RNA的转录后加工(讲义1)分子生物学
分子生物学讲义-8RNA的生物合成2
分子生物学Molecular Biology赵青天津科技大学生物工程学院Email: zhao_qing@前情回顾3. RNA的生物合成Transcription3.4 启动子和转录起始3.5 RNA转录的后加工3.6 RNA的编辑、再编码和化学修饰启动子（promoter ）是指RNA 聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA 序列（它含有RNA 聚合酶特异性结合和转录起始所需的保守序列）。
3.4 启动子和转录起始原核生物真核生物转录起点是指与新生RNA 链第一个核苷酸相对应DNA 链上的碱基（以数字+1表示）。
3.4 启动子和转录起始原核生物真核生物聚合酶在此处与DNA结合成稳定的复合物，解开双链形成开放型起始结构。
聚合酶起始识别区，与σ因子相互作用。
TATA区---是转录精确地起始。
CAAT区和GC区---控制转录起始的频率，基本不参加起始位点的确定。
启动子预测软件有CpGPlot、CpGPrediction、Promoter 2.0、 Promotorscan等。
3.5 RNA转录的后加工原核生物RNA转录后的加工rRNA和tRNA在转录完成后，加工方式可分为3类：（1）rRNA及tRNA分子由某些新生RNA链的裂解形成。
（2）在tRNA链末端加上核苷酸（CCA）3’5’（3）碱基的修饰rRNA的碱基会被甲基化（如m C）。
tRNA分子中均含有稀有碱基，它们是由tRNA前体中的常见核苷酸经酶促修饰而成。
原核生物与真核生物mRNASD序列5’上游非编码区3’下游非编码区真核生物RNA 转录后的加工mRNA 的转录后加工： 1.加帽2.加尾3.剪接 磷酸酶 甲基化酶m 7GTP核酸外切酶RNA 末端腺苷酸转移酶RNA的剪接位点&方式I类自我剪接II类自我剪接剪接体催化的剪接5’剪接位点：内含子的5’末端3’剪接位点：内含子的3’末端分支点：位于3’剪接位点上游20－50个核苷酸之间，通常是A。
RNA的转录后加工(1)分子生物学
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
The seven copies of the gene for pre-rRNA in the E. coli chromosome differ in the number, location, and identity of tRNAs included in the primary transcript. Some copies of the gene have additional tRNA gene
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
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。
RNA转录与转录后加工
第7章RNA转录与转录后加工1本章主要内容1）转录的基本概念2）大肠杆菌RNA聚合酶及其转录3）真核生物的RNA聚合酶及其转录4）R NA的转录后加工和反转录2教学目的和要求通过本章学习，掌握转录的基本概念，原核转录的主要参与者（RNA聚合酶和启动子）以及原核转录的过程（起始、延伸和终止）。
1）掌握真核转录的三种主要RNA聚合酶、所转录的基因类型和参与转录过程各种因子等。
2）了解不同前体RNA的加丄机制。
3）了解反转录的特点3重点难点1）转录2）大肠杆菌RNA聚合酶、原核转录的过程3）真核生物的RNA聚合酶、真核转录过程、转录因子4）R NA的转录后加工、反转录4教学方法与手段讲授与交流互动相结合，采用多媒体教学。
5授课内容1）RNA转录概述2）细菌基因的转录3）真核生物的转录4）RNA的转录后加工5）RNA的反转录第一节RNA转录概述一、信使的发现•1955年Brachet用洋葱根尖和变形虫进行实验：一若加入RNA酶，则蛋白质合成就停止；一若再加入来自酵母的RNA, 乂可合成蛋白质。
这表明什么？•同年Goldstein和Plaut用同位素标记变形虫RXA前体---•发现标记的RNA在核内。
•标记追踪实验：经过一段时间乂发现被标记的RNA在细胞质中，•这表明什么？•1956年E. Volkin和L. Astrachan：•用同位素脉冲一追踪标记•表明T2噬菌体新合成的RNA的碱基比和自身的DM碱基比相似,而和细菌的碱基比不同。
T2感染细菌时注入的是DNA,而在细胞里合成的是RNA。
•这表明什么？•最令人信服的证据是Hall. B. D和Spiegeman, S的D\A-RNA的杂交实验：•将T2噬菌体感染E coli^产生的RNA分离出来,分别与T2和E c。
"的DNA进行分子杂交。
