第11章 RNA的生物合成 转录

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1、第 十 一 章RNA的生物合成的生物合成RNA Biosynthesisl转录转录 (transcription)：以以DNA为模板指导合为模板指导合 成成RNA的过程的过程。是是RNA合成的主要方式。合成的主要方式。lRNA复制复制(RNA replication):以以RNA为模板指为模板指 导合成导合成RNA的过程的过程。主要见于除逆转录病主要见于除逆转录病 毒以外的毒以外的RNA病毒。病毒。RNA生物合成有两种方式生物合成有两种方式转录转录 (transcription)生物体以生物体以DNA为模板指导合成为模板指导合成RNA的过程的过程。转转录录RNADNA lmRNA(messen

2、ger RNA)把遗传信息从把遗传信息从DNADNA中转录出来，作为蛋中转录出来，作为蛋 白质合成的直接模板。白质合成的直接模板。ltRNA(transfer RNA)各种氨基酸的载体并以其反密码子识各种氨基酸的载体并以其反密码子识 别别mRNA上的密码子。上的密码子。lrRNA（ribosomal RNA）与蛋白质共同构成核糖体，做为蛋白与蛋白质共同构成核糖体，做为蛋白 质合成场所。质合成场所。转录主要产物转录主要产物参与转录的物质参与转录的物质l原料原料:NTP(ATP,GTP,CTP,UTP)l模板模板:基因区的基因区的DNA单链单链l酶酶:DNA依赖的依赖的RNA聚合酶聚合酶 (DNA

3、-dependent RNA polymerase,RNA-pol)l其他蛋白质因子其他蛋白质因子一、一、转录模板转录模板 RNA的转录为的转录为不对称转录不对称转录(asymmetric transcription)，有两方面含义：，有两方面含义：l在在DNA双链分子上，对于某基因，一股双链分子上，对于某基因，一股链可转录链可转录（模板链）（模板链），另一股链不转录，另一股链不转录（编码链）。（编码链）。l模板链并非永远在同一单链上。模板链并非永远在同一单链上。第一节第一节 原核生物转录的模板和酶原核生物转录的模板和酶5 5 3 3 3 3 5 5 模板链模板链编码链编码链编码链编码链模板链

4、模板链结构基因结构基因转录方向转录方向转录方向转录方向转录中转录中RNA生成的生成的方向是方向是53方向延长，方向延长，模板链为模板链为35方向方向。l模板链模板链(template strand)按照碱基配对原则指导转录生成按照碱基配对原则指导转录生成RNA的的DNA单链。又称单链。又称有意义链、有意义链、Watson链。链。l编码链编码链（coding strand)模板链的互补链。又称模板链的互补链。又称反意义链、反意义链、Crick链。链。其碱基序列与其碱基序列与mRNA一致，若以一致，若以U代替代替T。文文献中刊出的基因序列为编码链。献中刊出的基因序列为编码链。5GCAGTACATG

5、TC 33 c g t g a t g t a c a g 55GCAGUACAUGUC 3NAla Val His Val C编码链编码链模板链模板链mRNA蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译亚基（因子）亚基（因子）核心酶核心酶2 2 全全酶酶2 2大肠杆菌大肠杆菌(E.coli)的的RNA聚合酶：聚合酶：二、原核生物的二、原核生物的RNA聚合酶聚合酶核心酶核心酶(core enzyme)全酶全酶(holoenzyme)l亚基亚基：功能是辨认转录起始点。：功能是辨认转录起始点。l2 2称核心酶称核心酶(core enzyme)：催：催化化NTP按模板的指引合成按模板的指引合成RNA。转录延转录延长

6、阶段仅需核心酶。长阶段仅需核心酶。l全酶全酶(holoenzyme)：转录起始时需全：转录起始时需全酶。酶。启动子（启动序列）启动子（启动序列）操纵序列操纵序列结构基因（几个）结构基因（几个）操纵操纵子其他调节序列其他调节序列调控序列调控序列原核生物基因转录模式：原核生物基因转录模式：操纵子模式操纵子模式三、模板与酶的辨认结合三、模板与酶的辨认结合操纵子：每一转录区段可视为一个转录操纵子：每一转录区段可视为一个转录单位，称为操纵子。单位，称为操纵子。结构基因结构基因（编码序列）（编码序列）原核生物操纵子原核生物操纵子（operon）启动子启动子(promoter)是转录起始时是转录起始时RNA

