RNA的转录后加工(讲义1)分子生物学
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RNA的转录后加工(1)分子生物学
精品jing
3.7.1 RNA中的内含子
• 真核生物的基因往往是断裂的基因，其转录所形成的RNA前体要经 过剪切，将内含子切除后，将外显子拼接起来才能形成成熟的mRNA 。
• 存在于真核生物基因中无编码意义而被切除的序列。在前体RNA中 的内含子也常被称作“间插序列”。
splicing）
细胞内已发现的RNA剪接有3种（不包括tRNA的加工）。
hnRNA的拼接
•
GT-AG原则（GT-AG rule, GU-AG rule）
The branch site lies 18-40 nucleotides upstream of the 3’ splice site. GU-AG指的是内含子的两端序列 在内含子内部部分序列也可能参与内含子的剪接。他们可能是pre-mRNA剪接过程 中各种核糖核蛋白剪接调节因子的结合位点，对于有效和准确的剪接非常重要。
此规则不适合于线粒体和叶绿体基因的内含子，也不适合于tRNA和rRNA的内含子
剪接的普遍性
·任何单个mRNA前体的 剪接点是通用的，无 特异性；
剪接装置无组织特异性 ，一个RNA 分子在 任何细胞均可被正确 地剪接。
剪接的特异性
比较同源基因的进化过程 发现内含子的异化大于外 显子，特定的内含子还可 能在进化过程中丢失，因 此内含子的功能及其在生 物进化中的地位是一个引 人注目的问题，另外，许 多人类疾病是内含子剪接 异常引起的，如地中海贫 血患者的珠蛋白基因中， 大约有1/4的核苷酸图标发 生在内含子的边界保守序 列上，或者虽然位于内含
tRNA除含有修饰碱基外，还有2‘-O-甲基核糖，其含量 约为核苷酸的百分之一。 • 有些tRNA还具有居间序列，需要进一步拼接
3.7.3 原核生物rRNA的加工
Processing of pre-rRNA transcripts in bacteria. 1 Before
cleavage,the 30S RNA precursor is methylated at specific bases. 2 Cleavage liberates precursors of rRNAs and tRNA(s). Cleavage at the points labeled 1, 2, and 3 is carried out by the enzymes RNase III, RNase P, and RNase E, respectively. RNase P is a ribozyme. 3 The
• 真核基因平均含8～10个内含子，前体分子一般比成熟mRNA大4～ 10倍。
3.7.2 tRNA前体的加工
•加工tRNA前体3‘端的核酸内切酶是RNase F
•负责修剪的核酸外切酶可能主要是RNase D
The 5’ end of tRNA is generated by a cleavage action catalyzed by the enzyme RNase P
原核生物
真核生物tRNA前体的加工
• 真核生物tRNA基因的数目比原核生物tRNA基因的数目 要大得多。
• 真核生物的tRNA也成簇排列，并且被间隔区所分开 • 真核生物tRNA前体的3‘端不含CCA序列，成熟tRNA 3’
端的CCA是后加上去的，由核苷酸转移酶催化此反应。 • tRNA的修饰成分由特异的修饰酶所催化。真核生物的
location, and identity of tRNAs included in the primary transcript. Some copies of the gene have additional tRNA gene segments between the 16S and 23S rRNA segments and at the
真核生物rRNA前体的加工
哺乳动物转录产生45S rRNA前体。果蝇是38S ，酵母是37S
在核仁内进行
3.7.4 真核生物mRNA前体的加工
• RNA的拼接共有4种方式： • 核mRNA的拼接体的拼接(nuclear mRNA
spliceosomal splicing) • 类型I自我拼接(group I self-splicing) • 类型II自我拼接(group II self-splicing) • 核tRNA的酶促拼接（nuclear tRNA enzymatic
final 16S, 23S, and 5S rRNA products result from the action of a variety of specific nucleases.