•结果这种RNA只能和T2的D\A形“杂种”链，而不能和E. coli的D\A进行杂交。
Jacob 和Monod预言：（1）这种“信使”应是一个多核昔酸；（2）其分子平均不小于5 105bp,足以携带一个基因的遗传信息；（3）它们至少是暂时连在核糖体上；（4）其碱基组成反映了DNA的序列；（5）它们能高速更新。
分子生物学-转录后加工
小鼠免疫球蛋白μ重链基因可变剪接
14-14
可变剪接的多种模式
• 转录物可以按不同的模式进行可变剪接，产生具有多样性的转录本， 许多基因有2种以上的剪接方式，有的甚至达上千种。
• 几种常见的选择性剪接模式： • 1）不同启动子；2）忽略外显子；3）5’选择性剪接；4）3’选择性 剪接；5）保留内含子；6）多腺苷酸化
• 如果装配在snRNP的剪接因 子识别外显子，则称为外显子 界定（exon definition）
• 如果装配在snRNP的剪接因 子识别内含子，则称为内含子 界定（intron definition）
• 通过外显子-内含子边界（剪 接位点）突变，可以分析外显 子-内含子的界定类型
14-12
RNA Pol II的CTD参与外显子界定
内含子类型
特征
剪接体内含子（spliceosomal introns）
细胞核，mRNA，由剪接体催化切除
tRNA内含子（tRNA introns）
细胞核或古菌tRNA基因，由蛋白催化切除
自切割I类内含子（self-splicing group I introns） 细胞器，由RNA催化切除
自切割II类内含子（self-splicing group II introns）细胞器，由RNA催化切除
• 如果在6个位点发生2个不同事件，将会产生26 = 64种结果
14-15
可变剪接示例：果蝇性别决定
• 果蝇的性别决定涉及sxl（sex lethal，性别致死）、 tra （transformer， 转换）和dsx（doublesex, 双性别）三个基因前体mRNA的可变剪接
• 这3个基因的剪接存在级联反应：sxl基因雌性特异性剪接可产生活性 蛋白，进一步增强sxl基因的雌性特异性剪接，同时引发tra基因的雌性 特异性剪接，再进一步引发dsx的雌性特异性剪接
第06章RNA转录与转录后加工ppt课件
RNA的转录 （生物合成）
RNA Biosynthesis, Transcription
参与转录的物质
原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) 模板: DNA 酶: RNA聚合酶(RNA polymerase, RNA-pol) 其他蛋白质因子
第一节
模板和酶
Templates and Enzymes
4. mRNA的剪接
—— 除去hnRNA中的内含子，将外显子连接。 •snRNP与hnRNA结合成为并接体
①
目录
外显子1内含子源自UpA •剪接过程的二次转酯反应
外显子2 GpU
(twice transesterification)第一次转酯反应
pG-OH (ppG-OH, pppG-OH)
U-OH
参与RNA-polⅡ转录的TFⅡ
转录因子 亚基组成，分子量(kD) TFⅡD TBP* 38
TAF** TFⅡA 12，19，35 TFⅡB 33
TFⅡF TFⅡE TFⅡH
30，74 57（） 34（）
功能 结合TATA盒 辅助TBP-DNA结合 稳定TFⅡD-DNA复合物 促进RNA-polⅡ结合及作 为其他因子结合的桥梁 解螺旋酶
第二节
转录过程
The Process of Transcription
一、原核生物的转录过程
（一）转录起始
转录起始需解决两个问题： 1. DNA双链解开，使其中的一条链作为转录
的模板。 2. RNA聚合酶必须准确地与转录模板的起始
区域结合，形成第一个磷酸二酯键。
转录起始过程 1. RNA聚合酶全酶(2)与模板结合
目录
三、rRNA的转录后加工
分子生物学-复习提纲-04.RNA的转录1
RNA的转录启动子的选择、(通过启动子)、转录起始、转录的延伸和终止。
RNA聚合酶Ⅱ是真核细胞核中转录RNA的酶━启动子选择→转录起始复合物：– RNA聚合酶全酶识别启动子（σ亚基的帮助下），并可逆性结合形成封闭复合物（二元的）–伴随DNA 构象的变化，结合处双链被解，封闭复合物→开放复合物（强启动子为不可逆）–开放复合物与最初的两个核苷酸相结合，两个核苷酸之间形成磷酸二酯键，此时三元复合物形成——RNA聚合酶、DNA和新生RNA链。
–通过启动子：当新生RNA链达到9个以上核苷酸时，离开启动子，并释放σ因子，进人延伸期━转录的延伸→转录延伸复合物–聚合酶沿DNA链移动，靠近RNA链3’端的DNA不断解旋，游离核苷酸加到新生的RNA链上不断延伸，同时在5'端重新形成DNA双链，将新生RNA链挤出转录延伸复合物。
