转录产物的加工

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RNA转录与转录后加工

RNA转录与转录后加工
详细描述
在大多数真核生物中,RNA聚合酶在转录终止后,会在3’端加上一段多聚腺苷酸尾巴。这个过程称为加尾。加 尾的主要作用是促进RNA从核内向细胞质转运,并保护RNA免受3’核酸外切酶的降解。此外,多聚腺苷酸尾巴 也是一些RNA结合蛋白的识别位点,参与mRNA的稳定性、定位和翻译调控。
剪接
总结词
剪接是指将转录的RNA中的内含子序列 去除,并将外显子序列连接起来的加工 过程。
详细描述
C-to-U编辑由胞嘧啶脱氨酶催化,将RNA 中的胞嘧啶转变为尿嘧啶,导致RNA序列 发生变化。这种编辑可以影响RNA的翻译 和功能。
其他编辑类型
总结词
除了A-to-I和C-to-U编辑外,还存在其他类型的RNA编辑,如C-to-A编辑、C-to-G编 辑等。
详细描述
这些编辑类型在特定的生物或组织中发生,由不同的酶催化,导致RNA序列发生不同 的变化。这些编辑可以影响RNA的稳定性、翻译和功能。
肽链终止
终止密码子出现时,核糖体 释放合成的多肽链,并回收 mRNA。
蛋白质合成的起始
起始氨基酸的识别
起始密码子(AUG)被识别并结合甲酰蛋氨酸,形成甲酰蛋氨酸-tRNA。
甲酰蛋氨酸-tRNA在核糖体上的定位
甲酰蛋氨酸-tRNA与起始因子结合,定位到核糖体的P位点。
起始复合物的形成
甲酰蛋氨酸-tRNA与mRNA结合,形成起始复合物。
02
翻译水平调控
03
细胞内环境调控
翻译过程中蛋白质的表达水平可 以影响RNA的稳定性。
细胞内的pH值、离子浓度等环境 因素也可以影响RNA的稳定性。
05
RNA的翻译和蛋白质合成
mRNA的翻译
翻译起始
mRNA在核糖体上定位并结 合翻译起始因子,形成起始 复合物。

