RNA的选择性剪切课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二阶段，3′端剪接点的 剪切从索套形式中释放了内含 子，同时，右边的外显子和左 边的外显子连接起来。
第三阶段，索套随即脱离 分枝点，形成一个线性的删除 内含子，然后很快被降解。
学习交流PPT
9
RNA的剪切修饰
学习交流PPT
10
RNA的剪切修饰
学习交流PPT
11
RNA的选择性剪切
一 概念
二
选择性剪切是指从一个mRNA前
因为把内含子定义成从双核苷酸GT开始到双核苷酸AG结束，所以接点 经常被描述为遵守GT-AG法则，RNA中实际的序列为GU-AG法则。
GT-AG法则可以描述许多真核生物核基因中的剪接点。并不适用于线粒 体中的内含子，也不适用于酵母的tRNA基因
学习交流PPT
8
RNA的剪切修饰
第一阶段，在内含子5′ 端剪接点形成一个切口，左边 的外显子以直线形式存在，右 边的内含子一外显子则开成索 套（这里内含子5′端和内含子 内一个碱基形成5′-2′键，这 个目标碱基为腺苷，被称为分 枝点）。
数量和生物种类范围来看，选择性剪接是扩大蛋白质多样性的最
重要的机制
学习交流PPT
14
RNA的选择性剪切
• 二 单个基因选择性剪接的方式
1. 内含子的保留； 2. 可变外显子的保留或切除； 3. 3’和5’剪接位点的转移（shift）导致外显子 的增长或缩短。
学习交流PPT
15
RNA的选择性剪切
5’Exon GT
• 高通量的基因组测序和EST测序，使生物信息学方 法来研究选择性剪接成为可能。最近研究结果显示， 约35%－60%的人基因有选择性剪接形式。
学习交流PPT
13
选择性剪接是调节基因表达和产生蛋白质组多样性的重要机 制。
选择性剪接可以从一个基因产生多种蛋白，从而使蛋白质组
中蛋白质的数量超过基因组中基因的数量。其中，从影响基因的
学习交流PPT
4
RNA的剪切修饰
Genome
Transcriptome
Proteome
DNA
RNA
学习交流PPT
Protein 5
RNA的剪切修饰
Genome: 5’Intergenic
Gene
5’Exon GT Donor Site
Transcription of pre-mRNA
Intron
• 选择性剪切（alternative splicing）是物种进化重 要方式之一。
Neuropsin是一种主要在大脑海马区表达的丝
氨酸蛋白酶。该基因同学习和记忆的功能调节以 及大脑的发育相关。研究发现，小鼠仅表达
TypeI蛋白酶,检测的猕猴、滇金丝猴和长臂猿的大 脑中也只表达Type-I。在人的胚胎中，TypeI和 TypeII两种剪切方式都有表达，且丰度相似。在 成人脑中，TypeII蛋白酶成为优势表达的蛋白酶， TypeI仅有少量表达。研究发现TypeII只在人的大 脑中表达。
学习交流PPT
7
通过对mRNA序列与结构基因核苷酸序列的比较，我们可以确定外显子 与内含子的接合点。发现，在一个内含子的两端并不存在广泛的相似性或 互补性。然而，接点还是具有很好的保守性，尽管只是短短的一致序列。
数字指示了特定的碱基在每个一致性位点存在的百分比。结果只在内 含子接点上有高一致性序列发现。这样，基因内含子序列就可以定义为： GT……AG
Intron GT
pre-mRENxAon Intron
AG
GT AG
5’ Exon
GT
GT
Intron
Exon Intron
AG
GT AG
5’Exon GT
Intron AG
GT AG
5’ Exon
GT
GT
Intron AG
GT AG
学习交流PPT
Exon Exon Exon Exon
3’ 3’ 3’ 3’
16
RNA的选择性剪切
三、选择生剪接的功能和生物学意义 1. 选择性剪接是在RNA水平调控基因表达的机制之 一。 2. 选择性剪接使生物表型具有多样性与复杂性。
学习交流PPT
17
NRDR的选择性剪切
全反式维甲酸 (aRA) 通过与其在核内受体结合调节 基因的转录来发挥其重要的生理功能，包括正常胚 胎的发育，形态、神经系统的形成，成体动物的生 长，发育，繁殖等， 并通过调节组织及细胞的分化
Exon Intron
AG Acceptor Site
GT AG
U1
U2
Intergenic
3’
Exon
3’