━转录的终止– RNA链延伸到转录终止位点，不再形成新的磷酸二酯键，转录泡瓦解，转录延伸复合物分离，RNA链释放，DNA恢复双链，同时RNA聚合酶掉落。
注：━转录起始——就是RNA链上第一个核苷酸键的产生。
━通过启动子的时间代表一个启动子的强弱━转录延伸复合物与转录起始复合物相比，极为稳定，可以长时间地与DNA模板相结合而不解离。
★真核生物的转录━起始复合物的分子量很大：RNA聚合酶、7种辅助因子，辅助因子包含多个亚基。
━转录调控因子：真核生物RNA聚合酶不能直接识别启动子区，需要转录调控因子(辅助蛋白质) 按特定顺序结合于启动子上，RNA聚合酶才能与之相结合并形成前起始复合物。
━转录和翻译的速度基本相等。
整理：灵魂的心碎更多内容请联系linghundexinsui@。
《现代分子生物学》第五章 3 真核生物的转录后加工
真核细胞中rRNA的加工途径 真核细胞中rRNA的加工途径
(1) 切除5′端的前导序列； (2) 从41S的中间产物中先切下18S的片段。 (3) 部分退火，形成发夹结构； (4) 最后修正。
真核细胞中rRNA的加工 真核细胞中rRNA的加工
目前还不清楚45S前体在剪切位点断裂后是否 就产生成熟的末端，还是要经进一步的加工。 整个加工过程需要蛋白质的参与，可能形成核 蛋白体的形式。 rRNA的加工过程还需要snoRNA （small nucleolar RNAs ）的参与。 真核生物的5S rRNA是和tRNA转录在一起的， 经加工处理后成为成熟的5S rRNA。
真核细胞核mRNA的加帽反应 真核细胞核 的加帽反应
不同真核生物的mRNA可有不同的帽子结构， 同一种真核生物的mRNA也常有不同的帽子 结构。 帽子结构的作用： 1.为核糖体识别RNA提供信号 2.增加mRNA的稳定性 3.为mRNA向胞质的运输提供信号 4 与某些RNA病毒的正链RNA的合成有关。
各种参与剪接的成分形成一个剪接体系， 称为剪接体（spliceosome）。该体系由 几种snRNP和大量的其他的蛋白质分子 组成，这些蛋白质分子称为剪接因子， 估计有40多种。 剪接点和分支点序列由剪接体识别， snRNA和蛋白质都参与了识别，特别是 snRNA之间以及与mRNA间的碱基配对 起重要作用。
1. rRNA的转录后加工 rRNA的转录后加工
真核生物有4种rRNA，即5.8S rRNA、18S rRNA、28S rRNA和5S rRNA。其中前三者 的基因组成一个转录单位，产生47S的前 体，并很快转变成45S前体。 45S前体上有许多甲基化的位点，在转录 过程中或转录后被甲基化。甲基基团主要 是加在核糖上。甲基化是45S前体最终成 为成熟rRNA区域的标志。
RNA转录后的剪切与加工PPT课件
45S rRNA
20
21
•加工步骤：
（1）rRNA基因转录产生47S前rRNA初生转录物 （2）切除掉外部转录间隔区（ETSs，external transcribed
spacers), 形成45S前rRNA （3） 再切去内部转录间隔区（ITSs, internal transcribed
3
❖原核生物RNA的转录后加工
Post-transcriptional processing in prokaryotes
➢原核生物的 rRNA 加工 rRNA processing in prokaryotes
➢原核生物的tRNA的前体加工 pre-tRNA processing in prokaryotes
11
•原核生物的tRNA基因的转录单元大多数是多基因的。 不但同一种tRNA的几个基因拷贝可以转录在一条RNA 中,而且不同的tRNA也可以转录在一条RNA中。还有的 tRNA与rRNA组成转录单元。
12
举例：大肠杆菌tRNATyr的加工过程
•原核生物研究最为透切的是tRNATyr,它是携带Tyr(酪氨 酸)的tRNA,识别密码子GAU。
spacers)，形成41S前rRNA （4）释放出32S和20S的前RNA （5）进一步修剪，形成成熟的rRNA，包含了5.8S rRNA,18S
rRNA,28S rRNA
22
RNase RNase RNase RNase
Mammalian pre-rRNA processing
23
➢真核生物的tRNA加工 tRNA processing in Eukaryotes
➢真核生物的tRNA加工 tRNA processing in Eukaryotes
第六讲 RNA的转录与转录后加工
抑制剂
靶酶
抑制作用
利福霉素
细菌全酶
和β亚基结合，抑制起始
利迪链霉素
细菌核心酶 和β’亚基结合，抑制起始
放线菌素D 真核RNA聚合酶Ⅰ 与DNA结合，阻止延伸
α-鹅膏蕈碱 真核RNA聚合酶Ⅱ 与RNA聚合酶Ⅱ结合
RNA聚合酶很大，它 与DNA结合，其覆盖 DNA的范围大约是40bp。
RNA聚合酶
