《分子生物学》教案（精）

《分子生物学》教案
O RNA加工与核糖核蛋白复合体
教学目的和要求
1 了解RNA加工类型
2理解真核生物mRNA加工
3掌握原核生物rRNA和tRNA的加工
O1 rRNA加工与核糖体
RNA加工类型常见的类型有：内切核酸酶和外切核酸酶对核苷酸的切除；3/ 端和5/ 端添加核苷酸；对碱基或糖苷的修饰
原核生物的rRNA加工转录物形成茎环结构并与蛋白质结合成核糖核蛋白复合物（RNP），然后进行修饰（如对A的甲基化修饰），随之由RNA聚合酶Ⅲ剪切释放5S、16S、23S前体分子，再由RNA酶M5、M16、M23分别在每一前体分子的3/ 端和5/ 端进行进一步剪切，释放出成熟的全长RNA分子
真核生物的rRNA加工哺乳动物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。

嗜热四膜虫rRNA在加工过程中，其内含子可被自身RNA所切除，这种具有酶活性的RNA 称为核酶
核糖核蛋白复合体（RNP）特定蛋白与特定RNA形成的复合体叫RNP 
原核生物核糖体大肠杆菌70S核糖体由30S（21种蛋白质和5S rRNA）小亚基和50S（31种蛋白质和23S、5S rRNA）大亚基构成
真核生物核糖体80S核糖体包含60S大亚基（45种蛋白质、一个5S rRNA、一个5.8S rRNA 和一个28S rRNA）和40S小亚基（30种蛋白质和18S rRNA）
O2 tRNA的加工、RNA酶P和核酶
原核生物的tRNA加工转录物前体形成茎环结构→RNase E、F切割3/ 端→RNase D对3/ 端修剪→RNaseP 对5/ 端切除→RNase D再除去3/端的两个核苷酸→tRNA进行碱基修饰
真核生物的tRNA加工内切酶先切去5/ 端的前导区和2个额外的3/ 端核苷酸，再由tRNA核苷酸转移酶将5/ -CCA-3/ 序列加到3/ 端，切除内含子
核糖核酸酶P 剪切前tRNA产生成熟的5/ 端。

其RNA组分可单独行使内切核酸酶功能核酶可催化特定生化反应的RNA。

RNaseP是可使tRNA成熟的核酶。

O3 mRNA加工、hnRNP、snRNP
mRNA加工原核生物的mRNA不需要加工。

真核生物的RNA聚合酶Ⅱ转录的基因大小长度不一，其转录产物的群体统称为核内不均一RNA（hnRNA），将被加工的mRNA为前RNA，其加工包括：5/ 端加帽；3/ 端剪切及加polyA尾；剪接和甲基化
hnRNP 前RNA被蛋白质（主要是A、B、C）包裹形成核内不均一RNP（hnRNP）snRNP颗粒富含U的核内小分子RNA与蛋白质形成snRNP颗粒，大部分参与前rRNA 加工的甲基化位点定位
5/ 端加帽5/ 端加上7-甲基鸟苷，GMP以反方向加到RNA转录物上，
形成5/-5/ 三磷酸
转录物上，形成
桥。

帽子结构对5/ 外切核酸酶形成屏障
3/ 端剪切和加尾3/ 端经过剪切再由聚腺苷酸聚合酶（P AP）加上poly（A）尾。

可抵抗3/ -外切核酸酶的攻击，也助于
外切核酸酶的攻击，也助于mRNA的翻译
剪接切除内含子将外显子连接一起的过程，由U1、U2、U4、U5、U6snRNP催化。

内含
子有5/ GC 和AG-3/及一端分支点序列及一端分支点序列
前 mRNA 的甲基化的甲基化 常见的是A 上N6的甲基化的甲基化
O4 可变 mRNA 加工
可变加工可变加工 在特定前mRNA 上形成一种以上的mRNA 。

它包括可变剪接和可变poly （A ）加工加工
可变poly （A ）位点）位点 采用不同的poly （A ）位点可导致采用不同的剪接方式）位点可导致采用不同的剪接方式
可变剪接可变剪接 利用不同的5/位、3/位剪接位点产生不同的mRNA 
RNA 编辑编辑 改变、插入或删除初始转录物特定部位的碱基而改变其核苷酸序列。

改变、插入或删除初始转录物特定部位的碱基而改变其核苷酸序列。

P 遗传密码与tRNA
教学目的和要求
1了解遗传密码的特性了解遗传密码的特性
2 掌握tRNA 的结构和功能的结构和功能
P1 遗传密码
特性特性 4种核苷酸组成的三联体密码有64种，氨基酸只有20种，大多数氨基酸有多个密码子，因此遗传密码具有简并性子，因此遗传密码具有简并性
破译破译 利用随机共聚物加入无细胞体系来合成mRNA ，可以确定密码子的构成，可以确定密码子的构成 特征特征 编码同一氨基酸的密码子为同义密码子（蛋氨酸和色氨酸只有一个密码子），通常只是第3个碱基不同个碱基不同
突变效应突变效应 第3位的转换通常不改变氨基酸，第3位的颠换一半以上也是无效的。

第2位的转换导致相似氨基酸的转变，颠换则改变氨基酸类型的转换导致相似氨基酸的转变，颠换则改变氨基酸类型
通用性通用性 密码子在所有生物都通用密码子在所有生物都通用
可读框可读框 始于A TG 止于终止密码的连续密码子区域，没有已知的蛋白产物，该区域为可读框，确定有蛋白产物时叫编码区框，确定有蛋白产物时叫编码区
重叠基因重叠基因 一个基因的编码区和另一个编码区重叠，
病毒可利用该方式增加基因组的编码能力
P2 tRNA 的结构和功能
tRNA 的一级结构的一级结构 含有许多修饰碱基，常见有4种：胸苷，假尿苷，二氢尿苷和肌苷。

从5/ 到3/ 端分别形成D 环、反密码子环、T 环和接受臂环和接受臂
tRNA 的二级结构的二级结构 三叶草结构：氨基酸结合臂与氨基酸结合；D 环—含二氢尿嘧啶；反密码子环—肌苷（I ）可与同义密码子配对；可变臂；T ψC 臂和环；3/ 端有CCA 结构结构 tRNA 的三级结构的三级结构 倒L 型
功能及氨酰化功能及氨酰化 tRNA 与氨基酸结合为氨酰-tRNA ，由氨酰-tRNA 合成酶催化合成酶催化
氨酰tRNA 合成酶合成酶 依赖依赖 tRNA 上的鉴别元件来识别不同上的鉴别元件来识别不同 tRNA 。