2018/12/16 想一想 想一想 ·真核生物的RNA聚合酶的特点？ ,古生白动子的站均 ·要整告物染色件因的转录发生在细照的什 ·真核生物转录是怎样起始的？ ·高撕酷种交鲁练基因的转录主要发生在细脂 原核生物转录产物的后加工 Pre-RNA processing in Prokaryotes NA:不加工，转录翻译偶联。 (基因表达调控 tRNA、rRNA:需要加工，比较稳定半表期几小时 常见RNA中的修饰核苷酸 2)去尾，形成.OI末填。缺CCA的RNA要用RNA核酸转 幕魔加CCA。 ③修饰：速过甲基化麻，硫略降，假果嗜定核背化麻等进行 如氨盖酸背的4硫果背(4m),D臂的2甲基乌背(2mG) TyC臂的根尿苷(w)和反壶码子环上的2异戊膝苷(2ipA) 1
2018/12/16 1 • 真核生物的RNA聚合酶的特点？ • 真核生物启动子的结构？ • 真核生物转录是怎样起始的？ 想一想 想一想 真核生物染色体基因的转录发生在细胞的什 么部位？ 真核生物染色体基因的转录主要发生在细胞 周期的什么时期？ 原核生物转录产物的后加工 Pre-RNA processing in Prokaryotes mRNA:不加工，转录翻译偶联。 原核细胞的mRNA半衰期只有几分钟（基因表达调控 的一种手段） tRNA、rRNA：需要加工，比较稳定 半衰期几小时 tRNA的加工分成3个阶段 (1) 斩头，形成5′末端； (2) 去尾，形成3′-OH末端。缺-CCA的tRNA要用tRNA核酸转 移酶加-CCA。 (3)修饰：通过甲基化酶，硫醇酶，假尿嘧啶核苷化酶等进行 修饰 如氨基酸臂的4-硫尿苷（4tu），D臂的2甲基鸟苷（2mG）， TψC臂的假尿苷（ψ）和反密码子环上的2异戊腺苷（2ipA) 常见tRNA中的修饰核苷酸 Cmnm5U (5-羧甲基氨甲基尿苷) mCm5U （5-甲氧基羰甲基尿苷） Xm5s2U （5-甲基-2硫代尿苷） K2C （2-赖氨酸胞苷） Com5U （5(2)-羟羧甲基尿苷） I （Inosine次黄嘌呤） m7G (7-甲基尿苷) m5C （5-甲基胞苷） m6A （6-甲基腺苷） s2C （2-硫代胞苷） ψ (假尿苷） Um (2’-O-甲基尿苷) Q （Queuosine） Xo5U (5-羟基尿苷) OH OH NH CH2 H2N R
2018/12/16 一、RNA的转录后加工 1、前体的切制 第四节真核生物转录后加工 主体rRNA基因(5.8S、18S、28 SrDNA)组成一个转录单元 45S前体 Pre-RNA processing in Eukaryote 47S前体 2、饰 新德专定(enoRNA)渗与RMA的化学修特和切 3、内含子切除 二、tRNA的转录后加工 ·1、切制 ·2、修饰，3加CCA,核苷酸修饰，如 甲基化等 ·3、内含子切除 三、mRNA的转录后加工 1.5加相 2、3了加尾，加尾识别倍号 3、内含子切除 Ho -0-P-0 -O-Ch OHOHOH 2
2018/12/16 2 第四节 真核生物转录后加工 Pre-RNA processing in Eukaryotes 一、rRNA的转录后加工 1、前体的切割 主体rRNA基因（5.8S、18S、28SrDNA）组成一个转录单元 47S前体 45S前体 2、修饰： 核仁RNA(snoRNA)参与RNA的化学修饰和切 割位点确定 3、内含子切除 二、tRNA的转录后加工 • 1、切割 • 2、修饰，3’加CCA，核苷酸修饰，如 甲基化等 • 3、内含子切除 三、mRNA的转录后加工 1、5’加帽，mRNA一出生就进行带帽反 应 2、3’加尾，加尾识别信号 3、内含子切除 1. 5’加帽
2018/12/16 一《共有初 mGN-甲苷 子1(cap-1) m'GpppXmpYp- 第一个核職的2-0位上产生甲盖 化(A样位甲盖化) W子2(Cap2) m7GpppXmpYmp 第二个核的20位上产生甲 化 图1的A销生有=N写有三带不州g后千行将 其中 女单细真被生物只有Cap0 ☆ 女Cp-一1悬其余真横生物的主要帽子形式 ★C即一2存在于某些真核生物中 甲基供体和璃： 女甲基供体：S一肆苷甲硫酸(SAM) 女甲基转移确 女鸟苷酸装移-一帽(capping onzymo) 2、加多聚(A)尾巴 W-约长20Obp(大多Euk的mRNA))poly(A) 加多聚(A)尾巴 多核糖核酸+nATP 意多菜技精服An+nPP 识别位点（有其它因子参与）： 切点上游13一20bp处的AAUAAA 切点下游的GUGUGUG(单细胞Euk除外) 近研究发现，原生物的RNA也有3漆加POA的 3