7、聚合聚合酶结合模板酶结合模板DNA的部位。的部位。原核生物启动子（原核生物启动子（RNA聚合酶聚合酶保护区）保护区）l约约4060bp大小。以结构基因第一个碱基大小。以结构基因第一个碱基为为1，以负数表示基因上游，在启动子，以负数表示基因上游，在启动子的的35区和区和10区存在保守序列或一致性区存在保守序列或一致性序列。序列。l35区区的一致性序列是的一致性序列是TTGACA，是转录是转录起始的辨认位点，由起始的辨认位点，由因子辨认结合。因子辨认结合。l10区区是是TATAAT，也称也称Pribnow盒，与盒，与RNApol有较牢固的结合。有较牢固的结合。开始转录开始转录T T G A C A

8、A A C T G T-35 区区(Pribnow box)T A T A A T Pu A T A T T A Py-10 区区1-30-5010-10-40-205 3 3 5 原核生物启动子保守序列原核生物启动子保守序列RNA-pol辨认位点辨认位点5 5 RNA聚合酶保护区聚合酶保护区 结构基因结构基因3 3 RNA转录起始转录起始-35区区-10区区TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N16N7N7N6N7N6AAAAAtrp tRNAtrplacrecAAra 共有序列共有序

9、列X/4538 36 29 37 37 2840 25 30 41 29 44转录过程转录过程转录起始转录起始转录延长转录延长转录终止转录终止第二节第二节 原核生物的转录过程原核生物的转录过程1.因子辨认转录起始点因子辨认转录起始点,全酶与之结合。全酶与之结合。因 子 辨 认 结 合 启 动 子 因 子 辨 认 结 合 启 动 子 3 5 区 的区 的TTGACA序列。序列。2.全酶随即移向全酶随即移向10区的区的TATAAT序列并序列并跨入转录起始区。跨入转录起始区。一、转录起始一、转录起始3.解开局部双链，在解开局部双链，在RNA-pol催化下，生成催化下，生成RNA第一个第一个3,5磷酸

10、二酯键，形成磷酸二酯键，形成转录起始转录起始复合物。复合物。RNApol(2)-DNA-pppGpN-OH3 转录生成的转录生成的RNA的第一位，即的第一位，即 5端总是端总是GTP或或ATP，以，以GTP更为常见。更为常见。4.因子即从转录复合物上脱落，转录起始结因子即从转录复合物上脱落，转录起始结束。束。(NMP)n +NTP (NMP)n+1 +PPi二、转录延长二、转录延长1.因子脱落后，在因子脱落后，在核心酶核心酶作用下，以作用下，以NTP为底物，按照碱基配对原则（为底物，按照碱基配对原则（与与DNA单链模板：单链模板：C-G,A-U,T-A)，逐个生成逐个生成3,5磷酸二酯键，延长

11、磷酸二酯键，延长RNA链。链。2.酶是沿着模板链的酶是沿着模板链的35方向，转方向，转录产物是从录产物是从53延长。延长。3.转录空泡转录空泡(transcription bubble)亦亦称转录复合物，包括：核心酶、称转录复合物，包括：核心酶、DNA模板和转录产物。模板和转录产物。4.在在DNA模板上多个转录同时进行，模板上多个转录同时进行，转录的转录的mRNA上多聚核糖体翻译。上多聚核糖体翻译。转录空泡转录空泡(transcription bubble)：RNA-pol（核心酶核心酶）DNA RNA5 3 DNA原核生物转录过程中的羽毛状现象原核生物转录过程中的羽毛状现象核糖体核糖体RNA

12、RNA聚合酶聚合酶三、三、转录终止转录终止有依赖有依赖因子（因子（Rho）与非依赖）与非依赖因子转因子转录终止两类录终止两类 1.依赖依赖因子的转录终止因子的转录终止 因子因子由相同的由相同的6个亚基组成的六聚体个亚基组成的六聚体蛋白质。蛋白质。因子可与因子可与RNA 3端端polyC结合结合，有，有ATP酶活性和解螺旋酶的活性。酶活性和解螺旋酶的活性。作用机制：作用机制：RNA转录接近终点时，转录接近终点时，3末端出现末端出现polyC，因子与因子与polyC结合，结合，因子和因子和RNA聚合酶发生构象变化，聚合酶发生构象变化，RNA聚合聚合酶停顿。酶停顿。因子因子ATP酶活性和解螺旋酶的活

