分子生物学 第7章 RNA加工和核糖核蛋白

二、真核生物 rRNA 加工
2. 哺乳动物前体rRNA的转录后加工事件 ➢一系列特异的剪切：发生在转录间隔序列的外 部和内部 ➢进行许多由小核糖核蛋白复合物控制的特异核 糖甲基化。 ➢成熟的rRNA分子折叠并与核糖体蛋白形成复合 物。
真核细胞中rRNA的加工途径：
(1) 切 除 5′ 端 的 前 导 序 列 , 即 外 部 转 录 间 隔 序 列 （ETS）；
一、原核生物 tRNA 加工
1. tRNA基因 • 原核的tRNA初始转录本多为多顺反子（polycistron），
也就是几个tRNA分子串连在一起。 • 这有三种不同的情况：
① 串 联 的 tRNA 分 子 都 是 相 同 的 ， 如 在 27’ 的 tRNATyrtRNATyr；
②串联的tRNA分子是不同的，如71’的tRNAIle-tRNAAlatRNAThr；
•Molecular Biology Course
第七章 RNA PROCESSING AND RNPs
RNA加工和核糖核蛋白
教学要求
了解RNA加工类型 理解并掌握真核生物mRNA加工的机制 掌握原核生物rRNA和 tRNA的加工
主要内容
第1节 rRNA加工与核糖体 第2节 tRNA加工，RNA酶P和核酶 第3节 mRNA加工，hnRNPs 和snRNPs 第4节 可变 mRNA加工
(4) 最后修正：通过外切酶等将20S中和已退火的32S 中残余的ITS切除掉。
47S前 rRNA经历了一系列剪切，先切去外部转录间隔区，再切去内部 转录间隔区，释放32S和20S两个前RNA，最后释放18S、5.8S、28S rRNA。
47S pre-rRNA
ETS：external transcribed spacers ITS：internal transcribed spacers
RNA加工的类型
基本概念：细胞内由RNA聚合酶合成的原初转录 物一般都需要经过一系列的变化，包括链的裂解、 5’端与3’端的切除、特殊结构的形成、核苷的修 饰、糖苷键的改变等过程，才能转变为成熟的 RNA分子，这些过程称为RNA的成熟，或RNA的 转录后加工(posttranscriptional modification) 。
➢ 特异核酸酶剪切(RNase III, M5,M16 and M23)，释放出成 熟的rRNA
由RNA酶III的剪切释放出5s, 16s和23s的前体分子。
随后RNA酶M5,M16和M23分别在这些前体的5´端和3´端进一步 剪切，最后释放出成熟的rRNA。
二、真核生物 rRNA 加工
1. rRNA 基因结构 ➢ 在基因组内成簇排列，成串重复数百次集中在核仁内 ➢ 可转录间隔区与非转录间隔区交替排列 ➢ 真核生物的18S、5.8S和28S rRNA基因是串联在一起形成 一个转录本，初始转录本为45S前体 ➢ 5S rRNA 是由RNA聚合酶III转录不相联的基因产生的， 而且几乎不需要加工。
20S pre-rRNA
45S pre-rRNA 41S pre-rRNA
32S pre-rRNA
Methylation takes place at over 100 sites to give 2´-O-methylribose
and this is now known to be carried out by a subset of small nuclear RNP particles which are abundant in the nucleolus. 细胞中的一种叫核 仁小核糖核蛋白颗粒（small nucleolar RNA, snoRNA）的短RNA分子指 导着rRNA分子特定位点的修饰作用。
RNA加工的类型
RNA加工的类型 ➢内切核酸酶和外切核酸酶切除核苷酸 ➢在初始转录物或剪切产物的5’端或3’端加上 核苷酸 ➢对某些核苷酸的碱基或糖苷进行修饰 ➢RNA编辑
第1节 rRNA加工与核糖体
一、原核生物rRNA 加工 二、真核生物 Байду номын сангаасRNA 加工
一、原核生物rRNA 加工
1. rRNA 基因的结构 ➢ E.coli 有7种不同的rRNA操纵子分散在整个基因组 中 ➢ 每个操纵子包含一个拷贝的5s rRNA、16s rRNA、 23s rRNA序列。 ➢ 有一到4个编码tRNA的序列。
(2) 从41S的中间产物中先切下18S的片段。Hela (人 类)细胞的切点在18S和5.8S之间的内部转录间隔序 列（ITS ），产物分别为20S（含18S rRNA片段） 和32S。
(3) 部分退火，32S中间产物（含5.8S和28S rRNA） 中的5.8S和28S之间进行退火，形成发夹结构；
每个转录单位转录 成单个的RNA前体 分子，经剪切后变 成为成熟的RNA的 分子。
rRNA前体的加工 是由RNase Ⅲ负责 的。
2. 大肠杆菌rRNA转录后加工
➢ 6500nt初始转录物折叠形成一 些茎环结构
➢ 初始转录物与蛋白质结合形成 核糖核蛋白复合体
➢ 进行甲基化修饰 S-adenosylmethionine (SAM， S-腺苷甲硫氨酸)
第2节 tRNA加工，RNA酶P和核酶
一、原核生物 tRNA 加工 二、真核生物 tRNA 加工 三、 RNA酶P 四、 Ribozymes 核酶
tRNA
70-80 nucleotides
•Bacteria has 30-40 tRNA for 61 codon and 20 amino acids •Some tRNA for the same amino acid recognizes more than one codon •More than one tRNA for one amino acid •Animals and plants have 50-100 tRNA •Codon and tRNA usage may differ under different differential stages in the same organism