子上游控制元件上游控制元件(Upstreamcontrolelement，UCE)核心启动子核心启动子CorepromoterPromotertranscribedregion+1-45+20CorepromoterUCE-180-107CorepromoterUCErRNA的两个元件
29、的两个元件Tjian及其同事用及其同事用接头分区突变法接头分区突变法研究人类研究人类rRNA基因，基因，结果显示结果显示UCE是最佳转录所必需的是最佳转录所必需的，但本底水平的转录，但本底水平的转录不一定需要不一定需要UCE的参与，而的参与，而核心元件是转录所必需的核心元件是转录所必需的Tjian及其同事用及其同事用接头分区突变法接头分区突变法研究人类研究人类rRNA基因的基因的UCE和核和核心元件间插入或缺失不同长度的心元件间插入或缺失不同长度的DNA序列，序列，证实证实两个元件间的距离对转录起始也是非常重要的。两个元件间的距离对转录起始也是非常重要的。两者之间插两者之间插入或缺失碱基对，入
30、或缺失碱基对，启动子强度将减弱，而且缺失比插入更敏感。启动子强度将减弱，而且缺失比插入更敏感。rRNA的两个的两个元件间的元件间的距距离离对启动子对启动子强度的影响强度的影响UBFSL-1(S Se el lectivity factor ectivity factor 1 1)Trans-factors(UUpstreampstream b binding inding f factor)actor)UBF：能结合于能结合于UCE和和CorepromoterSL-1:由由TBP(T TATA-ATA-b bindingindingp proteinrotein)和和3种种TAFI组成组成SL
31、-1本身不能结合于启动子，但能同本身不能结合于启动子，但能同RNApol结合结合SL-1：使使RNApolI正确的定位在起始位点正确的定位在起始位点RNA聚合酶聚合酶I的转录起始复合物的转录起始复合物UCECorepromoterUBFUBFRNAPOLTAFITAFITAFITBPRNA聚合酶聚合酶I的转录起始复合物的装配的转录起始复合物的装配类型类型III启动子启动子基因内启动子基因内启动子：基因外启动子基因外启动子:基因内基因内I I型启动子：型启动子：由被中间元件分开的由被中间元件分开的A盒和盒和C盒盒组成组成5SrRNA基因基因基因内基因内IIII型启动子：型启动子：由被中间元件分开
32、的由被中间元件分开的A盒和盒和B盒盒组成组成tRNA基因基因U6snRNA基因，基因，7SKRNA基因基因类似类似类型类型II启动子启动子，有有TATA框框，能与，能与含含TBP的转录因子结合的转录因子结合混合启动子：混合启动子：海胆硒代半胱氨酸海胆硒代半胱氨酸tRNA(ser)sec基因基因Three types of promoters for RNA polymerase IIIBy deletionInternal promoter of 5s rRNA gene:+55+803端序列缺失对端序列缺失对5SrRNA基因转录的影响基因转录的影响a.Brown及同事对爪蟾及同事对爪蟾5Sr
33、RNA基因基因3端序端序列进行缺失，于体外进行转录。列进行缺失，于体外进行转录。3端序列端序列缺失但没越过启动子序列，仍能转录缺失但没越过启动子序列，仍能转录，只，只是产物比全长是产物比全长rRNA短，转录事件的发生表短，转录事件的发生表明启动子是完整的，明启动子是完整的，3端序列缺失到启动端序列缺失到启动子序列，转录终止子序列，转录终止b.只有当只有当3端序列缺失延伸到端序列缺失延伸到80位位时，才时，才无转录产物的合成无转录产物的合成transcription factors for RNA Pol Initiation factorsAssembly factorsTFBTFATFCTB
34、P 2 prRNApol 的转录起始复合物的装配的转录起始复合物的装配tRNA基因内启动子基因内启动子Between SL1、TFB and TF DFactorComponentsFunctionsRNA PolSL1TBP&3 pr本身不本身不结合合DNA，使使RNApol正正确定位于起始位确定位于起始位点点TFBTBP&2 prTF DTBP&10-12 pr特异性地特异性地结合合TATAbox1.转录前起始复合物的装配转录前起始复合物的装配都是由能识别启动都是由能识别启动子内特异性位点的子内特异性位点的装配因子装配因子开始的。在开始的。在DNA序序列上，列上，它吸纳、招募它吸纳、招募P