13、性酶活性和解螺旋酶的活性使使DNA:RNA杂化双链拆离，杂化双链拆离，RNA从从转录复合物中释放。转录复合物中释放。A T P依赖依赖因子的转录终止因子的转录终止2 2、非依赖、非依赖因子的转录终止因子的转录终止结构：结构：接近终止转录区，接近终止转录区，RNA转录产物转录产物3-末端有若干个连续的末端有若干个连续的U,在此之前的部在此之前的部分碱基可形成鼓槌状的分碱基可形成鼓槌状的茎环结构茎环结构(stem-loop)或发夹结构或发夹结构(hairpin)。5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU.3 5UUGCAGC

14、CUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU.3 RNA UUUU.UUUU.5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGCCUUUUUAGGCACCAGCCUUUUU.3茎环茎环(stem-loop)/发夹发夹(hairpin)结构结构机理：机理：茎环结构在茎环结构在RNA末端形成，末端形成，改变改变RNA聚合酶的构象，使转录停顿。聚合酶的构象，使转录停顿。通过茎环结构与通过茎环结构与RNA聚合酶及聚合酶及DNA的的相互作用，使相互作用，使RNA解离出来，转录终解离出来，转录终止。止。茎环结构使转录终止的机理茎环结

15、构使转录终止的机理5 pppG5 3 3 5 RNA-pol一、真核生物的一、真核生物的RNA聚合酶聚合酶RNA-pol RNA-polRNA-pol RNA聚合酶聚合酶真核生物真核生物RNA聚合酶比原核生物复杂，其聚合酶比原核生物复杂，其都有两个不同的大亚基和十几个小亚基。都有两个不同的大亚基和十几个小亚基。第三节第三节 真核生物真核生物RNA的生物合成的生物合成真核生物真核生物RNA聚合酶特性与催化产物聚合酶特性与催化产物种类种类转录产物转录产物45S-rRNAhnRNA5S-rRNA,tRNA,snRNA加工产物加工产物18S-rRNA28S-rRNA5.8S-rRNAmRNA同上同上鹅

16、膏蕈碱鹅膏蕈碱反应反应耐受耐受极敏感极敏感中度敏感中度敏感lhnRNA(杂化核杂化核RNA，hetero-nuclear RNA)：经加工生成经加工生成mRNAlsnRNA(核内小核内小RNA,small nuclear RNA)：有多种，由有多种，由100-300100-300核苷酸组成，参与核苷酸组成，参与RNA的剪接过程。的剪接过程。启动子启动子增强子增强子沉默子沉默子TATA盒（盒（Hogness盒）盒）CAAT盒盒GC盒盒顺式作用元件顺式作用元件二、真核生物转录起始二、真核生物转录起始真核生物转录模式：真核生物转录模式：顺式作用元件顺式作用元件+结构基因结构基因转录起始点转录起始点T

17、ATA盒盒CAAT盒盒GC盒盒 增强子或增强子或沉默子沉默子真核生物转录模式真核生物转录模式AATAAA切离加尾切离加尾 转录终止点转录终止点 修饰点修饰点 外显子外显子 翻译起始点翻译起始点内内含含子子 （一）顺式作用元件（一）顺式作用元件（Cis-acting element）l概念：概念：是指可影响自身基因表达活性是指可影响自身基因表达活性的的DNA序列。可位于结构基因两侧，序列。可位于结构基因两侧，多见于上游，包括多见于上游，包括启动子、增强子和沉启动子、增强子和沉默子。默子。53调控序列调控序列TATA盒盒InrYYAN YYTA-30+1TATAAAl启动子：启动子：保守序列常见有

