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1、第五章 转录与转录后加工 Part 2 第一节 转录的基本原理 第二节 与转录起始和终止有关的DNA结构 第三节 原核生物和真核生物转录及抑制剂 第四节 转录后加工及其机制 总RNA编码RNA，占总量的4%非编码RNA，占总量的94%hnRNA mRNApre rRNA rRNAPre tRNAtRNAsnRNAsnoRNAscRNAtmRNA细胞内的RNA组分:一、原核生物转录的起始原核生物mRNA不需要加工，通常在转录完成之前就开始翻译.1.全酶与模板的DNA接触，生成非专一的,不稳定的复合物在模板上移动；2.起始识别：全酶与35序列结合，产生封闭的酶-启动子二元复合物（closed bi
2、nary complex）；3.全酶紧密地结合在-10序列处，模板DNA局部变性，形成开链式的启动子二元复合物(open binary complex)；4.酶移动到+1,连续合成6-9个核苷酸,因子释放,形成酶-DNA-RNA三元复合物（ternary complex）。转录的起始过程:三、原核生物转录的终止不依赖因子的转录终止 依赖因子的转录终止RNA Pol转录RNA因子附着到RNA因子跟在RNAPol后沿RNA移动RNA Pol在终止位点停下，并被因子追上在转录泡中因子使DNA-RNA杂种双链解开转录终止,释放出RNA Pol,因子和 RNA识别位点上依赖因子的转录终止四.真核生物的转
3、录 机制不详 第一节 转录的基本原理 第二节 与转录起始和终止有关的DNA结构 第三节 原核生物和真核生物转录及抑制剂 第四节 转录后加工及其机制第五章 转录与转录后加工 Part 2 第四节 转录后加工及其机制 p169 转录后加工:RNA聚合酶合成的原初转录物经过一系列的包括5与3的切除,特殊结构的形成、碱基修饰和糖苷键的改变及剪接等过程，变为成熟的RNA分子的过程。原核生物mRNA一般经转录后通常立即进行翻译，少数多顺反子需要切成小的单位，但rRNA和tRNA需要加工。真核生物的转录和翻译不同步，并且需要间接过程的加工。hnRNA mRNA mRNA5帽子0首先转录初产物的5端三磷酸脱下
4、一个磷酸基团，与GTP通过形成5-5三磷酸二酯键连接（GpppN1），由S-腺苷甲硫氨酸（SAM）提供甲基，使碱基及核糖甲基化。2.mRNA帽子的生理功能 a.为核糖体对mRNA的识别提供了信号。b.增加mRNA的稳定性。c.促进某些RNA的合成。2.3末端的产生：切离酶识别切点上游13-20bp AAUAAA motif，切点后GU-rich motif，在特异性因子CPSF（切割与多聚腺苷酸化专性因子）和CstF（蛋白切割激发因子）的协助下完成切离作用，产生3末端。3.加Poly（A）尾巴 Poly（A）尾巴大约200nt。反应如下：多聚核糖核苷酸+nATP 多聚核糖核苷酸(A)n+nPP
5、i需RNA末端腺苷酸转移酶(RNA terminal riboadenylate transferase)催化。（三）mRNA的甲基化 真核生物mRNA分子中甲基化的碱基主要是N6甲基腺嘌呤，约1/1000的几率1.原核生物rRNA前体的切割二.rRNA前体的加工2.真核生物rRNA前体的加工三、tRNA前体的加工 原核生物中tRNA基因常常插在多基因转录单元中，必须切割才能释放。tRNA的切割（原核和真核都有）核酸内切酶在tRNA两端切断核酸外切酶RNAaseD识别CCA末端序列，一个个切除7个核苷酸RNAaseP在5端切断，RNAaseD除去3末端的2个核苷酸核苷修饰 甲基化、脱氨基、核苷
