《生物化学》课程教学资源（复习讲义）第十四章 RNA的生物合成.doc_大学文库

１第十四章 RNA的生物合成 RNA 的生物合成包括转录和 RNA 的复制。转录（transcription）：以一段DNA的遗传信息为模板，在 RNA 聚合酶作用下，合成出对应的RNA的过程，或在 DNA 指导下合成 RNA。转录产物：mRNA 、rRNA、 tRNA、小RNA 除某些病毒基因组RNA 外，绝大多数RNA分子都来自DNA转录的产物。转录研究的主要问题 ①RNA 聚合酶 ②转录过程 ③转录后加工 ④转录的调控 ①~③是基本内容，④是目前研究的焦点，转录调控是基因调控的核心。转录与 DNA复制的异同：相同：要有模板，新链延伸方向5’→3’，碱基的加入严格遵循碱基配对原则。相异：①复制需要引物，转录不需引物。 ②转录时，模板DNA的信息全保留，复制时模板信息是半保留。 ③转录时，RNA聚合酶只有5’→3’聚合作用，无 5’→3’及 3’→5’外切活性。转录是基因表达的第一步，也是最关键的一步。基因表达的终产物：①RNA ②蛋白质转录过程涉及两个方面 ①RNA 合成的酶学过程 ②RNA 合成的起始信号和终止信号，即DNA分子上的特定序列。 DNA 正链：与 mRNA序列相同的DNA链。负链：与正链互补的DNA链。转录单位的起点核苷酸为+1，起点右边为下游（转录区），转录起点左侧为上游，用负数表示：-1，-2， -3。第一节 DNA指导的RNA合成（转录） RNA 链的转录，起始于 DNA 模板的一个特定位点，并在另一位点终止，此转录区域称为一个转录单位。一个转录单位可以是一个基因（真核），也可以是多个基因（原核）。基因的转录是有选择性的，细胞不同生长发育阶段和细胞环境条件的改变，将转录不同的基因。转录的起始由DNA上的启动子区控制，转录的终止由 DNA上的终止子控制，转录是通过 DNA 指导的 RNA 聚合酶来实现的。一、 RNA 聚合酶 RNA 合成的基本特征 ①底物：NTP（ATP、GTP、CTP、UTP） ②RNA 链生长方向：5’→3’ ③不需引物

２ ④需 DNA 模板反应： 1、 E.coli RNA聚合酶（原核） E.coli和其它原核细胞一样，只有一种RNA聚合酶，合成各种RNA（mRNA、tRNA、rRNA）。一个 E.coli 细胞中约有 7000 个 RNA 聚合酶分子，在任一时刻，大部分聚合酶（5000 左右）正在参与 RNA 的合成，具体数量依生长条件而定。 E.coliRNA 聚合酶全酶（| holoenzyme）分子量 46万 Da，由六个亚基组成，α2ββ’ σω，另有两个 Zn2+。无σ亚基的酶叫核心酶，核心酶只能使已开始合成的 RNA 链延长，而不具备起始合成活性，加入σ亚基后，全酶才具有起始合成RNA 的能力，因此，σ亚基称为起始因子。 E.coli RNA聚合酶各亚基的大小与功能：亚基亚基数分子量（KD）基因功能 β’ 1 160 rpoC 与模板 DNA结合 β 1 150 rpoB 与核苷酸结合，起始和催化部位。 σ 1 70 rpoD 起始识别因子 α 2 37 rpoA 与 DNA上启动子结合 ω 1 9 ---- 不详不同的细菌，β’、β、α亚基分子量变化不大，σ亚基分子量变化较大，44KD~92KD。 σ亚基的功能：核心酶在 DNA 上滑动，σ亚基能增加酶与 DNA启动子的结合常数，增加停留时间，使聚合酶迅速找到启动子并与之结合，σ亚基本身无催化活性。不同的σ因子识别不同的启动子，从而表达不同的基因。不同的原核生物，都具有相同的核心酶，但σ亚基有所差别，这决定了原核基因表达的选择性。 RNA 聚合酶的催化活性：RNA聚合酶以完整的双链DNA为模板，转录时DNA的双链结构部分解开，转录后 DNA仍然保持双链的结构。 P360 图 20-1RNA 聚合酶的活性中心核心酶覆盖60bp 的DNA 区域，其中解链部分17bp 左右，RNA-DNA 杂合链约12bp。纯的RNA聚合酶，在离体条件下可转录双链 DNA，但在体内，DNA的两条链中只有一条可用于转录，这可能是由于 RNA 聚合酶在分离时丢失了σ亚基引起的。解旋和重新螺旋化也是 RNA 聚合酶的内在特性，在酶的前端解螺旋，在后端以相反方向重新螺旋化， RNA n n n n PPi RNA DNA Mg n ATP n GTP n CTP n UTP ( 1 2 3 4) / 2 1 + 2 + 3 + 4 ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ ⎯→ + + + + 聚合酶模板、 +