2018/12/16 3 HN—CH3 m7G 帽子0 帽子0（Cap-0） m7GpppXpYp-（共有） m7G N7—甲基鸟苷 帽子1 （Cap-1） m7GpppXmpYp- 第一个核苷酸的 2’-O 位上产生甲基 化 （A N6 位甲基化） 帽子2（Cap-2） m7GpppXmpYmp 第二个核苷酸的 2’-O 位上产生甲基 化 其中: ☆ 单细胞真核生物只有 Cap—0 ☆ Cap—1 是其余真核生物的主要帽子形式 ☆ Cap—2 存在于某些真核生物中 甲基供体和酶： ☆ 甲基供体: S—腺苷甲硫氨酸（SAM） ☆ 甲基转移酶 ☆ 鸟苷酸转移酶-戴帽酶（capping enzyme） 2、加多聚（A）尾巴 3’端-约长200bp (大多数Euk.的mRNA) poly(A)+ 最近研究发现，原核生物的RNA也有3’添加poly(A) 的现象 RNA末端腺苷酸转移酶或poly(A) 聚合酶 多聚核糖核酸 + nATP 多聚核糖核酸(A)n + nPPi Mg++ 或 Mn++ 加多聚（A）尾巴 切点上游 13－20bp处的 AAUAAA 切点下游的 GUGUGUG （单细胞Euk.除外） 识别位点（有其它因子参与）:
2018/12/16 加位点 第六节真核生物转录产物中内含子的去除 Intron removing in Eukaryote 一、概述 RNA剪接(RNA splicing),切除内含子连接外显子，形成 N暴基因(split gene）: 成感RNA的过程 内含子(Kintron): 外显子(excon): 剪接点：5拼接点或左剪接点（内含子上游） 拼接点或右接点（下菌 2.内含子的类别 在郁 3、剪接方式 方式一！由剪接体完成（核mRNA) nRNA前体 I类内含子 细胞核 A体、细孢春RA、 方式二1自我剪接（两类内含子1、Ⅱ） 立类内子 细胞质 体叶绿体RNA部分 方式三：需要蛋白质离参与的剪接接（酵母RNA) 发密料环上 各种内含子的边界各有一定的保守序列特征
2018/12/16 4 添加位点 第六节 真核生物转录产物中内含子的去除 Intron removing in Eukaryote 一、概述 1、 概念 割裂基因（split gene）： 内含子（intron）： 外显子（excon）： RNA剪接（RNA splicing）：切除内含子连接外显子，形成 成熟RNA的过程 剪接点： 5’ 拼接点或左剪接点（内含子上游） 3’ 拼接点或右剪接点（.下游） 内含子类型 存在部位 所在分子 GU-AG（chambon 法则） 细胞核 mRNA前体 AU-AC 细胞核 mRNA前体 Ⅰ类内含子 细胞核 rRNA前体、细胞器RNA、 少数细菌RNA Ⅱ类内含子 细胞质 线粒体和叶绿体RNA,部分 细菌RNA III类内含子 细胞质 线粒体和叶绿体RNA tRNA内含子 细胞核 tRNA前体（均位于 tRNA 的 反密码环上） 2.内含子的类别 各种内含子的边界各有一定的保守序列特征 3、剪接方式 方式一：由剪接体完成（核mRNA） 方式二：自我剪接（两类内含子Ⅰ 、Ⅱ ） 方式三：需要蛋白质酶参与的剪接接（酵母tRNA）
2018/12/16 二、核基因mRNA的前接机制(Splicing mochanism】 剪接与其他加工同时进行 L.核mRNA内含子的结构特点 1)Chamboa rule(GU一AG规则) .接mRNA内含子的结构特点 2.剪接体组装 玉.两步转酯反应 2)7碱基分支点 处新高整配有小的整变成另一 3剪接点的上游1850b处保守序列（富含吨定） Pu,任藏票吟 2.剪接体(spliceosome)的形戒：60s 5种核小分子RNA和约150种蛋白 疾12山参与成NA背体有淡的nRNP 里 8g 3.通过两步转酯完成剪接 ●第一次转酯：分支点A2”OH攻击内含子的5拼按点 ●第二次转：上谢外显子3-0H攻击内含子3剪换点 2一2 类内含子的剪接机村 5