The seven copies of the gene for pre-rRNA in the E. coli chromosome differ in the number,
腺苷酸原来已有3’,5’-磷酸二酯键 依然存在，加上此2’,5’-磷酸二酯 键连接后，在腺苷酸处出现了一个套 索。
RNA 剪接由剪接体（splicesome）执行
• 转酯反应是由一个称为剪接体的大复合体介导的。剪接体中包含约150种蛋白 和5种小RNA，大小类似核糖体。
细菌的tRNA前体存在两类不同的3’端序列。一类其 自身具有CCA三核苷酸，位于成熟tRNA序列与3‘端 附加序列之间，当附加序列被切除后即显露出该末 端结构，另一类其自身并无CCA序列，当前体切除 3’端附加序列后，必须外加CCA。
•添加CCA是在tRNA 核苷酰转移酶(nucleotidyl transferase)催化下进行，由CTP和ATP提供胞苷酸 和腺苷酸
子中间但Байду номын сангаас扰了前体 mRNA的正常剪接。
pre-mRNA剪接的机制和套索结构
第一阶段，内含子的5‘端切开，左侧的外 显子呈线状，右侧的内含子-外显子分子 形成一个套索(Lariat)结构。内含子游离 的5’端通过5‘-2’磷酸二酯键与分支位点的 A相连。 第二阶段，内含子的3‘剪接点被切断然后 以套索状释放，与此同时两侧的外显子连 在一起。 两阶段同时发生。
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3.7.1 RNA中的内含子
• 真核生物的基因往往是断裂的基因，其转录所形成的RNA前体要经 过剪切，将内含子切除后，将外显子拼接起来才能形成成熟的mRNA 。
• 存在于真核生物基因中无编码意义而被切除的序列。在前体RNA中 的内含子也常被称作“间插序列”。
splicing）
细胞内已发现的RNA剪接有3种（不包括tRNA的加工）。
hnRNA的拼接
•
GT-AG原则（GT-AG rule, GU-AG rule）
The branch site lies 18-40 nucleotides upstream of the 3’ splice site. GU-AG指的是内含子的两端序列 在内含子内部部分序列也可能参与内含子的剪接。他们可能是pre-mRNA剪接过程 中各种核糖核蛋白剪接调节因子的结合位点，对于有效和准确的剪接非常重要。
此规则不适合于线粒体和叶绿体基因的内含子，也不适合于tRNA和rRNA的内含子
剪接的普遍性
·任何单个mRNA前体的 剪接点是通用的，无 特异性；
剪接装置无组织特异性 ，一个RNA 分子在 任何细胞均可被正确 地剪接。
剪接的特异性
比较同源基因的进化过程 发现内含子的异化大于外 显子，特定的内含子还可 能在进化过程中丢失，因 此内含子的功能及其在生 物进化中的地位是一个引 人注目的问题，另外，许 多人类疾病是内含子剪接 异常引起的，如地中海贫 血患者的珠蛋白基因中， 大约有1/4的核苷酸图标发 生在内含子的边界保守序 列上，或者虽然位于内含
tRNA除含有修饰碱基外，还有2‘-O-甲基核糖，其含量 约为核苷酸的百分之一。 • 有些tRNA还具有居间序列，需要进一步拼接
3.7.3 原核生物rRNA的加工
Processing of pre-rRNA transcripts in bacteria. 1 Before
cleavage,the 30S RNA precursor is methylated at specific bases. 2 Cleavage liberates precursors of rRNAs and tRNA(s). Cleavage at the points labeled 1, 2, and 3 is carried out by the enzymes RNase III, RNase P, and RNase E, respectively. RNase P is a ribozyme. 3 The
• 真核基因平均含8～10个内含子，前体分子一般比成熟mRNA大4～ 10倍。
3.7.2 tRNA前体的加工
•加工tRNA前体3‘端的核酸内切酶是RNase F
•负责修剪的核酸外切酶可能主要是RNase D
The 5’ end of tRNA is generated by a cleavage action catalyzed by the enzyme RNase P
原核生物
真核生物tRNA前体的加工
• 真核生物tRNA基因的数目比原核生物tRNA基因的数目 要大得多。
• 真核生物的tRNA也成簇排列，并且被间隔区所分开 • 真核生物tRNA前体的3‘端不含CCA序列，成熟tRNA 3’
端的CCA是后加上去的，由核苷酸转移酶催化此反应。 • tRNA的修饰成分由特异的修饰酶所催化。真核生物的
location, and identity of tRNAs included in the primary transcript. Some copies of the gene have additional tRNA gene segments between the 16S and 23S rRNA segments and at the
真核生物rRNA前体的加工
哺乳动物转录产生45S rRNA前体。果蝇是38S ，酵母是37S
在核仁内进行
3.7.4 真核生物mRNA前体的加工
• RNA的拼接共有4种方式： • 核mRNA的拼接体的拼接(nuclear mRNA
spliceosomal splicing) • 类型I自我拼接(group I self-splicing) • 类型II自我拼接(group II self-splicing) • 核tRNA的酶促拼接（nuclear tRNA enzymatic
final 16S, 23S, and 5S rRNA products result from the action of a variety of specific nucleases.
The seven copies of the gene for pre-rRNA in the E. coli chromosome differ in the number,
腺苷酸原来已有3’,5’-磷酸二酯键 依然存在，加上此2’,5’-磷酸二酯 键连接后，在腺苷酸处出现了一个套 索。
RNA 剪接由剪接体（splicesome）执行
• 转酯反应是由一个称为剪接体的大复合体介导的。剪接体中包含约150种蛋白 和5种小RNA，大小类似核糖体。
细菌的tRNA前体存在两类不同的3’端序列。一类其 自身具有CCA三核苷酸，位于成熟tRNA序列与3‘端 附加序列之间，当附加序列被切除后即显露出该末 端结构，另一类其自身并无CCA序列，当前体切除 3’端附加序列后，必须外加CCA。
•添加CCA是在tRNA 核苷酰转移酶(nucleotidyl transferase)催化下进行，由CTP和ATP提供胞苷酸 和腺苷酸
子中间但Байду номын сангаас扰了前体 mRNA的正常剪接。
pre-mRNA剪接的机制和套索结构
第一阶段，内含子的5‘端切开，左侧的外 显子呈线状，右侧的内含子-外显子分子 形成一个套索(Lariat)结构。内含子游离 的5’端通过5‘-2’磷酸二酯键与分支位点的 A相连。 第二阶段，内含子的3‘剪接点被切断然后 以套索状释放，与此同时两侧的外显子连 在一起。 两阶段同时发生。