18、保守序列常见有:TATA盒（盒（Hogness盒，盒，TATAAAA）CAAT盒盒 (GCCAAT)GC盒盒(GGGCGG)某些启动子具有位于转录起始点附近某些启动子具有位于转录起始点附近 的保守序列，称为的保守序列，称为起始子起始子(initiator,Inr)。l启动子保守序列启动子保守序列可结合不同的转录因可结合不同的转录因子，参与转录起始。子，参与转录起始。TATA盒常是启动盒常是启动子的核心序列，可结合子的核心序列，可结合TBP(TATA binding protein，TATA结合蛋白结合蛋白)。l转录起始时，多种转录因子结合于启转录起始时，多种转录因子结合于启动子，真核动子，真核

19、RNA-pol通过转录因子间接通过转录因子间接与启动子结合，与原核与启动子结合，与原核RNA-pol不同。不同。l增强子增强子(enhancer)：是远离转录起始点，是远离转录起始点，具有增强启动子转录活性的具有增强启动子转录活性的DNA序列。其序列。其可与可与增强子结合蛋白增强子结合蛋白EBP(enhance binding protein)结合，促进转录。结合，促进转录。l沉默子沉默子(silencer)：是远离转录起始点，是远离转录起始点，可抑制基因转录的可抑制基因转录的DNA序列。其可与序列。其可与转录转录抑制因子抑制因子（transcription inhibitor）结合，结合，抑

20、制转录。抑制转录。（二）转录因子（二）转录因子(transcriptional factor)l反式作用因子反式作用因子(trans-acting factor)某一基因表达的蛋白质间接或直接某一基因表达的蛋白质间接或直接作用于另一基因的顺式作用元件，作用于另一基因的顺式作用元件，此类蛋白质称为反式作用因子。此类蛋白质称为反式作用因子。（二）转录因子（二）转录因子(transcriptional factor)l转录因子转录因子(transcriptional factors,TF)反式作用因子中，直接或间接结合反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶者称为转录因子。聚合酶者称为转录因子。转

21、录因子转录因子基本转录因子基本转录因子转录激活因子转录激活因子特异转录因子特异转录因子转录抑制因子转录抑制因子l TFIID由两类亚基组成由两类亚基组成 TBP(TATA binding protein，TATA结合蛋白结合蛋白)TAF(TBP associated factors，TBP辅助因子辅助因子)l基本转录因子基本转录因子 是是RNA聚合酶结合启动子所必需的一组蛋聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白质因子，决定白质因子，决定RNA的类别。的类别。相应于相应于RNA-pol、，分别称为，分别称为TFI、TFII、TFIII。TFII又分为又分为TFIIA、TFIIB、TFIID、TFIIE

22、、TFIIF、TFIIH等。等。参与参与RNA-pol转录的转录的TF 蛋蛋白白激激酶酶活活性性，使使CTD磷磷酸酸化化TFHATPase57（）34（）TFE解解螺螺旋旋酶酶30，74TFF促促进进RNA-pol结结合合及及作作为为其其他他因因子子结结合合的的桥桥梁梁33TFB稳稳定定TFD-DNA复复合合物物12，19，35TFA辅辅助助TBP-DNA结结合合TAF*结结合合TATA盒盒TBP*38TFD功功能能亚亚基基组组成成，分分子子量量(kD)转转录录因因子子蛋蛋白白激激酶酶活活性性，使使CTD磷磷酸酸化化TFHATPase57（）34（）TFE解解螺螺旋旋酶酶30，74TFF促促进

23、进RNA-pol结结合合及及作作为为其其他他因因子子结结合合的的桥桥梁梁33TFB稳稳定定TFD-DNA复复合合物物12，19，35TFA辅辅助助TBP-DNA结结合合TAF*结结合合TATA盒盒TBP*38TFD功功能能亚亚基基组组成成，分分子子量量(kD)转转录录因因子子(三三)转录起始前复合物转录起始前复合物l真核生物转录起始首先形成真核生物转录起始首先形成转录起始前转录起始前复合物复合物（pre-initiation complex,PIC）。l TFII-D通过通过TBP结合结合TATA盒为核心，其盒为核心，其他他TFII逐步加入，与逐步加入，与RNA-pol、启动启动子共同形成子共