6、酸替换、硫代tRNA的修饰 tRNA分子中大约每10个核苷酸就有一个被修饰。特点：范围广，种类多包括甲基化、脱氨基、核苷酸替换、硫代。（一）第I类内含子的自我剪接-rRNA的自我剪接（self-splicing)存在:真菌线粒体基因内,低等真核生物的细胞核rRNA基因。间接点序列特点：（1）其边界序列为5外显子U-内含子-G-外显子 3；（2）具有中部核心结构（Central core structure）P、Q，R、S（3）内部引导序列（internal guide sequence，IGS）内含子中能与两个剪接点边界序列配对，将两个剪接点拉到一起。剪接条件:Mg2+,pGOH,不需能量 剪
7、接机制：内含子能折叠形成具核酶催化中心的空间结构，催化剪接（二）第II类内含子的自我剪接（self-splicing)存在:真菌和植物细胞器的基因组 剪接条件:需Mg2+,不需鸟苷，不需能量 结构特点：5 GUGCG，3YnAG 离开3剪接点612bp Py PuPy Py TA*Py 剪接机制:内含子能折叠成类似U2与U6RNA构成的催化中心，自身催化。同hnRNA的剪接（三）第III类内含字的剪接-hnRNA的剪接hnRNA通常以结合有蛋白形式存在，称为hnRNP 人类遗传疾病中有15%与mRNA的异常可变剪接有关 1.hnRNA的结构特点边界序列：符合GU-AG规则。内含子5端总是GU，
8、3端总是AG。分枝点序列：为Py N Py Py Pu A*Py，且具有2-OH。2.剪接机制：剪接体与磷酸酯键转移反应 剪接途径分为两步：（1）5剪接位点的断裂 分枝点A2OH亲核进攻Intron 5G，形成5-2磷酸二酯键，Exon1 3端被游离（2）3剪接位点的断裂 和外显子连接Exon1 3OH亲核进攻Exon2的5端，两Exon以3-5磷酸二酯键相连，切除的Intron呈套索（lariat）状3.剪接体及组装GU-AG内含子剪接装置的核心成分包括一组snRNPs：U1、U2、U5、U4/U6，组装成剪接体（splicesome）a.U1结合5剪接点b.U2结合分支点 c.U5/U4/
9、U6三聚体结合U1释放，U6结合5剪接点d.U5易位，结合至3剪接点，U4释放e.U6/U2催化磷酯键转移反应，套索形成snRNAs and splice site 酵母中约400个核tRNA基因中有40个不连续基因，每一个含有一个内含子，与反密码子相邻，长度大约14-46bp。（四）.第四类内含子的剪接-tRNA的剪接剪接过程如下：第一步：内切核酸酶催化的两个磷酸二酯键的断裂，形成两个tRNA半分子第二步：RNA连接酶催化的依赖于ATP的连接反应tRNA内含子的剪接不涉及转酯反应（五）顺式和反式剪接 顺式剪接：内含子的剪接发生在同一基因内，切除内含子，相邻的外显子彼此连接。反式剪接：不同基因
10、的外显子剪接。五、RNA编辑（RNA editing）RNA编辑：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。90年代发现guideRNA（gRNA），它是一类新的小分子RNA，可以和mRNA分子被编辑的部分发生非常规的G-U互补配对，对mRNA前体分子的编辑起指导作用。G U哺乳动物RNA编辑举例组织靶RNA变化 影响肝、小肠载脂蛋白B mRNACU Glu密码子转变为终止密码子肌肉-半乳糖苷酶mRNAUA Phe密码子转变为Try密码子睾丸、肿瘤Wilms肿瘤-I mRNAUC Leu密码子转变为Pro密码子肿瘤I型神经纤维瘤mRNACU Arg密码子转变为终止密码子脑 谷氨酸受体mRNAAG Gln转变为Arg 例：本章应该掌握的内容 概念：启动子，终止子，-10序列，-35序列，CAP结合位点，RNA的成熟或转录后加工，RNA剪接，RNA编辑，gRNA 转录与复制的异同；原核生物启动子的结构；真核生物启动子的类型；原核和真核生物转录启动子的结构异同；转录的基本过程 mRNA前体包括哪些加工？rRNA前体包括哪些加工？tRNA前体包括哪些加工？I类、II类和hnRNA的剪接的基本过程是什么？