2018/12/16 5 1. 核mRNA内含子的结构特点 2. 剪接体组装 3. 两步转酯反应 转酯反应 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 二、核基因mRNA的剪接机制（Splicing mechanism ) 剪接与其他加工同时进行 1）Chambon rule （GU－AG规则） 5’-exon- GU-intron-AG -exon-3’ 供点 100% 94% 受点 2） 7碱基分支点 3’剪接点的上游 18~50bp处保守序列(富含嘧啶）： Py 80N Py87 U Pu75 A Py95 Py：任意嘧啶 Pu：任意嘌呤 1. 核mRNA内含子的结构特点 2.剪接体（spliceosome）的形成：60s 5种核小分子RNA和约150种蛋白 lariat ● 第一次转酯：分支点A 2’-OH攻击内含子的 5’拼接点 ● 第二次转酯：上游外显子3’-OH攻击内含子3’剪接点 3.通过两步转酯完成剪接 Ⅰ类内含子的剪接机制 p 3’ HO-G p 3’ p P-G OH p P-G 3‘ HO Mg 2+或Mn 2+ GMP,GDP,GTP 外显子 内含子 5‘
2018/12/16 四、核酶 二类内含 套环的形成 核摩(ribo四yme:具有催化活性的RNA 于的剪接机制 外显子连 等发现P 华笑和n因发现商获1得0e9年度诺贝尔化 22河 四tRNA的剪接 玛法分的内有新先(（Raom四 29⑨ 五、RNA的编韩(RNA editing). 。颜名：造代信在太降装高区内发生 核苷酸播入、去失或转换等现象。 审乳动物我顺台B, 植物线鞋体中的如影色素氧化蹄亚善 芳性装级加以改编。才能变成正确的 量翁的钠裤作用广泛存在于限生动物及 6
2018/12/16 6 Ⅱ类内含子的剪接机制 P-A p 2‘ HO-A p p-A p 3’ OH p HO 3’ Mg 2+ 套环的形成 5‘ 3‘ 外显子连接 四、核酶 1982年Cech等发现四膜虫细胞大核期间26SrRNA前体具 有自我剪接功能，并于1986年证明其内含子L-19IVS具有 多种催化功能。 1984年Altman等发现RNaseP的核酸组分M1RNA具有该 酶的活性，而该酶的蛋白质部分C5蛋白并无酶活性。 Cech和Altman因发现Ribozyme而获得1989年度诺贝尔化 学奖。 •核酶 （ribozyme)：具有催化活性的 RNA 四 tRNA的剪接 tRNA分子的内含子首先由核酸内切酶（RNaseⅢ） 剪去。最后由RNA连接酶完成连接。 概念：遗传信息在RNA水平发生改变。 指在转录产物RNA前体的编码区内发生 核苷酸插入、丢失或转换等现象。 五、RNA的编辑（RNA editing） 某些mRNA前体需加以改编，才能变成正确的 有翻译活性的模板。 mRNA的这种编辑作用广泛存在于原生动物及 植物细胞的线粒体。 RNA编辑相继在真核生物和病毒中发现 如小鼠脑中的谷氨酸受体， 哺乳动物载脂蛋白B， 植物线粒体中的细胞色素氧化酶亚基
2018/12/16 ·无对物确基因的转柔产物即存 ◆RNA编辑的四种类型 人类amB基因 个尿嗜啶核甘酸： (分于量为24000) RNA (guide RNA) 55-70bp与RNA#产物1补，3海者5-25个 發 ↓n ◆RNA编辑的生物学意义： 花正作用； 如Ap0-B基因在肠道的表达. 春号RNA UUCA 7
2018/12/16 7 人类apo B基因 mRNA（14500个核苷酸） 肝脏 apo B100 （分子量为500 000） 肠道细胞 apo B48 （分子量为240 000） mRNA编辑 C→U CAA→UAA 6666位 哺乳动物载脂蛋白-B基因的转录产物即存 在mRNA编辑作用。 RNA编辑的四种类型： ① 单碱基的转变； ② 插入或丢失多个尿嘧啶核苷酸； ③ 插入单个核苷酸； ④ 在转录产物末端加 A。 指导RNA（guide RNA） • 55-70bp, 5’端与RNA转录产物互补, 3‘端有5-25个U RNA编辑的生物学意义： ① 校正作用； ② 调控翻译；如Apo-B基因在肠道的表达。 ③ 扩充遗传信息。 按照基因信息传递的理论，这种mRNA的 编辑作用无疑是对传统分子生物学原理的挑战
2018/12/16 不连城转量和反式脑糖 Discontinuous-transcription and Trans-splicing 反式剪接：发生在两个RNA分子之间的剪接(trans-spling) 选释性今全今-令 剪 令令△◇ 8
2018/12/16 8 不连续转录和反式剪接 Discontinuous—transcription and Trans-splicing 顺式剪接： 通过拼接将一个RNA分子的内含子拼接掉，使外显 子连接在一起（cis-splicing） 反式剪接： 发生在两个RNA分子之间的剪接（trans-spling） 反式剪接 选择性 剪接