Splicing to mRNA
Transcriptome:
5’Exon Exon 学习交流PPT Exon
3’
6
RNA的剪切修饰
• 过去人们一直认为，基因的遗传密码子是连续不 断地并列在一起，形成一条没有间隔的完整的基
因体。但以后通过对真核蛋白质编码基因结构的
分析发现，在它们的核苷酸序列中间插入有与氨 基酸编码无关的DNA间隔区，使一个基因分隔成 不连续的若干区段。我们称这种编码序列不连续 的间断基因为断裂基因。
• 在很多情况下，有内含子的基因首先转录成 RNA 前体，之后内含子被去除，外显子被拼接 到一起。成熟的mRNA只含有外显子序列。 我们 把内含子的删除过程称为RNA的剪接
来促使一些恶性肿瘤向良性转变。临床上我国科学 家率先将aRA用于急性早幼粒细胞白血病的治疗并 取得了良好的疗效。aRA在体内是由维生素A也称视 黄醇(Retinol)经两步代谢而成，中间代谢产物为视 黄醛(Retinal)， 即
Retinol ↔ Retinal → aRA
学习交流PPT
18
NRDR的选择性剪切
RNA的选择性剪切
以NRDR 的选择性剪切为例
学习交流PPT
1
概论
• 知识背景 • RNA的剪切修饰 • RNA的选择性剪切 • NRDR
学习交流PPT
2
知识背景（1）
• 生物的复杂性与其基因组基因数量似乎存在 明显差异
• 物种间，脊椎动物的相对应的DNA序列有着 惊人的相似。
学习交流PPT
3
知识背景（2）
体中通过不同的剪接方式（选择不同
的剪接位点组合）产生不同的mRNA剪
接异构体的过程。
三
选择性剪切不仅仅是mRNA剪
去内含子的过程，还包括不同外显子
之间的组合过程
学习交流PPT
ห้องสมุดไป่ตู้
12
RNA的选择性剪切
• 1980年 Baltimore在小鼠 IgM 基因发现第一个选择 性剪接现象，不同外显子组合分别产生膜型、分泌 型IgM。
已有不同组织的多种酶被认为参与这两步代谢过程。辅 酶 II 依 赖 性 视 黄 醇 脱 氢 酶 ( NADP-dependent retinol dehydrogenase/ reductase，NRDR)是由黄东阳教授 在兔肝细胞中纯化的一种新酶， NRDR普遍存在于哺乳 动物肝中，显示出较强的Retinol氧化与Retinal还原活 性。
第三阶段，索套随即脱离 分枝点，形成一个线性的删除 内含子，然后很快被降解。
学习交流PPT
9
RNA的剪切修饰
学习交流PPT
10
RNA的剪切修饰
学习交流PPT
11
RNA的选择性剪切
一 概念
二
选择性剪切是指从一个mRNA前
因为把内含子定义成从双核苷酸GT开始到双核苷酸AG结束，所以接点 经常被描述为遵守GT-AG法则，RNA中实际的序列为GU-AG法则。
GT-AG法则可以描述许多真核生物核基因中的剪接点。并不适用于线粒 体中的内含子，也不适用于酵母的tRNA基因
学习交流PPT
8
RNA的剪切修饰
第一阶段，在内含子5′ 端剪接点形成一个切口，左边 的外显子以直线形式存在，右 边的内含子一外显子则开成索 套（这里内含子5′端和内含子 内一个碱基形成5′-2′键，这 个目标碱基为腺苷，被称为分 枝点）。
数量和生物种类范围来看，选择性剪接是扩大蛋白质多样性的最
重要的机制
学习交流PPT
14
RNA的选择性剪切
• 二 单个基因选择性剪接的方式
1. 内含子的保留； 2. 可变外显子的保留或切除； 3. 3’和5’剪接位点的转移（shift）导致外显子 的增长或缩短。
学习交流PPT
15
RNA的选择性剪切
5’Exon GT
• 高通量的基因组测序和EST测序，使生物信息学方 法来研究选择性剪接成为可能。最近研究结果显示， 约35%－60%的人基因有选择性剪接形式。
学习交流PPT
13
选择性剪接是调节基因表达和产生蛋白质组多样性的重要机 制。
选择性剪接可以从一个基因产生多种蛋白，从而使蛋白质组
中蛋白质的数量超过基因组中基因的数量。其中，从影响基因的
学习交流PPT
4
RNA的剪切修饰
Genome
Transcriptome
Proteome
DNA
RNA
学习交流PPT
Protein 5
RNA的剪切修饰
Genome: 5’Intergenic
Gene
5’Exon GT Donor Site
Transcription of pre-mRNA
Intron
