《分子生物学》课程教学课件（讲稿）第三章 转录（转录后加工）

bjEkanyotePoymeDNA-nn原核生物转录产物的后加工想一想Pre-RNAprocessing in Prokaryotes·真核生物染色体基因的转录发生在细胞的什mRNA：不加工，转录翻译偶联。么部位？原核细胞的mRNA半衰期只有几分钟（基因表达调控·真核生物的RNA聚合酶的特点？C的一种手段）mRKA·真核生物启动子的结构？26AA元05tRNA、IRNA：需要加工，比较稳定半衰期几小时being tynp·真核生物转录是怎样起始的？-Oyopisn1111、rRNA加工成熟分子和转录产物的整别：三个rRNA基因的相对位置有一定规律★1、基因排列方式...16SrDNA....间隔.tDNA....23S·5°单碘酸/三磷酸★三种rRNA基因（5S、16S、23S）与tRNArDNA...SDNA..网.tDNA...分子大小的基因形成转录单元（rrn）（E.coli七个）·异常碱基每个rrn中tRNA基因无固定模式★加工过程主要是RNAsell等障的作用：内切醇，识别部位是特定的RNA双螺旋区（种类、数盘、位置）rRNA前体需要先经过甲基化修饰：甲基化碱基和核糖1二、tRNA的转录后加工2、分子的修饰及CCA的形成：双健区城，1、tRNA基因I型需在降的作用下切除CCA下等r一段序列（1）转录单元大多是多基因的（Prok的tRNA多为I型）同一个tRNA基因、不同tRNA基因、Ⅱ型需要在降的作用下漆加CCA序列（少数Phage、Euk.）与rRNA基因HEIRNASMRNA(2)1E6-22有两种类型的tRNA基因：ARRNA的序秀RI代表rRT教的H象RP.1来也样上价置（9）#然光CEIDNRE.ORAI型具有3'端的CCA序列HREERRN-Aapl,TrgⅡ型没有3'端的CCA序列Gler有一个RNATY的景单元的顾物转录物的修饰过器1E.coli的tRNAT,，分子的修饰过程(RNA的加工分成3个阶段原始转录物（1）“新头”，形成5°末端：(2)去尾，形成3'-OH末端。缺-CCA的tRNA要用tRNA核酸转移酶加-CCA。(3)修饰：通过甲基化酶，硫醇酶，假尿嘧啶核苷化三楼058阿嘴子酶等进行修饰如氨基酸臂的4-硫尿苷（4tu），D臂的2甲基鸟苷3 -0H1（2mG），TyC臀的假尿苷（）和反密码子环上的2异戊腺苷（2ipA）有两个基因持贝（各长350base）图525两个:RNAn"基因的系然转录产物8交常见tRNA中的修饰核苷酸、rRNA的转录后加工Xo'U（5-经房营）1、前体的切制（5-骏甲基氨甲基原告）Cmnm'UmCm'U（5-甲氧基赚甲基尿者）主体rRNA基因（5.8S、18S、28SrDNA）组成一个转录单元第四节真核生物转录后加工Xmgu（5-甲基-2减代限）KiC45S前体美复尊者47S前体Pre-RNA processing in EukaryotesComsu游甲茶52、修饰：P111C1sincm'G(7-甲茶原苷）核仁RNA(SnoRNA）参与RNA的化学修饰和切mc（5-甲基脑苷）割位点确定m'A（6-甲蒸藤香）LE（2毫代魔者）3、内含子切除（假原誉）(2°-0-甲蒸原苷）Q(Queuosine)