转录后加工名词解释

转录后加工名词解释

转录后加工名词解释
转录后加工是指在基因组中进行转录的过程后,对转录产物(RNA分子)进行进一步的修饰和加工的过程。

转录是指在DNA模板上合成RNA分子的过程,而转录后加工则是在RNA分子合成完成后对其进行一系列的修饰和处理。

转录后加工的目的是为了产生成熟的RNA分子,使其能够发挥特定的功能。

在转录后加工过程中,RNA分子经历剪接、修饰和运输等多个步骤,以形成成熟的RNA分子。

剪接是转录后加工中最重要的步骤之一。

在剪接过程中,RNA 分子的内含子(非编码区域)会被剪除,而外显子(编码区域)则会被保留下来。

这样一来,通过剪接,一个基因可以产生多个不同的成熟RNA分子,从而扩大了基因的功能和多样性。

除了剪接,转录后加工还包括其他的修饰过程。

例如,RNA分子可能会经历5'端帽子的添加和3'端的聚腺苷酸尾巴的加入,这些修饰可以保护RNA分子免受降解,并有助于其在细胞内的稳定性和转运过程中的识别。

此外,转录后加工还可以包括RNA编辑、互补RNA合成和核糖体扫描等过程。

RNA编辑是指在转录后,RNA分子中的碱基序列可以发生改变,从而导致RNA分子的信息内容发生变化。

互补RNA合成是指利用RNA分子作为模板合成互补的DNA分子。

核糖体扫描是指RNA分子被核糖体识别并翻译成蛋白质的过程。

总的来说,转录后加工是一系列对转录产物进行修饰和加工的过程,通过这些过程,RNA分子可以获得特定的功能和稳定性,从而发挥其在细胞中的重要作用。

第六讲:转录后的加工

第六讲:转录后的加工

进行多次RNA-RNA重组,U4/U6发生拆 分,U6取代U1结合在5’端剪接位点并形成 活性位点并进行第二次转酯反应.
去除内含子完成剪接,snRNP被重复利用。
I 型内含子的自我剪接
I 型内含子的自我剪接主要是转酯反 应,即两次磷酸二酯键的转移。
第一次转酯反应是由内含子中鸟苷酸上
的3’-OH作为亲核基团攻击内含子5’端的
较典型的是锥虫表面糖蛋白基因VSG(variable surface glycoprotein),线虫的肌动蛋白基因(actin genes)。
锥虫表面糖蛋白mRNA的反式剪接
SV4基因初级转录产物通过选择性剪接,产 生两种不同的mRNA,一种编码 t 抗原,一种编码 T 抗原。
mRNA的反式剪接(Trans splicing)
顺式剪接(cis-splicing):同一RNA分子的内含子被除 去,外显子连接在一起的剪接方式。 反式剪接(trans-splicing):不同RNA分子上的两个外显 子剪接在一起的剪接方式。
GU-AG内含子的剪接
比较cDNA和基因组DNA序列,在前体mRNA内含 子的边界存在一些保守的序列,它们因此可以用于确定 前体mRNA分子中外显子和内含子的边界以及进行剪 接的信号。 在比较大量的真核生物的内含子序列后,发现大多 数内含子的5’端的两个核苷酸是GU,3’端的两个核苷 酸为AG,这类内含子也被称为“GU-AG”内含子,它们 都以相同的机制进行剪接。
mRNA的5’端“帽子”的类型
2型帽子:当第一个核苷酸是腺嘌呤核苷酸时,在1型帽子的基础上,
在腺嘌呤核苷酸的N6位上发生甲基化。在有些真核生物中,在第二个 核苷酸的2’-OH位上还可以再进行甲基化,其符号为m7GpppXmpYm。 2型帽子一般只占有帽mRNA总量的10%~15%。

rna转录后加工方式

rna转录后加工方式

rna转录后加工方式
RNA转录后加工(RNA post-transcriptional processing)是指在RNA分子合成之后,在细胞中对其进行修饰和修剪的过程。

这些加工方式可以使原始RNA分子成熟,并使其具有功能性。

以下是几种常见的RNA转录后加工方式:
剪接(Splicing):在真核生物中,基因的转录产物(前体mRNA)经过剪接过程,去除其中的内含子(intron),保留外显子(exon),从而形成成熟的mRNA分子。

剪接是通过剪接体(spliceosome)来完成的,其中包括snRNPs等辅助因子。

5'端修饰:RNA的5'端通常经过加上7-甲基鸟苷(7-methylguanosine)和三磷酸核苷酸链(PPP 链)的修饰,形成5'甲基鸟苷帽(5' cap)。

这个帽子在RNA稳定性、转运和翻译起重要作用。

3'端修饰:RNA的3'端通常经过加上聚腺苷酸(polyadenylation)的修饰。

这个poly(A)尾巴有助于RNA的稳定性、转运和翻译,并参与转录终止的过程。

RNA编辑:在一些生物体中,RNA的序列可以通过RNA编辑(RNA editing)进行改变。

这种编辑通常涉及碱基的替换、插入或删除,从而改变RNA的编码能力和功能。

RNA修饰:RNA分子可能会经历各种修饰,如甲基化、脱氨基、糖基化等。

这些修饰可以增强RNA的稳定性、调节翻译和识别,以及影响RNA的功能。

RNA转录后加工是一个复杂而精确的过程,它可以使原始的转录产物转化为功能性的RNA 分子。

这些加工方式对于基因表达调控和细胞功能起着重要的作用。

真核生物转录后的加工

真核生物转录后的加工

1、核mRNA内含子剪接位点特征
内含子总是由GU开始,以AG结束,其规律称为GU-AG法则 (GU-AG rule) 或Chambon法则。
5´端剪接位点(供位)相邻的保守序列:5´-AG↓GUPuAGU-3´
分枝点保守序列:Py80NPy87Pu75APy95,其中A为百分之百保 守,且具有2′-OH。 3´端剪接位点(纳位)相邻的保守序列:5´-(Py)nNCAG-3´ mRNA前体正确剪接所必需的
剪接体解体与套索降解同步
4、具体的剪接机制
U1通过与 5´剪接点互补而结合
U2AF与 3´剪接点内含子结合
U2 识别并结合分支点 A ,并在 SF1 和 BBP 帮 助 下 使 内 含 子 的 5´端和 3´端带到一起
U4/U5/U6复合物与U1/U2结合
续上页
U1脱离
U4脱离,U6与U2间发生第一 次转酯反应,套索结构形成
第二次转酯反应,U2/U5/U6 与套索结构结合
成熟的mRNA释放
四、其他的内含子剪接方式
1、内含子的分类
根据基因的类型和剪接的方式,通常把内含子分为 四类。
I类:线粒体、叶绿体及低等真核生物细胞核的rRNA基因; II类:线粒体、叶绿体的mRNA基因; III类:大多数真核生物核mRNA的基因; tRNA内含子: tRNA基因。
第四节 真核生物转录后的加工
(Pre-RNA processing in Eukaryotes)
多数转录的初始产物无生物活性,在生物体内 进行加工处理后才具有生物活性。
转录后加工( post-transcriptional processing):
是指将各种前体RNA(Pre-RNA)分子加工 转变成有功能的、成熟的各种 RNA (mRNA , rRNA或tRNA等) 的过程。