35、IC的其他组分的其他组分。转录起始的一般规律转录起始的一般规律3种聚合酶对不含种聚合酶对不含TATAbox的启动子的启动子起始前复合物的识别模型起始前复合物的识别模型在在I,II,III类启动子上，最先类启动子上，最先结合的组装因子分别是结合的组装因子分别是UBF，SP1，TFIIIC，随后结合随后结合含含TBP的另一因的另一因子分别是子分别是SL1，TFIID和和TFIIIB。对对I,III类启动子而言足以结合类启动子而言足以结合聚合酶起始转录，但聚合酶起始转录，但II类启动类启动子还需要更多的通用因子子还需要更多的通用因子参与参与转录。转录。2.TBP在所有各种已知类型的真核启动子中在所有
36、各种已知类型的真核启动子中起起组织作用组织作用3.TBP的特异性的特异性由与它偶联的由与它偶联的TAFs控制控制。TBP携带有某一套携带有某一套TAF，它就会在形形色色启动子它就会在形形色色启动子中结合于某一个启动子位点中结合于某一个启动子位点post-transcriptional processing主要内容主要内容rRNA前体的加工前体的加工(自学自学)tRNA前体的加工前体的加工(自学自学)mRNA前体的加工前体的加工RNA的自我剪接的自我剪接真核真核mRNA前体的剪接前体的剪接真核真核mRNA前体的选择性剪接前体的选择性剪接RNA的编辑的编辑（一（一）rRNA前体的加工前体的加工原核
37、细胞原核细胞有有3种种rRNA：16S、23S和和5SrRNA真核细胞真核细胞有有4种种rRNA：28S、18S、5.8S和和5SrRNA三种三种rRNA是一个转录单位，一起转录的是一个转录单位，一起转录的原核生物原核生物RNase EE三种三种rRNA是一个转录单位，一起转录的是一个转录单位，一起转录的真核生物真核生物4种种rRNA，是两个转录单位，是两个转录单位，18S、5.8S和和28SrRNA的前体是的前体是45S，是一个转是一个转录单位，录单位，5SrRNA是单独的一个转录单位。是单独的一个转录单位。核仁核仁是其转录、加工和装配成核糖体的场所是其转录、加工和装配成核糖体的场所40S亚
38、基亚基60S亚基亚基核酸内切酶核酸内切酶在两端切断，在两端切断，E.coliRNAaseP是是5成熟酶成熟酶核酸外切酶核酸外切酶:RNAaseD从从3端逐个切去附加的顺序端逐个切去附加的顺序3端加上端加上-CCA-OH核苷酸的修饰核苷酸的修饰（二（二）tRNA前体的加工前体的加工原核生物原核生物tRNA核苷酰转移酶核苷酰转移酶CTP、ATP3端加上端加上-CCA-OH（1）甲基化）甲基化如：如：AAm核苷酸的修饰核苷酸的修饰（1 1）（1 1）（3 3）（2 2）（4 4）（2）还原反应）还原反应如：如：UDHU（3）核苷内的转位反应）核苷内的转位反应如：如：U（4）脱氨反应）脱氨反应如：如：
39、AI第一步第一步:核酸内切酶核酸内切酶切除插入序列，不需切除插入序列，不需ATP；第二步第二步:RNA连接酶连接酶连接，需要连接，需要ATP。核核tRNA的酶促拼接的酶促拼接由由RNA聚合酶聚合酶III转录，转录，加工与原核相似，但加工与原核相似，但3端的端的CCA都是后加的都是后加的，还有还有2-O-甲基核糖。甲基核糖。真核生物真核生物（三（三）mRNA前体的加工前体的加工细菌多数不用加工，转录与翻译是偶联的。细菌多数不用加工，转录与翻译是偶联的。也有少数也有少数多顺反子信使多顺反子信使RNA必须由内切酶必须由内切酶切成较小的单位，然后翻译。切成较小的单位，然后翻译。原核生物原核生物初始转录
40、产物：初始转录产物：hnRNAs（heterogeneous nuclear RNAs，核内不均一核内不均一RNA），），是是mRNA的前体的前体（pre-mRNA）hnRNA的物理结构是的物理结构是核糖核蛋白核糖核蛋白(hnRNP heterogeneous nuclear ribonucleoproteins)真核生物真核生物mRNA前体的剪接信号前体的剪接信号内含子相同的开头和结尾内含子相同的开头和结尾5GU.AG3内部有个内部有个保守的保守的A参与形成分支剪接中间物参与形成分支剪接中间物3剪接位点剪接位点AG前有一个前有一个嘧啶复含区（嘧啶复含区（PPT）鸡卵清蛋白基因及其转录、转录后
41、加工鸡卵清蛋白基因及其转录、转录后加工鸡卵清蛋白鸡卵清蛋白基因基因5端加帽子端加帽子3端加尾端加尾剪接剪接（splicing）成熟的成熟的mRNA（四（四）RNA的自我剪接的自我剪接(Self-splicing)型内含子（型内含子（group intron）的自我剪接的自我剪接型内含子（型内含子（group intron）的自我剪接的自我剪接型内含子的自我剪接型内含子的自我剪接Group The structure of group introns型内含子的自我剪接型内含子的自我剪接OP5POH3OPHOA2外显子外显子I外显子外显子IIPOAOHOH5POH3OPPOAO5POH3P活性中心