真核生物的RNA聚合酶
酶的种类
RNA聚合酶 Ⅰ
分布 核仁
转录产物 45S rRNA
对α-鹅膏蕈 碱的敏感性
不敏感
相对活性 50-70%
RNA聚合酶 Ⅱ
核质
hnRNA
敏感
20-40%
RNA聚合酶 Ⅲ
线粒体RNA 聚合酶 叶绿体RNA
原 核 生 物 的 转 录 终 止
ρ因子六聚体具有NTP酶和解螺 旋酶活性，通过水解NTP促使新生 RNA链的释放。
模板上存在特殊的转录终止信 号——内在终止子，其结构特点是： 终止位点上游一般具GC丰富对称区； 转录产物3’端为寡聚U。
真核生物的转录终止
对于真核生物转录的终止信号和终止机制了解得 很少，其主要困难在于很难确定原初转录物的3'末 端，因为大多数基因在转录后很快进行加工，无论 是mRNA、tRNA还是rRNA都是如此。
依赖于蛋白质因子的转录抗终止
由于某些蛋白质的参与，使RNA聚合酶构象，从而对终止信 号不敏感，转录继续进行。
RNA转录与DNA复制的异同
项目 场所 模板 原料
酶
校正功能 合成方向
RNA的生物合成 分子生物学
第三章RNA的生物合成DNA转录: RNA聚合酶以DNA为模板催化合成RNA的过程；RNA复制：RNA复制酶以RNA为模板指导合成RNA的过程；第一节转录的基本特征转录：是由DNA按碱基配对原则指导合成RNA的过程；RNA的转录合成所需的酶原料、能量及参与的离子：DNA模板、NTP底物、RNA聚合酶和镁离子；RNA聚合酶的作用原理：催化核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键相连合成RNA，合成方向为5’→3’；5’-(NMP)n-OH 3’+NTP 5’-(NMP)n+1-OH+PPi1.选择性转录转录的基本特征 2.不对称转录3.转录后加工1.选择性转录:细胞在不同的发育阶段，根据生产条件和代谢需要转录不同的基因产物；2.不对称转录模板连：DNA中每一个转录区都只有一股连可以被转录（与模板连互补，也称负链、反义链）；编码链：另一股链通常不被转录（与转录产物一致，也称正链、有义链）注：DNA双股链中的每一股链都可能含有指导RNA合成的模板；3.转录后加工初级转录产物：RNA聚合酶转录合成的RNA：转录后加工：初级转录产物的加工过程；第二节RNA聚合酶RNA聚合酶的特点：1.可启动RNA的合成，不需引物；2.只以一条DNA链或其一段DNA为模板；3.碱基互补配对的原则：A与U，G与C配对；4.合成方向：5’→3’；5.合成是连续进行的；6.无校读功能；7.需要Mg2+或Mn2+离子；8.可与多种调节转录的蛋白因子相互作用。
原核生物的RNA聚合酶的特点RNA聚合酶组成：全酶由2 个α、β、β’、ω、σ5种亚基组成，椭圆球形，可结合约60个核苷酸；RNA聚合酶全酶：五种亚基构成的六聚体（ɑ2ββ＇ωσ）RNA聚合酶核心酶(ɑ2ββ＇ω)：没有σ亚基的酶，只催化RNA链的延长，对转录的起始无作用；注：每种原核生物只有一种核心酶催化合成tRNA,mRNA,Rrna真核生物的RNA聚合酶的特点RNA聚合酶组成：2个大亚基RPB1和RPB2（大肠杆菌核心酶的β＇和β）、2个类α亚基（大肠杆菌的2个α亚基）和1个类ω亚基（大肠杆菌的ω亚基）RNA聚合酶Ⅱ的RPB1含有的羧基末端结构域（CTD）是磷酸化位点：1.与启动子结合时,CTD是未磷酸化的；2.启动转录是，CTD是磷酸化的第三节与转录有关的调控序启动子：RNA聚合酶识别、结合和启动转录的一段DNA序列，具有方向性；原核生物基因启动子 1.Sextama框原核生物基因启动子位于转录区的上游，其中有两段保守序列，具有高度的保守性和一致性，分别称为2.Pribnow框（称TATA盒）真核生物基因启动子1.核心启动子（CPE）Ⅱ类启动子的元件2.上游启动子(UPE)Ⅲ类启动子原核生物与真核生物基因启动子的结构有一定的相似性又有差异：原核生物和真核生物基因的终止子终止子：是位于转录区下游的一段DNA序列，是转录的终止信号，最后才被转录，编码3‘端；原核生物（ρ因子：是一种同六聚体，具有ATP酶和ATP依赖性解旋酶活性，可以与转录产物结合。
分子生物学讲义-6RNA的生物合成1
分子生物学Molecular Biology赵青天津科技大学生物工程学院Email: zhao_qing@前情回顾3. RNA的生物合成（转录 Transcription）3.1 RNA结构、分类与功能3.2 转录基本概念及特点3.3 转录的基本过程3.1 RNA ( r ibo n ucleic a cid) 结构、分类与功能核糖核苷酸是RNA的基本结构和功能单位。
一个核糖核苷酸分子由三个分子组成：一分子磷酸、一分子核糖、一分子含氮碱基。