RNA转录后的加工

RNA转录后的加工

二、真核生物RNA修饰加工的主要方式:
pre-RNA
capping tailing splicing methylation editing
mature RNA
生物学意义;
l interrupted gene (interrupted RNA)
move introns as template (stop codon) (protein translation)
Man β- globin mRNA 5’-------UGCCUAAUAAA------------poly(A) 3’ -20
2、mRNA 3’端的加尾时间:
➢转录过程中暴露 出AAUAAA信号 后,核酸酶在该信 号下游约11-30个 碱基处进行切割。
➢polyA的长度一 般是50-200个碱 基左右。
•外显子较短(100~200bp),内含子较长(1 kb)。
Hale Waihona Puke ➢剪接(RNA splicing):内含子的去除和外显 子的连接过程就称为剪接或称为RNA 剪接。
➢不均一核RNA(heterogeneous nuclear, hnRNA) :mRNA 的初始转录产物比成熟的 mRNA平均长度长,非常不稳定,序列的复 杂程度也非常高,称为不均一核RNA。
Rabbit α- globin mRNA 5’-------CUUUGAAUAAA-----------poly(A) 3’ -20
Rabbit β- globin mRNA 5’-------UGGCUAAUAAA-----------poly(A) 3’ -20
Man α- globin mRNA 5’-------CUUUGAAUAAA------------poly(A) 3’ -20

RNA转录和加工

RNA转录和加工

套索结构的发现使人们认识到, 套索结构的发现使人们认识到,内含子的剪接是通过 两次转酯反应完成的。在第一次转酯反应中, 两次转酯反应完成的。在第一次转酯反应中,分支位 进攻5 剪接位点, 点A的2’-OH进攻5’剪接位点,使其断裂,同时这个A -OH进攻 剪接位点 使其断裂,同时这个A 与内含子的第一个核苷酸( 形成2 与内含子的第一个核苷酸(G)形成2’ , 5’ -磷酸 二酯键,内含子自身成环,形成套索结构。 剪接位 二酯键,内含子自身成环,形成套索结构。3’剪接位 点的断裂依赖于第二次转酯反应。上游外显子的3 - 点的断裂依赖于第二次转酯反应。上游外显子的3’- OH末端攻击3 剪接位点的磷酸二酯键 促使其断裂, OH末端攻击3’剪接位点的磷酸二酯键,促使其断裂, 末端攻击 剪接位点的磷酸二酯键, 使上游外显子的5 -0H和下游外显子的 - 和下游外显子的5 使上游外显子的5’-0H和下游外显子的5’-磷酸基团 连接,并释放出内含子,完成剪接过程。 连接,并释放出内含子,完成剪接过程。被切除的内 含子随后变成线性DNA 随即被降解。 DNA, 含子随后变成线性DNA,随即被降解。
通过分析体外剪接反应中形成的中间体, 通过分析体外剪接反应中形成的中间体,发现内含子 是以一种套索结构( 是以一种套索结构(lariat structure )的形式被切除 即内含子5 端的鸟苷酸依靠 , - 端的鸟苷酸依靠2 的,即内含子5’端的鸟苷酸依靠2’,5’-磷酸二酯键与 靠近内含子3 末端的一个腺苷酸连接在一起 末端的一个腺苷酸连接在一起。 靠近内含子3’末端的一个腺苷酸连接在一起。该腺苷 酸被称作分支位点 分支位点, 酸被称作分支位点,因为在套索结构中它形成了一个 RNA分支 分支。 RNA分支。
在内含子的剪接过程中, 在内含子的剪接过程中,剪接装置必须识别正确的 剪接位点,以保证外显子在剪接的过程中不被丢失, 剪接位点,以保证外显子在剪接的过程中不被丢失, 同时荫蔽的剪接位点要被忽略。 同时荫蔽的剪接位点要被忽略。所谓隐蔽剪接位点 (cryptic splice site )是指与真正的剪接位点 相似的序列。已经知道一类被称为SR蛋白( 相似的序列。已经知道一类被称为SR蛋白(SR SR蛋白 protein)的剪接因子在剪接位点的选择中发挥重要 protein) 作用。 作用。