• 选择性剪切（alternative splicing）是物种进化重 要方式之一。
Neuropsin是一种主要在大脑海马区表达的丝
氨酸蛋白酶。该基因同学习和记忆的功能调节以 及大脑的发育相关。研究发现，小鼠仅表达
TypeI蛋白酶,检测的猕猴、滇金丝猴和长臂猿的大 脑中也只表达Type-I。在人的胚胎中，TypeI和 TypeII两种剪切方式都有表达，且丰度相似。在 成人脑中，TypeII蛋白酶成为优势表达的蛋白酶， TypeI仅有少量表达。研究发现TypeII只在人的大 脑中表达。
学习交流PPT
7
通过对mRNA序列与结构基因核苷酸序列的比较，我们可以确定外显子 与内含子的接合点。发现，在一个内含子的两端并不存在广泛的相似性或 互补性。然而，接点还是具有很好的保守性，尽管只是短短的一致序列。
数字指示了特定的碱基在每个一致性位点存在的百分比。结果只在内 含子接点上有高一致性序列发现。这样，基因内含子序列就可以定义为： GT……AG
Intron GT
pre-mRENxAon Intron
AG
GT AG
5’ Exon
GT
GT
Intron
Exon Intron
AG
GT AG
5’Exon GT
Intron AG
GT AG
5’ Exon
GT
GT
Intron AG
GT AG
学习交流PPT
Exon Exon Exon Exon
3’ 3’ 3’ 3’
16
RNA的选择性剪切
三、选择生剪接的功能和生物学意义 1. 选择性剪接是在RNA水平调控基因表达的机制之 一。 2. 选择性剪接使生物表型具有多样性与复杂性。
学习交流PPT
17
NRDR的选择性剪切
全反式维甲酸 (aRA) 通过与其在核内受体结合调节 基因的转录来发挥其重要的生理功能，包括正常胚 胎的发育，形态、神经系统的形成，成体动物的生 长，发育，繁殖等， 并通过调节组织及细胞的分化
Exon Intron
AG Acceptor Site
GT AG
U1
U2
Intergenic
3’
Exon
3’
Splicing to mRNA
Transcriptome:
5’Exon Exon 学习交流PPT Exon
3’
6
RNA的剪切修饰
• 过去人们一直认为，基因的遗传密码子是连续不 断地并列在一起，形成一条没有间隔的完整的基
因体。但以后通过对真核蛋白质编码基因结构的
分析发现，在它们的核苷酸序列中间插入有与氨 基酸编码无关的DNA间隔区，使一个基因分隔成 不连续的若干区段。我们称这种编码序列不连续 的间断基因为断裂基因。
• 在很多情况下，有内含子的基因首先转录成 RNA 前体，之后内含子被去除，外显子被拼接 到一起。成熟的mRNA只含有外显子序列。 我们 把内含子的删除过程称为RNA的剪接
来促使一些恶性肿瘤向良性转变。临床上我国科学 家率先将aRA用于急性早幼粒细胞白血病的治疗并 取得了良好的疗效。aRA在体内是由维生素A也称视 黄醇(Retinol)经两步代谢而成，中间代谢产物为视 黄醛(Retinal)， 即
Retinol ↔ Retinal → aRA
学习交流PPT
18
NRDR的选择性剪切
RNA的选择性剪切
以NRDR 的选择性剪切为例
学习交流PPT
1
概论
• 知识背景 • RNA的剪切修饰 • RNA的选择性剪切 • NRDR
学习交流PPT
2
知识背景（1）
• 生物的复杂性与其基因组基因数量似乎存在 明显差异
• 物种间，脊椎动物的相对应的DNA序列有着 惊人的相似。
学习交流PPT
3
知识背景（2）
体中通过不同的剪接方式（选择不同
的剪接位点组合）产生不同的mRNA剪
接异构体的过程。
三
选择性剪切不仅仅是mRNA剪
去内含子的过程，还包括不同外显子
之间的组合过程
学习交流PPT
ห้องสมุดไป่ตู้
12
RNA的选择性剪切
• 1980年 Baltimore在小鼠 IgM 基因发现第一个选择 性剪接现象，不同外显子组合分别产生膜型、分泌 型IgM。
已有不同组织的多种酶被认为参与这两步代谢过程。辅 酶 II 依 赖 性 视 黄 醇 脱 氢 酶 ( NADP-dependent retinol dehydrogenase/ reductase，NRDR)是由黄东阳教授 在兔肝细胞中纯化的一种新酶， NRDR普遍存在于哺乳 动物肝中，显示出较强的Retinol氧化与Retinal还原活 性。