菜二、tRNA的转录后加工三、mRNA的转录后加工·1、切割1、5'加帽，mRNA一出生就进行带幅反应·2、修饰，3加CCA，核苷酸修饰，如2、3加尾，加尾识别信号甲基化等3、内含子切除·3、内含子切除58T8幅子0(Cap-0)m*GpppXpYp-（共有）1.5加幅AOm7GN—甲基鸟苷HN幅子1(Cap-1)m7GpppXmpYpm'G第一个核苷映的2-0位上产生甲基NH2化（AN位甲基化）OoO幅子2(Cap-2)m7GpppXmpYmpHO-P-O-P-O-P-O-CH2帽子0第二个核苷胰的 2'-0位上产生甲基OHOHOH化HOOH图6-1S真核生物进帽子结构的功能其中:中（1）对整起识别作用一一-为核辅体识别RNA提供值号★单细跑真核生物只有Cap—0（2）增加mRNA的稳定性，使5'增免道外切核除酶的攻击Cap—1是其余真核生物的主要帽子形式★ Cap—2 存在于某丝真被生物中（3）与某些RNA病率的正能合成有关甲基供体和篇：(Cap—1、Cap—2)menn★甲基供体：S一腺苷甲硫氨胰（SAM）mA形式除桶子结构外的真核生物mRNA内部甲基化一★甲基转移离e★鸟苷酸转移膏一蒙斓醇（cappingenzyme）羊2、加多聚（A）尾巴涨加位点3端-—的长200bp（大多数Euk.的mRNA）poly（A)加多聚（A）尾巴RNA求膜康管特馨游款poby(A)新食购识别位点（有其它因子参与）：多聚模激换胶+nATP多集换着换映(A)n+nPPiMg"*Mn"*切点上13—20bp处的AAUAAA切点下游的GUGUGUG（单细胞Euk.除外）最近研究发现，原核生物的RNA也有3添加poly(A）的现象鲜一、述poly(A)的功能1、额余(1）可能与核质转运有关)制要基因(split gene）：第六节真核生物转录产物中内含子的去除(2）与mRNA的寿命有关内含子（intron）！Intron removing in Eukaryote(3) 与瘤译有关外显子（excon）：47o

一2.内含子的类别3、剪接方式内含子类型存在部位所在分子RNA剪接（RNAsplicing）：切除内合子连接外显子，形成GU-AG细胞核mRNA前体方式一：由剪接体充成（模mRNA）（chambon法则）成熟RNA的过程AU-AC细胞核mRNA前体方式二：自我剪接（两类内含子I、Ⅱ）「类内合子细胞核rRNA前体、细胞器RNA、少数细菌RNA方式三：需要强白质随参与的剪接接（醇母IRNA）剪接点：5'拼接点或左剪换点（内含子上游）Ⅱ类内含子细胞质线粒体和叶绿体RNA部分细菌RNA3”拼换点或右剪接点（..下游）类内含子细胞质线粒体和叶绿体RNAIRNA内含子细胞核IRNA前体（均位于tRNA的反密码环上）各种内含子的边界各有一定的保守序列特征二、核基因mRNA的剪换机制（Splicingmechanism2剪换体<spliceosome）的形成：605核mRNA内含于的给构特点教换与其的加工时进行rule（GU-AG购）特精小分于RNA和的150种量白SChe13-1参与R首体育领的81.核mRNA内含子的结构特点WRN的大ORN7GHAG-012.剪接体组装供点防台在计面接公点#码的食带了静销行3.两步转酯反应7驰基分支点转菌反应将一处已有的磷酸二酯链转变成另一3剪接点的上游18~50bp处保守序列（富含唯啶）处新的裤酸二酯键，不需要额外的能量王意客吧OVPyNPysUPureNPY9s任意票时1ABrandExon1Exon2Intron剪接体组装，SnRNA（U、U、U和U/）·U1通过与5拼接点互补而结合U2识别并结合分支点A+U1和U2作用使内含子的5'端和3端带到一起U405-10（U1与3拼接点配对）+U1、U2、mRNA与U4U5—U6复合物形成一个完整的剪接体Complete spliceosom川国GMP,GDPGTP3.通过两步转酯完成剪接二、第I类内含子的剪按?第一次转晰：分支点A2'-OH攻击内含子的5拼接本1、结构特点：第二次转酶：上潜外显于3-OH攻击内合于3剪接点*5剪接点和3'拼按点一UI......G·有由保守序列形成特定的二级给构内部引导序列（interalguide sequenceIGS）：ariat内含子中能与两个剪接点边界序列配对的一股序列。2.剪对过理：G的参与、两步特需反应、自费剪款外显子6.4核开最序列的保A的0日业动车放进放，产生一系列的特脂反品内含子科罗拉多大学Cech等人完成（美）引导序列保守序列nseG结合位点信热店UCGUAAGGUAP10311CCNN=系付孕孕究剪接裤位图6-37四限虫35SRNA的内元采取一定的空间物象，内部引导库列与动界序列配对使得转酷反意能够联利函正确跑进行.图中只量乌核音的3-0H对于5携接点的进改惠势I类内含子二级结构通式D