第七章转录产物的加工修饰及转运降解

第七章转录产物的加工修饰及转运降解



内含子本身的某个腺苷酸的 2`-OH作为亲核基因攻击内含 子5`端的磷酸二酯键
含 2`,5`-磷酸二酯键 子


RNA剪接产物

与3`末端相连

上游外显子的3`-OH作亲核基
套索结构中的腺苷酸带 有3个磷酸二酯键

团攻击内子3`位核苷酸上的磷 酸二酯键,使套索结构完全解离


完成剪接的RNA
Note:
4.2.1 细菌mRNA的降解 4.2.2 真核生物mRNA的降解
mRNA is degraded by exo- and endo- nucleases
4.2.1 细菌mRNA的降解
细菌mRNA的降解总的 方向为5`→ 3`;
降解由两部分组成:核 酸内切酶的切割,以及核 酸外切酶对这些片段从3` → 5`方向的降解。
内含子可以阻止mRNA的出核,因为它们与 剪接装置联系在一起。
Spicing is required for mRNA export
The EJC (exon junction complex) binds to RNA by recognizing the splicing complex.
4.2 mRNA的降解
Splicing releases a mitochondrial group II intron in the form of a stable lariat.
3.3.3 内含子的不同剪接方式
(1)可变剪接 (2)顺式剪接和反式剪接
(1)可变剪接 (alternative splicing )
tRNA splicing has separate cleavage and ligation stages

转录后RNA的加工

转录后RNA的加工

hnRNA的剪接
核酸剪接体—— 内含子是在复杂的核酸蛋白 的复合结构。结构类似于核糖体, 由小核RNA和蛋白质共同组成 。

三、RNA编辑
定义: 基因转录产生的mRNA分子中,迚行 核苷酸的缺失、插入或置换,导致生 成的mRNA的序列丌不基因编码序列 互补,这种现象称为RNA编辑
现象:1986.R.Benne在研究锥虫线 粒体mRNA转录加工时发现mRNA 多个编码位置上CU替换。 意义:修正,扩充遗传信息; 调控翻译
二、选择性剪接
某些tRNA前体的剪接
剪 接 方 式
某些rRNA前体的剪接
mRNA前体hnRNA的剪接
tRNA前体的剪接
剪接内切核酸酶—— 准确在内含子、外显子中迚行切割 剪接连接酶—— 外显子重新连接,形成成熟tRNA
rRNA前体的剪接
RNA自剪接—— rRNA前体的内含子是在RNA分子 本身催化下完成,发生一系列磷脂键转 移,丌需外界能量,蛋白质酶的参不。 核酶—— 具有自动催化活性RNA
转录后RNA的加工
5’端加帽及poly(A)尾巴的添加 选择性剪接 RNA编辑 hnRNA选择性加工不运输
mRNA的降解作用
鸡卵清蛋白基因
hnRNA
首、尾修饰
hnRNA剪接
鸡 卵 清 蛋 白 基 因 及 其 转 录 、 转 录 后 修 饰
成熟的mRNA •核内的初级mRNA称为杂化核RNA ( hnRNA)
5'加帽: 在真核细胞中,几乎所有的mRNA在核内转录大 概达到30个核苷酸后,就在其5'端上加上一个7甲基鸟嘌呤核苷的帽子。 poly尾巴的添加: 前体mRNA上加上一个25~250腺嘌呤核苷酸组 成的尾巴,RNA聚合酶Ⅱ催化下合成的前体 hnRNA,比实际mRNA要长一些,一般终止于 加polyA尾巴的3'端的下游1000~2000个核苷 酸处,然后由核苷酸内切酶对其迚行加工,切除 多余的核苷酸。

转录后的加工与修饰

转录后的加工与修饰

第二节RNA转录后的加工与修饰不论原核或真核生物的rRNAs都是以更为复杂的初级转录本形式被合成的,然后再加工成为成熟的RNA 分子。

然而绝大多数原核生物转录和翻译是同时进行的,随着mRNA开始的DNA上合成,核蛋白体即附着在mRNA上并以其为模板进行蛋白质的合成,因此原核细胞的mRNA并无特殊的转录后加工过程,相反,真核生物转录和翻译在时间和空间上是分天的,刚转录出来的mRNA是分子很大的前体,即核内不均一RNA。

hnRNA 分子中大约只有10%的部分转变成成熟的mRNA,其余部分将在转录后的加工过程中被降解掉。

(一)mRNA的加工修饰原核生物中转录生成的mRNA为多顺反子,即几个结构基因,利用共同的启动子和共同终止信号经转录生成一条mRNA,所以此mRNA分子编码几种不同的蛋白质。