活体状况中,可能还有其它酶活性来帮助调整DNA的拓扑学性质。 37℃时,RNA聚合酶的聚合速度可达40-100个核苷酸秒 2、真核生物RNA聚合酶真核生物的转录机制要复杂得多,有三种细胞核内的RNA聚合酶:RNA聚合酶I转录RNA,RNA聚合酶Ⅱ转录mRNA,RNA聚合酶Ⅲ转录tRNA和其它小分子RNA。这三种RNA聚合酶分子量都在50万左右,亚基数分别为6-15。 P362表20-3真核生物RNA聚合酶的分类、分布及各自的功能动物、植物、昆虫等不同来源的细胞, RNApolⅡ的活性都可被低浓度的α-鹅膏蕈碱抑制,而 RNApol Ⅰ不受抑制。动物 RNApol受高浓度的α鹅膏蕈碱抑制,而酵母、昆虫的 RNApoll不受抑制。除了细胞核RNA聚合酶外,还分离到践线粒体和叶绿体RNA聚合酶,它们的结构简单,能转录所有种类的RNA,类似于细菌RNA聚合酶 3、噬菌体T3和Ⅳ7编码的RNA聚合酶仅为一条分子量IKD的多肽链,这些聚合酶只需要识别噬菌体DNA的少数启动子,并无选择地与其作用,37℃时的聚合速度200mt秒、RNA聚合酶催化的转录过程(Eco) P361图202 1、起始 RNA聚合酶结合到DNA双链的特定部位,局部解开双螺旋,第一个核苷酸掺λ转录起始位点,从此开始RNA链的延伸在新合成的RNA链的5未端,通常为带有三个磷酸基团的鸟苷或腺苷(pG或ppA),即合成的第个底物是GIP或ATP。起始过程中,σ因子起关键作用,它能使聚合酶迅速地与DNA的启动子结合,σ亚基与β'结合时,β 亚基的构象有利于核心酶与启动子紧密结合,。正链:与mRNA序列相同的两、链。负链:模板链。转录起点是+1,上游是-1 2、延长转录起始后,σ亚基释放,离开核心酶,使核心酶的βˆ亚基构象变化,与DNA模板亲和力下降,在 DNA上移动速度加快,使RNA链不断延长转录起始后,σ亚基便从全酶中解离出来,然后nsA亚基结合到核心酶上,由nsA亚基识别序列序列

３活体状况中，可能还有其它酶活性来帮助调整DNA的拓扑学性质。 37℃时，RNA聚合酶的聚合速度可达40~100 个核苷酸/秒 2、真核生物RNA聚合酶真核生物的转录机制要复杂得多，有三种细胞核内的RNA 聚合酶：RNA 聚合酶I 转录 rRNA，RNA 聚合酶II 转录 mRNA，RNA聚合酶 III 转录tRNA和其它小分子 RNA。这三种 RNA 聚合酶分子量都在 50 万左右，亚基数分别为6-15。 P362 表 20-3 真核生物RNA聚合酶的分类、分布及各自的功能动物、植物、昆虫等不同来源的细胞，RNApolⅡ的活性都可被低浓度的α-鹅膏蕈碱抑制，而 RNApol Ⅰ不受抑制。动物 RNApolⅢ受高浓度的α-鹅膏蕈碱抑制，而酵母、昆虫的 RNApolⅢ不受抑制。除了细胞核 RNA 聚合酶外，还分离到线粒体和叶绿体 RNA聚合酶，它们的结构简单，能转录所有种类的 RNA，类似于细菌RNA聚合酶。 3、噬菌体 T3和 T7 编码的RNA聚合酶仅为一条分子量 11KD 的多肽链，这些聚合酶只需要识别噬菌体 DNA 的少数启动子，并无选择地与其作用，37℃时的聚合速度200nt/秒。二、 RNA 聚合酶催化的转录过程（E.coli） P361 图 20-2 1、起始 RNA 聚合酶结合到DNA双链的特定部位，局部解开双螺旋，第一个核苷酸掺入转录起始位点，从此开始 RNA链的延伸。在新合成的 RNA 链的 5’末端，通常为带有三个磷酸基团的鸟苷或腺苷（pppG 或 pppA），即合成的第一个底物是 GTP 或ATP。起始过程中，σ因子起关键作用，它能使聚合酶迅速地与DNA的启动子结合，σ亚基与β’结合时，β’ 亚基的构象有利于核心酶与启动子紧密结合，。正链：与 mRNA序列相同的两、链。负链：模板链。转录起点是+1，上游是-1。 2、延长转录起始后，σ亚基释放，离开核心酶，使核心酶的β’亚基构象变化，与 DNA 模板亲和力下降，在 DNA 上移动速度加快，使RNA链不断延长。转录起始后，σ亚基便从全酶中解离出来，然后 nusA亚基结合到核心酶上，由 nusA 亚基识别序列序列