24、同形成PIC。polTFHTFE TFFTAFTAFTFATFBTBP DNATATA 转录起始前复合物转录起始前复合物 （pre-initiation complex,PIC）（四）转录起始复合物（四）转录起始复合物 转录起始前复合物转录起始前复合物PIC形成后，在迂形成后，在迂回折叠回折叠DNA构象中，构象中，增强子结合蛋白增强子结合蛋白EBP（enhance binding protein）结合增强结合增强子子,同时与同时与TFD中的中的TAF结合，最后形结合，最后形成成转录起始复合物，转录起始复合物，启动转录。启动转录。polTFHTFE TFFTAFTAFTFATFBTBP DNAT

25、ATAEBP真核生物转录起始复合物真核生物转录起始复合物 三、转录延长三、转录延长l真核生物转录延长过程与原核生物大致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，没有转录与翻相似，但因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象。译同步的现象。l RNA-pol前移处处都遇上核小体。前移处处都遇上核小体。l转录延长过程中可以观察到核小体移位转录延长过程中可以观察到核小体移位 和解聚现象。和解聚现象。RNA-PolRNA-PolRNA-Pol核小体核小体转转录录延延长长中中的的核核小小体体移移位位转录方向转录方向四、转录终止四、转录终止l基因读码框架下游，常有共同序列基因读码框架下游，常有

26、共同序列AATAAA（编码链），再下游有多个（编码链），再下游有多个GT序列，两者之间为转录终止的序列，两者之间为转录终止的修饰点修饰点。l转录越过修饰点，转录越过修饰点，mRNA在修饰点处被在修饰点处被切断，随即加入切断，随即加入polyA尾尾及及5-帽子结构帽子结构。l RNA酶将余下的酶将余下的RNA降解，解螺旋酶和降解，解螺旋酶和释放酶帮助终止转录。释放酶帮助终止转录。5-AAUAAA-5 -AAUAAA-核酸酶核酸酶-GUGUGUGRNA-polAATAAA GTGTGTG转录终止的修饰点转录终止的修饰点5 5 3 3 3 3 切断并加尾切断并加尾AAAAAAA 3 mRNA转录中转

27、录中mRNA解螺旋酶和释放酶解螺旋酶和释放酶转录终止过程转录终止过程 原核生物转录生成的原核生物转录生成的RNA一般不一般不需加工即可使用，真核生物转录生成需加工即可使用，真核生物转录生成的的RNA必须经加工后才能使用。必须经加工后才能使用。第四节第四节 真核生物真核生物RNA加工加工 真核生物结构基因转录初产物为真核生物结构基因转录初产物为hnRNA，需加工才能成为成熟的需加工才能成为成熟的mRNA。l 5-端形成帽子结构端形成帽子结构l 3-端加端加polyA尾巴尾巴l 内部剪接内部剪接lmRNA的编辑的编辑一、真核生物一、真核生物mRNA转录后加工转录后加工（一）（一）5端形成帽子结构端

28、形成帽子结构l形成过程形成过程：转录生成的：转录生成的hnRNA经经与与GTP反反应，生成三磷酸双鸟苷应，生成三磷酸双鸟苷(GpppG-)，再将第，再将第1或第或第2个个G碱基碱基7位位N甲基化，形成帽子结甲基化，形成帽子结构构(7-甲基鸟嘌呤三磷酸核苷甲基鸟嘌呤三磷酸核苷,mGpppG-或或GpppmG-)。l帽子结构功能帽子结构功能：使：使mRNA免遭核酸酶的攻免遭核酸酶的攻击；与翻译起始有关。击；与翻译起始有关。5 pppGp5 GpppGppppG ppi鸟苷酸鸟苷酸转移酶转移酶5 mGpppGp甲基化酶甲基化酶SAM帽帽子子结结构构的的生生成成5 ppGp磷酸酶磷酸酶Pi（5 Gpp

29、pmGp）帽子结构帽子结构5 mGpppGp（二）（二）3端加端加polyA尾巴尾巴l形成过程：形成过程：转录越过修饰点后，转录越过修饰点后，mRNA在修饰点处被切断，加入在修饰点处被切断，加入polyA尾巴。此尾巴。此过程有多种因子和酶参加。过程有多种因子和酶参加。l功能：功能：维持维持mRNA 作为翻译模板的活性作为翻译模板的活性以及增加以及增加mRNA 本身稳定性。本身稳定性。1.hnRNA和断裂基因和断裂基因lhnRNA：结构基因的初级转录产物，加工结构基因的初级转录产物，加工修饰后形成修饰后形成mRNA。hnRNA较成熟较成熟mRNA大大几倍甚至数十倍。几倍甚至数十倍。l断裂基因断裂