例如乳糖操纵子上的Z、Y及A基因,转录生成的mRNA可翻译生成三种酶,即半乳糖苷酶,透过酶和乙酰基转移酶。

原核生物中没有核模,所以转录与翻译是连续进行的,往往转录还未完成,翻译已经开始了,因此原核生物中转录生成的mRNA没有特殊的转录后加工修饰过程。

真核生物转录生成的mRNA为单顺反子,即一个mRNA分子只为一种蛋白质分子编码。

真核生物mRNA的加工修饰,主要包括对5’端和3’端的修饰以及对中间部分进行剪接。

1.在5’端加帽成熟的真核生物mRNA,其结构的5’端都有一个m7G-PPNmN结构,该结构被称为甲基鸟苷的帽子。

如图17-9所示。

鸟苷通过5’-5’焦磷酸键与初级转录物的5’端相连。

当鸟苷上第7位碳原子被甲基化形成m7G-PPNmN时,此时形成的帽子被称为“帽0”,如果附m7G-PPNmN外,这个核糖的第“2”号碳上也甲基化,形成m7G-PPNm,称为“帽1”,如果5’末端N1和N2中的两个核糖均甲基化,成为m7G-PPNmPNm2,称为“帽2”。

从真核生物帽子结构形成的复杂可以看出,生物进化程度越高,其帽子结构越复杂。

基因的转录、转录后加工及逆转录

基因的转录、转录后加工及逆转录
1
2
图13-8
新生RNA
不依赖ρ-因子的终止 DNA模板上有终止信号 转录出来的RNA RNA聚合酶遇此结构 即停止工作。 DNA和RNA(dA:rU) 稳定性下降
GC富含和AT富含区的 回文结构 自身互补形成 发夹状结构(hairpin) 3’尾端有4个U DNA恢复双链, 释放转录产物
模板 原料 碱基配对 聚合酶 产物
DNA 核苷三磷酸 碱基配对原则 依赖DNA的聚合酶 多核苷酸
差 异
相同或相似
几个基本概念
结构基因(structure gene) 模板链(template strand) Watson(W) 链、负(-)链(minus strand)、 反意义链(antisense strand) 编码链(coding strand) Crick(C)链、正(+)链(plus strand)、 有意义链(sense strand) 不对称转录(asymmetric transcription)
发夹结构


多个U
DNA模板 3’
5’
四.转录的抑制作用
与DNA模板作用 与RNA聚合酶作用 原核生物 真核生物
放线菌素D--插入dG*dC间 低浓度--(-)RNA延长 高浓度--(-)RNA起始 (-)DNA复制 利福平/利福霉素 和原核生物RNA聚合酶 β亚基结合--(-)转录起始 α鹅膏蕈碱 --(-)RNA聚合酶Ⅱ
二.真核生物RNA转录后的加工 1、rRNA转录后的加工
真核生物rRNA的基因 (rDNA) 转录产物
成簇纵列串联排列 高度重复序列DNA 核质:(Ⅲ)--不需加工 5s rRNA 核仁:(Ⅰ)--加工 5.8s rRNA 28s rRNA 18s rRNA

RNA转录后的加工与修饰

RNA转录后的加工与修饰

第二节 RNA转录后得加工与修饰不论原核或真核生物得rRNAs都就是以更为复杂得初级转录本形式被合成得,然后再加工成为成熟得RNA分子。

然而绝大多数原核生物转录与翻译就是同时进行得,随着mRNA开始得DNA上合成,核蛋白体即附着在mRNA上并以其为模板进行蛋白质得合成,因此原核细胞得mRNA并无特殊得转录后加工过程,相反,真核生物转录与翻译在时间与空间上就是分天得,刚转录出来得mRNA就是分子很大得前体,即核内不均一RNA。

hnRNA分子中大约只有10%得部分转变成成熟得mRNA,其余部分将在转录后得加工过程中被降解掉。

(一)mRNA得加工修饰原核生物中转录生成得mRNA为多顺反子,即几个结构基因,利用共同得启动子与共同终止信号经转录生成一条mRNA,所以此mRNA分子编码几种不同得蛋白质。