42、活性中心型内含子的二级结构型内含子的二级结构及活性中心及活性中心Splicing releases mitochondrial group II introns in the form of lariats(套索套索结构结构).Definition:泛指具有催化功能的泛指具有催化功能的RNA的分子的分子核酶核酶（ribozyme）（五（五）真核真核mRNA前体的剪接前体的剪接Splicing mechanism:similar to group intronStructure of snRNAs:similar to group intronSplicesome（剪接体）剪接体）snRNAsp
43、roteinssnRNA:small nuclear RNA(核内小分子核内小分子RNA)snRNP:small nuclear ribonucleoprotein(小分子核小分子核内核糖核蛋白内核糖核蛋白):U1、U2、U4、U5、U6snRNAsnRNPshnRNAsOther proteinsSpliceosomes are ellipsoidal(椭椭圆形圆形)particles with several discrete regions.Pre-mRNAGroup Mechanism of splicing酵母细胞中酵母细胞中5剪接位点剪接位点与与U6snRNA相互作用模型相互作用模
44、型（六（六）真核真核mRNA前体的选择性剪接前体的选择性剪接（alternative splicing）Definition:一个基因的初始转录产物在不同的分化细胞、一个基因的初始转录产物在不同的分化细胞、不同的发育阶段、甚至不同的生理状态下不同的发育阶段、甚至不同的生理状态下通过通过不同的剪接方式不同的剪接方式，可以可以得到不同成熟得到不同成熟mRNA和蛋白质产物和蛋白质产物选择性剪接的类型选择性剪接的类型外显子外显子内含子内含子1.1.剪接缺失外显子剪接缺失外显子2.2.剪接保留内含子剪接保留内含子3.3.外显子中存在剪接点（外显子中存在剪接点（部分缺失外显子部分缺失外显子）4.4.内含子
45、中存在剪接点（内含子中存在剪接点（部分保留内含子部分保留内含子）小鼠免疫球蛋白重链基因的选择性剪接小鼠免疫球蛋白重链基因的选择性剪接例：例：（七（七）RNA的编辑的编辑Definition:RNA分子上的一种转录后修饰现象分子上的一种转录后修饰现象包括包括插入、缺失插入、缺失或或核苷酸的替换核苷酸的替换Example:核苷酸替换核苷酸替换人载脂蛋白人载脂蛋白B（ApoB）的的mRNA外显子外显子26ApoB基因基因CAATAAApoBmRNA5CAAUAA3肝细胞肝细胞5UAAUAA3肠上皮细胞肠上皮细胞蛋白质蛋白质ApoB100ApoB48本章总结本章总结1.概念概念（）：transcrip
46、tion、promoter、terminator、read-through、transcriptionfactors、Cis-actingelements、Trans-actingfactors、ribozyme、alternativesplicing、2.概述概述：转录和：转录和DNA复制的区别、复制的区别、Template(模板模板)3.E.coliRNA聚合酶聚合酶（）：全酶全酶、核心酶核心酶、功能、功能4.转录过程转录过程（）模板的识别：模板的识别：启动子、启动子、-10-10序列、序列、-35-35序列序列 起始起始延伸延伸终止：终止：不依赖不依赖因子的终止子、依赖于因子的终止子、依
47、赖于因子的终止子因子的终止子转转录录5.真核生物转录特点真核生物转录特点（）6.真核生物基因转录起始的几种研究方法真核生物基因转录起始的几种研究方法（原理（原理）测定转录起点的方法：测定转录起点的方法：S1核酸酶图谱技术、引物延伸法核酸酶图谱技术、引物延伸法研究顺式作用元件结构的方法：研究顺式作用元件结构的方法：5端缺失系列分析法、端缺失系列分析法、接头扫描突变法接头扫描突变法7.真核生物真核生物RNA聚合酶聚合酶（）8.真核生物基因的启动子及转录起始复合物的组装：真核生物基因的启动子及转录起始复合物的组装：类型类型I启动子启动子类型类型II启动子启动子（）：）：TATA-box、CAAT-box、GC-box 类型类型III启动子：启动子：基因内启动子基因内启动子转转录录总结总结3种类型启动子及转录起始复合物的组装有哪些规律种类型启动子及转录起始复合物的组装有哪些规律rRNA前体的加工前体的加工(自学自学)tRNA前体的加工前体的加工(自学自学)mRNA前体的加工前体的加工（）RNA的自我剪接：的自我剪接：group intron、group intron真核真核mRNA前体的剪接前体的剪接（）真核真核mRNA前体的选择性剪接前体的选择性剪接RNA的编辑的编辑转录后加工转录后加工