3.1 RNA ( r ibo n ucleic a cid) 结构、分类与功能核糖和嘧啶，T-U单链线性分子自身折叠RNA can fold into specific structuresRNA的双螺旋结构特征（a) 发夹结构（hairpin）；（b)凸结构（bulge)；（c) 环结构（loop)2. RNA分类及功能mRNAtRNA3’5’rRNA细胞内总RNA 编码RNA占总量的2% 非编码RNA 占总量的98%前mRNA （hnRNA ）mRNA 非编码RNA 前rRNA 前tRNA snRNA snoRNA scRNA tmRNArRNA tRNA所有生物仅真核生物 仅细菌 Small nuclear ribonucleic acids 小核RNA ，主要功能是RNA 剪接 small nucleolar RNAs 小核仁RNA ，主要功能是修饰RNA ，有明确的二级结构 small cytosol RNAs 小胞浆RNA ，是蛋白质定位合成于粗面内质网上所需的信号识别体的组成成分 Transfer-messenger RNA 是一种细菌的RNA 分子有双类似tRNA 和信使RNA 类似物质3.2 转录基本概念及特点转录是指在DNA指导的RNA聚合酶的催化下，按照碱基配对的原则，以4种NTP为原料合成一条与模板DNA互补的RNA的过程。
（1）转录从DNA模板的特定位点（启动子）开始，并在特定位点终止（终止子），此转录区域为一个转录单位（transcription unit）（2）合成方向为5’- 3’, 不需要引物。
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。
生物化学及分子生物学(人卫第九版)-14-RNA的合成培训讲学
➢ 调控序列中的启动子是RNA聚合酶结合模板DNA的部位，也是控制转录的关键部位。 ➢ 原核生物以RNA聚合酶全酶结合到DNA的启动子上启动转录，其中由σ亚基辨认启动子，其他亚基相互配合。
第二节
原核生物的转录过程
原核生物转录过程和参与转录的物质
原核生物的转录过程可分为转录起始、转录延长和转录终止三个阶段。 参与转录的物质：
第十四章
RNA的合成
作者 :张玉祥 闫晓东
单位 : 首都医科大学
目录
第一节 原核生物转录的模板和酶 第二节 原核生物的转录过程 第三节 真核生物RNA的合成 第四节 真核生物RNA前体的加工和降解
重点难点
掌握 RNA转录的模板和酶；真核生物的转录后加工
熟悉 转录过程；原核和真核生物转录的异同
了解 内含子的种类；RNA的降解机制
二、RNA聚合酶催化RNA合成
（一）RNA聚合酶能从头启动RNA链的合成
( NMP )n + NTP → ( NMP ) n+1 + PPi
RNA
延长的RNA
DNA依赖的RNA聚合酶催化RNA合成的机制
➢ RNA聚合酶和双链DNA结合时活性最高，但 是只以双链DNA中的一股DNA链为模板。
➢ RNA聚合酶和DNA的特殊序列——启动子 (promoter)结合后，就能启动RNA合成。
第一节
原核生物转录的模板和酶
参与转录的物质：
➢原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) ➢模板: DNA ➢酶 : RNA聚合酶(RNA polymerase, RNA-pol) ➢其他蛋白质因子及Mg2+和Mn2+等
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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
• 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 RNasபைடு நூலகம் P
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
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
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”。
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。
子中间但干扰了前体 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。
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。
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,
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
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