例如乳糖操纵子上得Z、Y及A基因,转录生成得mRNA可翻译生成三种酶,即半乳糖苷酶,透过酶与乙酰基转移酶。

原核生物中没有核模,所以转录与翻译就是连续进行得,往往转录还未完成,翻译已经开始了,因此原核生物中转录生成得mRNA没有特殊得转录后加工修饰过程。

真核生物转录生成得mRNA为单顺反子,即一个mRNA分子只为一种蛋白质分子编码。

真核生物mRNA得加工修饰,主要包括对5’端与3’端得修饰以及对中间部分进行剪接。

1.在5’端加帽成熟得真核生物mRNA,其结构得5’端都有一个m7G-PPNmN结构,该结构被称为甲基鸟苷得帽子。

如图17-9所示。

鸟苷通过5’-5’焦磷酸键与初级转录物得5’端相连。

当鸟苷上第7位碳原子被甲基化形成m7G-PPNmN时,此时形成得帽子被称为“帽0”,如果附m7G-PPNmN外,这个核糖得第“2”号碳上也甲基化,形成m7G-PPNm,称为“帽1”,如果5’末端N1与N2中得两个核糖均甲基化,成为m7G-PPNmPNm 2,称为“帽2”。

从真核生物帽子结构形成得复杂可以瞧出,生物进化程度越高,其帽子结构越复杂。

5第六章转录、转录后加工及逆转录

5第六章转录、转录后加工及逆转录
• σ因子可重复使用 • 修饰RNApol构型 • 使Holo Enzyme 识别启动子的特定区域

不同的σ因子识别不同的启动子 E.coli 中有五种σ因子(σ70、σ32、σ54、σ28 、 σ24 ) 枯草杆菌中有11种σ因子 (σ因子的更替对转录起始的调控)
(2)α因子 核心酶的组建因子 α+α • • 2α+β α2β+β’
☻ 以上三个保守序列在绝大多数启动子中都存在
(4)
增强子(enhancer):
研究SV40病毒时发现,启动子上游的某些序列若发生变化,则大大 降低转录活性,这些序列对转录起增强作用,故称增强子。 一段能够加速基因转录的调节性序列,通过改变DNA模板的螺旋结 构和顺势调控RNA聚合酶及特异性蛋白。 效率高:是转录频率增加10-200倍。 特点:1.位置不定(5‘端上游,3端下游,甚至于内含子中) 2.序列长,有芯(TGGA/TA/TA/T)
• CTD参与转录 → ⅡB → ⅡA → 使 RNApol易于离开
启动子进入延伸过程(10倍)
二、 真核生物的启动子 三种 RNApol 识别三种启动子 三种聚合酶需要不同的转录因子-TF Ⅰ、 TF Ⅱ、TF Ⅲ等 注:每种转录因子根据发现的先后再分为A\B\C (TF Ⅲ A\ TF Ⅲ B) 三种转录方式 三种产物: RNA聚合酶Ⅱ——mRNA前体; RNA聚合酶Ⅰ——rRNA; RNA聚合酶Ⅲ——tRNA和 5S RNA
记为正值
-10 upstream +1 start point +10 downstream
一、原核生物启动子和终止子 启动子(promoter):RNA聚合酶的结合区域。 启动子的特点: (1)在转录起始点的5’端 (2)TTGACA:Sextama框,RNA聚合的识别部位(酶 靠σ亚基与之结合),在-35区。 (3)TATAAT: Pribnow 框,RNA聚合酶的结合区,在10区。

RNA转录后的剪切与加工

RNA转录后的剪切与加工

两个启 动子
16S
RNaseⅢ
23S
5S
成熟的rRNA
tRNAs are cleaved from transcripts of rRNA operons
原核生物tRNA前体的转录后加工
过程:
RNA内切核酸酶在tRNA分子5’端切断,之后 使5’端逐步成熟
RNA内切核酸酶在tRNA分子3’端切断,再由 RNA外切核酸酶从3’端逐个切去附加序列
以T7噬菌体早期转录为例
T7噬菌体早期转录区6个基因的转录和剪切
DNA 启动子
终止子
Pre-mRNA
多顺反子
RNase Ⅲ
mRNA 0.3mRNA 0.7mRNA 1mRNA 1.1/1.2mRNA 1.3mRNA
三、真核生物RNA的转录后加工
转录产物:切除内含子,连接外显子(剪接)
snRNP:snRNA + 蛋白质因子 snRNA:核内小分子RNA snRNP在内含子上装配成超分子剪接体,行使
(Prok. 的tRNA多为Ⅰ型)
Ⅱ型需要在酶的作用下添加CCA序列
(少数 Phage 、 Euk.)
参与 tRNA后加工的酶
RNAaseP:内切核酸酶,核蛋白使 tRNA产生成熟的 5’ 端。识别tRNA的空间构象
RNAaseD:外切核酸酶,使Ⅰ型 tRNA暴露出CCA端 a、 RNAaseP 存在时 RNAaseD可达最大活性 b、 RNAaseQ、RNAaseY、RNAaseP3与此酶功能相同
1、SnoRNA—核仁小分子RNA
参与核糖核酸酶对特定立体结构的识别,即确定 切割位点
SnoRNA(核仁内)+ protein → SnoRNP(核仁 小分子核糖核蛋白体)