2、1类内含子剪接机制（以四膜虫的大rRNA为例）两步转随反应第一步：游高G发动（GTPGDPGMP和鸟噪呤苷）G的3'OH攻击内含子的5'剪拨点第二步：上游外显于3-OH攻击内言子的3剪接点两次转脂反应是联密得联的，将放出的含于可继玻进行转晰反应而形成环状和找性L191不需能量的供始用722：图膜主的在精体RNA家体的自代单证三GoL-19 在体外的多种酶活性三、II类内含子的剪接CCCCPC、转者装作用、序列特点RRRRRRRRRRRR2CpCpCpCpC+ CpCpCpCpCpC +CpCpCpC→2、水孵作用GUGCCB.SI-PyAUCpCpCpCpC CpCpCpC + pC骨点供点H,C3、转募蒙作用CpCpCpCpCpCp+UpCpU+CpCpCpCpCpC+UpCpUp-PyPuPyPyUAPyGPC4、去裤膝作用GPCL0CpCpCpCpCp-CpCpCpCpC+PiCCCCCO7核昔酸的保守序列（BranchSite5、限制性内切腺作用CRRRRRRRRRRRR.款接点上种~12bp处CCpUpCpUpN-+GCpUpCpU+GpNDL19RNA催化机理0一A四、核酶2、I类内含子剪接机制（Splicingmechanism）类内含子的剪接机制核酶（ribozyme)：具有催化活性的RNA第一次转酯：分支点A2-0H攻击内含子的5剪接点：1982年Cech等发现四膜虫细胞大核期间26SrRNA前体具有白我剪接功能，并于1986年证明其内含子L-19IVS第二次转晰：具有多种催化功能。上游外显于3'-OH攻击内含于3剪接点：1984年Altman等发现RNaseP的核酸组分M1RNA具有该醇的活性，而该酶的蛋自质部分C5蛋白并无醇活性。。Cech和Altman因发现Ribozymei而获得1989年度诺贝尔化学奖。羊三个双螺排区RANHR核酶的分类3小核我酸其保宝率Stem剪切反应在GUX序列的誉自动发强头枝酶发尖核酶剪切型技略丁型肝炎病毒（HDV)核酶养头结构(Axehead)根据催樱结拌结构(PseudoknoHike)RNaseP化反应59100SHBE1内合子剪接型核酶11内含子核痛的三双糖构）普四tRNA的剪接tRNA分子的内含子菌先由核酸内切酶（RNaseLI）剪去。最后由RNA连接酵完成连接。RNASONOBSOB首体（RNAAlbase半分子NAcleavane内如脆8VAT慧彩

MaturetANAProcursortRNA3防件c用费RNAAUAUGCGC此一个半分子有两个碗酸末增SOHAYa"COH5CG不半分子有两个OHEUU成热RNA两个半分子UAUA进行两个退快特变为2IntronpairswithKracephosphPosHanticodonloop醇母tRNAphez,aeyIntron五、RNA的搞辑（RNAediting）哺乳动物载脂蛋白-B基因的转录产物即存·在mRNA编作用。·RNA端解相结在真核业物和病章中发观●折含：遗传信息在RNA水平发生改变。如小鼠脑中的氧酸受体指在转录产物RNA前体的编码区内发生人类apoB基因有乳动物氧脂要台B,6666位核苷酸插入、丢失转换等现象。植物战粒体中的细胞色素氧化亚基CUmRNA（14500个核营膜）mRNA编轩某些mRNA前体需加以改绪，才能变成正确的CAA-UAA肝鞋有翻译活性的棋板。apo B100弱造南胞mRNA的这种糖辑作用广泛存在于顾生动物及（分子量为500.000）apo B48植物细胞的线轻体。（分子量为240000）+RNA缩辑的四种类型①单碱基的转变：②插入或丢失多个尿嘧啶核苷酸：插入单个核苷酸：④在转录产物末端加A.指喜RNA（guldeRNA）插入U的两步转酯反应55-70bp.5'鸡与RNA录产物卫样3鸡者5-25个URN的3”OHX击RNATETTCTLCGAGTATATGAESCTTLACTTOa攻击RNA的U-烤的3鲜1+RNA编辑的生物学意义①校正作用；②请控翻译；如Apo-B基因在肠道的表达，?扩充遗传信惠.按照基因信息传递的理论，这种mRNA的编辑作用无疑是对传统分子生物学原理的挑战