30、基因(split gene)：真核结构基因，由真核结构基因，由若干个编码区（外显子）和非编码区（内若干个编码区（外显子）和非编码区（内含子）互相间隔但又连续而成，转录后去含子）互相间隔但又连续而成，转录后去除内含子再连接，除内含子再连接，故称断裂基因。故称断裂基因。(三三)内部剪接内部剪接2 2、外显子和内含子、外显子和内含子l外显子外显子(exon):在断裂基因及其初级转在断裂基因及其初级转录产物上出现，并表达为成熟录产物上出现，并表达为成熟RNA的核的核酸序列（编码区）。酸序列（编码区）。l内含子内含子(intron)：隔断基因线形表达而隔断基因线形表达而在剪接过程中被除去的核酸序列（非编

31、在剪接过程中被除去的核酸序列（非编码区）。码区）。鸡卵清蛋白鸡卵清蛋白断裂基因断裂基因hnRNA首、尾修饰首、尾修饰hnRNA剪接剪接成熟的成熟的mRNA3 3、mRNA的剪接（的剪接（splicing)lsnRNA：分子中分子中U碱基最丰富，故以碱基最丰富，故以U分分类命名，有类命名，有5种：种：U1、U2、U4、U5、U6。lsnRNP：5种种snRNA和蛋白质组成和蛋白质组成5种种小分小分子核糖核蛋白子核糖核蛋白snRNP，参与参与mRNA剪接剪接。l剪接：剪接：去除初级转录产物中的内含子，把去除初级转录产物中的内含子，把外显子连接为成熟的外显子连接为成熟的RNA。采用套索剪接，。采用套

32、索剪接，发生在发生在核内。核内。l剪接体：剪接体：mRNA的剪接在剪接体上进行。的剪接在剪接体上进行。剪接体由剪接体由5种种snRNP（U1U6 snRNP）组成。组成。l剪接体形成：剪接体形成：大多数内含子结构为大多数内含子结构为5-GUAG-3。首先是。首先是U1、U2 snRNP的的U1、U2 与内含子边界序列结合，与内含子边界序列结合，U4、U5、U6 snRNP加入，形成剪接体。加入，形成剪接体。snRNP的的U1、U2 snRNA与内含子结合与内含子结合UACUACA-AGUGU4U5U6E1E2U1U2剪接体的剪接体的形成形成l剪接体催化中心：剪接体催化中心：剪接体释放剪接体释放

33、U1、U4、U5 后，后，U2 和和U6 形成形成剪接体催剪接体催化中心。化中心。此时，内含子弯曲成套索此时，内含子弯曲成套索状，上下游外显子靠近。状，上下游外显子靠近。UACUACA-AGUGU6E1E2U1、U4、U5UACUACA-AGUGU4U5U6E1E2U1U2催化中心的形成催化中心的形成U2l剪接过程：剪接过程：在剪接体催化中心，发生两次在剪接体催化中心，发生两次转酯反应。转酯反应。第一次转酯反应第一次转酯反应：含鸟苷酸：含鸟苷酸pG、ppG或或pppG的辅酶，以的辅酶，以3-OH对对E1/I之间的磷酸二酯之间的磷酸二酯键作亲电子攻击，使共价键断开。键作亲电子攻击，使共价键断开。

34、第二次转酯反应第二次转酯反应：由由E1的的3-OH对对I/E2之间之间的磷酸二酯键作亲电子攻击，使其断开，的磷酸二酯键作亲电子攻击，使其断开，2个外显子相连而内含子被切除。个外显子相连而内含子被切除。pG-OH(ppG-OH,pppG-OH)GU-OHAGpUpGpA第一次转酯反应第一次转酯反应第二次转酯反应第二次转酯反应GUpAAGpU外显子外显子1内含子内含子外显子外显子2AG-OHGUpUpGpAlmRNA的剪切的剪切（cleavage)是是mRNA前体剪去前体剪去某些内含子，在上游的外显子某些内含子，在上游的外显子3-端直接端直接加加polyA。剪切是某些。剪切是某些mRNA的加工方式