分子生物学:转录及转录后加工

分子生物学:转录及转录后加工

α rpo A 40 2 装配亚基:与启动子上游元件和
活化因子结合.
β rpo B 155 1 催化中心:结合核苷酸底物,催
β' rpo C 160 1 化磷酸二酯键形成,与模板DNA
结合。
σ rpo D 32~92 1 识别亚基:可识别启动子,促进
转录的起始。
ω
9
1 促进RNA酶组装和稳定的作用
4.2 真核生物的RNA聚合酶
真核细胞核RNA聚合酶共同的性质
* 都是大的多亚基蛋白质(500-700 k) * 都有两个大的与大肠杆菌RNA聚合酶 、和′亚
基同源的亚基,因此活性中心是保守的 * 没有与大肠杆菌σ因子同源的亚基
真核生物的RNA聚合酶结构与功能的比较
名称
RNA聚合酶I (A) RNA聚合酶II (B) RNA聚合酶 Ⅲ(C)
⑹ 都遵从碱基配对规律—— 但转录忠实性要低于DNA复制;
⑺ 转录与复制都受到严格的调控。
3.转录和复制的区别
复制
模板
两条链均复制
原料 酶
dNTP DNA聚合酶
产物
子代双链DNA
配对 高度进行性
A-T;G-C 中途不停止
转录 不对称转录
NTP RNA聚合酶 mRNA,tRNA,rRNA A-U;T-A;G-C 可一段一段复制
第七章 转录及转录后加工
主要内容:
第一节 转录的复制机理与体系 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
第四节 转录后加工过程及其机制
1955年,Brachet分别用洋葱根尖和变形虫 进行实验。如果往洋葱根尖细胞和变形虫中加入 RNA酶分解细胞质中的RNA,细胞中的蛋白质合成 就会停止。而再加进从酵母菌中提取的RNA,则 又能够合成一定数量的蛋白质。
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(3) 核苷酸的修饰
➢在前体tRNA的一些专一部位的碱基需要通过 甲基化酶,硫醇酶,假尿嘧啶核苷化酶等的作 用进行修饰成为特殊的碱基,如氨基酸臂上 5′的4-硫尿苷(4tu),D臂上的2甲基鸟苷 (2mG),TψC臂上的假尿苷(ψ)以及反密 码子环上的2异戊腺苷(2ipA)
tRNA前体分子的加工
(2) tRNA5’-端的成熟
➢ RNaseP是一种不常用的酶,是由蛋白和RNA组 成的复合体。其RNA长375nt,分子量为130kDa。
➢RNase P具有内切酶的活性,可切除E.coli前
体tRNA 5′端的前导序列(41nt)
➢此酶不识别特殊的序列,而识别二级结构—— 发夹所组成的tRNA。即:S.Altman提出的外部引 导理论。类核糖核酸酶P-外部引导序列技术
3. 原核生物mRNA前体的加工
➢ 原核生物没有细胞核,不存在时空间隔,一般不 需要加工,一经转录即可翻译,一个多顺反子上可 被翻译出多个蛋白分子。 ➢ 原核生物中少数多顺反子mRNA需要通过核酸内 切酶(RNase III)切成较小的单位后再进行翻译。
三. 真核生物tRNA前体的转录后加工
2. 原核rRNA加工
原核生物有rrnA-rrnG共7个rRNA转录单位分散 在基因组中,每个 转录单位由16SrRNA、 23SrRNA 、 5SrRNA 及tRNA组成; rRNA含非转 录的间隔区,其产物中含tRNA。rRNA基因之间 以纵向串联的方式重复排列。
加工过程:
1)甲基化修饰:修饰在碱基和2’-核糖上。 2)剪切作用:需核酸酶(RNase III)参与
真核tRNA的基因和原核不同:
①真核的前体分子tRNA是单顺反子,但 成簇排列,基因间有间隔区。如在爪蟾中 每个基因组中各个tRNA基因超过200拷 贝,是一种重复序列;
②真核tRNA基因一般都比原核tRNA基因 多得多,如酵母约有400个tRNA基因;
③ tRNA的前体分子中含有内含子,其特点是:
第八章 转录产物的加工
一、RNA 转录后的加工与修饰概述
