分子生物学课件chapterRNA转录

Splicing of class II introns (splicesome)
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Introns ★ Ⅰ类内含子（ group Ⅰ）:含有中部核心结构的
细胞器基因 核基因
★ Ⅱ类内含子（group Ⅱ）:不含有中部核心结构 细胞器线粒体基因内 核基因
★ GU－AG内含子（group Ⅲ）:具有 GU－AG 特征 的边界序列 核基因mRNA前体
• 转酯反应是将一处已有的磷酸二酯键变成另一处新的 磷酸二酯键
• 内元自身能形成特定的二级结构，产生适于拼接反 应的构象和活性位点,在G的参与下完成拼接反应 (内部引导序列)
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这一机制如下图所示 :
科罗拉多大学Cech等人完成（美）
活性位点
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Step 2： 游离外显子（左）发动的转酯反应 左外元的3’-OH 攻击3’拼接点，同时释放 线状的内含子,形成成熟RNA分子
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☻ 两次转酯反应是紧密偶联的 ☻ 释放出的内元可继续进行转酯反应 而形成环状
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自我拼接过程主要由转酯反应构成，且完全由内元自身 完成--------自我拼接的最大特点
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Splicing of ClassⅠintron（self-splicing）
1、 结构特点： （1） 5’ 拼接点和3’ 拼接点-------U↓… …G ↓ 5’ ……↓ exon……↓U……intron……G……exon……3’
自我拼接分为；两种方式： I类内含子： 梨形四膜虫 II类内含子： 真核生物的线粒体和叶绿体rRNA基因
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The mechanism of splicing in class I intron （四膜虫的大rRNA 前体的拼接） Step 1： 游离G发动的转酯反应
G 的 3’-OH 攻击内含子的 5’拼接点 G- 内含子；左外显子（有游离3’OH）
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四膜虫的 35SRNA 的内含子有自身催化的性质 即将一处已有的磷酸二酯键转变成另一处新的磷 酸二酯键，不需要额外的能量
因此： 内含子可以看作是 RNA重排酶（RNA rearrangease） 或 RNA异构酶（RNA isomerase）
其中： 拼接反应中，“酶” 和底物是同一个分子，且反应后 变成了不同的分子
码 子相距 一个nt 长14~16bp，其中含一段与反密码 环互补的序列反密码环处形成一个与成熟tRNA不同 的构象
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只有anti-code受到影响
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酵母tRNAphe
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Chapter 7 RNA Splicing
Chapter 13 of the book
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In 1977, Robert J and Sharp P A discovered interrupted genes individually.
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Class II：自我拼接（GroupⅠ、Ⅱ ） 形成特定的二级结构 RNA具有催化拼接的能力
Class III：需要蛋白质酶参与的拼接（酵母tRNA） 前两种拼接都属于转酯反应
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splicing of tRNA in yeast 1、链的断裂和连接是两个独立的过程 2、tRNA的内含子均位于反密码环的3’端，与反密
Some pre-mRNAs can be spliced in more than one way, generating alternative mRNAs. This is called alternative splicing.
拼接点： 5’ 拼接点或左拼接点（内含子上游） 3’ 拼接点或右拼接点（……下游）
变为2’，3’环式核苷酸
因此，一个半分子有两个磷酸末端，一 个半分子有两个 －OH末端
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连接反应前要进行两个反应： a、左外元的3’端成为OH
（环式磷酸二酯酶） 其 3’ 位为OH， 2’ 位为磷酸
b、第二个外元的 5’端转变为 磷酸基（多聚核苷酸激酶）
因此连接后还要切除第一个外元 的 2’—磷酸这是 tRNA内元拼接重 要特点之一
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Ribozyme A ribozyme is an RNA molecule with a well defined tertiary structure that enables it to catalyze a chemical reaction.
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拼接过程
第一步：内切酶作用
释放一条线状内元分子 和两个“tRNA半分子”
两个tRNA半分子采取成熟 tRNA分子的构象(切刻)
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第二步： RNA连接酶连接断端 其中内切酶作用后产生 5’OH 和 3’磷酸，3’磷酸端很快转
A typical eukaryotic gene
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RNA 拼接（RNA splicing）： introns are removed from the permRNA by a process called RNA splicing.
★ tRNA基因的内含子 均位于 tRNA 的反密码环上
分子生物学课件chapter的特征
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3、拼接方式 Class I：由拼接复合物完成（核mRNA内含子） 可供识别的特异序列 拼接复合物由多种蛋白质和snRNA组成