35、。的加工方式。l剪切和剪接剪切和剪接两种加工方式有时共用于某些两种加工方式有时共用于某些mRNA的转录后加工。的转录后加工。（参见书图（参见书图11-23/24）4 4、mRNA的剪切（的剪切（cleavage)肠粘膜细胞有特异的胞嘧啶核苷脱氨酶，可与肠粘膜细胞有特异的胞嘧啶核苷脱氨酶，可与apoBapoB基因转录的mRNARNA上第上第21532153密码子密码子CAACAA结合结合,将其将其C C转变为转变为U,U,使使CAACAA变为终止密码子变为终止密码子UAA,UAA,终止翻译。终止翻译。（四）（四）mRNA的编辑的编辑(mRNA editing)人类人类apo B基因基因 mRNA

36、（14500个核苷酸个核苷酸）肝脏肝脏apo B100（分子量为分子量为513 kD）肠道肠道apo B48（分子量为分子量为250kD）mRNA编辑编辑二、二、rRNA的转录后加工的转录后加工1.rRNA 基因结构基因结构 真核细胞的真核细胞的rRNA基因属于一种丰富基因基因属于一种丰富基因族的基因，在染色体上出现多个串联的基族的基因，在染色体上出现多个串联的基因。因。2.加工过程加工过程 rRNA基因转录生成基因转录生成45S-rRNA前体，前体，其中其中包含有内含子，经剪接后形成包含有内含子，经剪接后形成18S、5.8S及及28S rRNA。rRNA的转录后加工的转录后加工转录转录45S

37、-rRNA剪接剪接18S-rRNA5.8S和和28S-rRNArDNA内含子内含子内含子内含子28S5.8S18S三、三、tRNA的转录后加工的转录后加工tRNA转录后加工包括：转录后加工包括：l5端前导序列切除。端前导序列切除。l3端少量碱基序列切除。端少量碱基序列切除。l中部内含子切除。中部内含子切除。l3端加端加CCA-OH。l稀有碱基稀有碱基形成。形成。tRNA的转录的转录tRNA初产物初产物RNA pol DNARNAaseP链接酶链接酶内切酶内切酶RNAaseD两端序列和内含子切除两端序列和内含子切除核苷酸核苷酸转移酶转移酶ATP3端加端加CCA-OH甲基化甲基化：某些嘌呤甲基化。

38、：某些嘌呤甲基化。如：如：A mA,G mG还原反应还原反应：某些尿嘧啶还原为双氢尿：某些尿嘧啶还原为双氢尿嘧啶嘧啶(DHU)。转位反应转位反应：尿嘧啶转变为假尿嘧啶：尿嘧啶转变为假尿嘧啶 (尿嘧啶由尿嘧啶由N1转变为转变为C5与戊糖连接与戊糖连接)脱氨反应脱氨反应：某些腺嘌呤脱氨成为次黄：某些腺嘌呤脱氨成为次黄嘌呤嘌呤 (I)。稀有碱基形成稀有碱基形成（2）还原反应）还原反应 如：如：U DHU （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：A I 如：如：A Am（1）甲基化）甲基化（1 1）（1 1）（3 3）（2 2）（4 4）稀有碱基形成稀有碱基形成l19821982年年Ceck等用纯化的细菌等用纯化的细菌RNA-pol转录转录四膜虫细胞的四膜虫细胞的rRNA前体，发现前体，发现rRNA前体前体能进行能进行自我剪接自我剪接，变为成熟的，变为成熟的rRNA，此，此时并没有其他蛋白质酶的存在。时并没有其他蛋白质酶的存在。l多种单细胞生物、线粒体、叶绿体中的多种单细胞生物、线粒体、叶绿体中的rRNA和和tRNA也也具有自我催化剪接功能，具有自我催化剪接功能，均是转酯反应。因此诞生核酶概念。均是转酯反应。因此诞生核酶概念。四、核酶四、核酶 (ribozyme)核酶定义：核酶定义：具有催化功能的具有催化功能的RNARNA。