在细胞内,由RNA聚合酶合成的原初转录物 (primary transcript)往往需要一系列的变化,包 括链的裂解、5和3末端的切除和特殊结构的形成、 核苷的修饰、以及拼接和编辑等过程,才转变为 成熟的RNA分子。此过程总称为RNA的成熟或称 为RNA的转录后加工。 ➢ tRNA前体的转录后加工 ➢ rRNA前体的转录后加工
a、切除tRNA前体两端多余的序列R:NAaseF
RNAaseF
RNAaseP
RNAa5s’e—P 端切除几到10个核苷酸。
RNAaseD
b、末端添ACC 加:3’R-端NA添ase加D CCA序列。
c、修饰:形成 稀有碱基如DH2 。
表示核酸内切酶的作用 表示核苷酸转移酶的作用
表示核酸外切酶的作用 表示异构化酶的作用
➢ 原核生物的mRNA转录后一般不需要加工,转 录的同时即进行翻译(半寿期短)。
➢真核生物转录和翻译在时间和空间上是分开的 ,刚转录出来的mRNA是分子很大的前体hnRNA (heterogeneous nuclear RNA,核内不均一RNA)。 hnRNA分子中大约只有10%的部分转变成成熟的 mRNA,其余部分将在转录后的加工过程中被降 解掉。
(RNAIII)
RNase III
RNase III是一种负责RNA加工的内切核酸酶,可特 异识别特定的RNA双螺旋区,在茎部错位两个2bp的 位点切割,因此每个片段的3’端都有2个碱基突出。
Dicer 酶是RNase III家族中特异识别双链RNA的一 员,它能以一种ATP依赖的方式逐步切割由外源导 入或者由转基因,病毒感染等各种方式引入的双链 RNA,切割将RNA降解为19-21bp的双链 RNAs(siRNAs),在RNA干扰(RNA interference)中 具有重要作用.
③由tRNA和rRNA串联组成。
(1) tRNA3’-端的成熟
➢ 此过程由多种内切酶和外切酶的共同参与。
➢ 内切酶 RNase P 识别发夹结构并粗切割3’, 5’端额外序列;
➢内切酶 RNase F识别发夹结构并进一步切割3’ 端冗余序列;
➢ 对于具有CCA末端的I型tRNA前体修整3′端的 外切酶是RNase D,在CCA末端它一次切除(或逐 步切除)3′的碱基。
A.位置相同,都在反密码子环的下游;
B.不同tRNA的内含子长度和序列各异; C.外显子和内含子交界处无保守序列,故其内 含子的剪切是依靠RNase异体催化进行剪切;
D.内含子和反密码子配对形成茎环,改变了反 密码子臂的结构,保护了反密码子,使其免受某 些酶的降解。
酵母tRNAPhe内含子的结构(引自B.Lewn: ,2000)
真核tRNA的加工和原核有区别,包括: ➢ 剪接内含子的过程; ➢ 3’端都要加CCA; ➢ 核苷酸修饰
1)内含子的剪接
(1) 内含子的切除 tRNA内切酶切割前体分子中的内含子;
酵母tRNA在未处理前先进行 凝胶电泳,结果只显示一条 带,且跑得较慢,表明此 tRNA的前体分子;当加入核 酸内切酶后无需加入ATP, 反应后再走电泳,结果出现 二条带,一条是剪切后游离 出的内含子,另一条是互补 的外显子,称为tRNA的半分 子(tRNA halfmolecules)。
对于没有CCA序列的II型tRNA前体分子,在 切除3’-端附加序列后,在tRNA核苷酸转 移酶(tRNA nucleotidyl transferase)的 作用下,逐个添加上去的。
tRNA+CTP tRNA-C+CTP tRNA-CC+ATP
tRNA-C+PPi tRNA-CC+PPi tRNA-CCA+PPi
二、原核生物RNA的转录后加工
1. 原核生物NA前体的加工
➢原核的tRNA初始转录本多为多顺反子 (polycistron)少数的tRNA前体为单顺反子 (monocistron)如tRNAser
①串联的tRNA分子都是相同的,如tRNATyrtRNATyr;
②串联的tRNA分子是不同的,如tRNAIletRNAAla-tRNAThr;
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