3、终止 RNA聚合酶到达转录终止点时,在终止辅助因子的帮助下,聚合反应停止,RNA链和聚合酶脱离DNA 模板链,msA又被σ亚基所取代。由此形成RNA聚合酶起始复合物与终止复合物两种形式的循环。三、启动子和转录因子启动子:RNA聚合酶识别、结合并开始转录所必需的段DNA序列。转录因子:RNA聚合酶在进行转录时,常需要一些辅助因子(蛋白质)参与作用,此类蛋白质统称为转录因子。足迹法和DNA测序法确定启动子的序列结构。 P363 原核启动子结构与功能分析比较上百种启动子序列,发现不同的启动子都存在保守的共同序列,包括RNA聚合酶识别位点和结合位点。 (1)、-10序列 (Pribnow框在转录起点上游大约-10处,有一个6bp的保守序列 TATAAT,称 Pribnow框。此段序列出现在4到-13bp 之间,每个位点的保守性在459-100% 频度:T89ATsA6 sA6 TI0o 据预测, Pribnow框中,一开始的TA和第6位最保守的T在结合RNA聚合酎时起十分重要的作用目前认为, Pribnow框决定转录方向。酶在此部位与DNA结合形成稳定的复合物, Pribnow框中DNA 序列在转录方向上解开,形成开放型起始结构,它是RNA聚合酶牢固的结合位点,是启动子的关键部位。 RNA聚合酶的结合,诱导富含AT的 Erenow框的双链解开,然后进·步扩大成17个核苷酸长度的泡状物,在泡状物中RNA聚合酶从模板链开始转录RNA产物。 (2)、-35序列( Sexfama box)(识别区域) 只含-10序列的DNA不能转录,在10序列上游还有一个保守序列,其中心约在35位置,称为35序列, 此序列为RNA酶的识别区域各碱基出现频率如下:T85T8G8A61C6As,其中TTG十分保守。 35序列的功能:它是原核RNA聚合酶全酶依靠σ因子的初始识别位点。因此,-35序列对RNA聚合酶全酶有很高的亲和性。-35序列的核苷酸结构,在很大程度上决定了启动子的强度,RNA聚合酶易识别强的启动子。 35序列提供RNA聚合酶识别信号, -10序列有助于DNA局部双链解开, 启动子结构的不对称性决定了转录的方向。 P364图204原核型启动子的结构

４ 3、终止 RNA 聚合酶到达转录终止点时，在终止辅助因子的帮助下，聚合反应停止，RNA 链和聚合酶脱离 DNA 模板链，nusA 又被σ亚基所取代。。由此形成 RNA 聚合酶起始复合物与终止复合物两种形式的循环。三、启动子和转录因子启动子：RNA聚合酶识别、结合并开始转录所必需的一段DNA 序列。转录因子：RNA 聚合酶在进行转录时，常需要一些辅助因子（蛋白质）参与作用，此类蛋白质统称为转录因子。足迹法和 DNA 测序法确定启动子的序列结构。 P363 （一）原核启动子结构与功能分析比较上百种启动子序列，发现不同的启动子都存在保守的共同序列，包括 RNA 聚合酶识别位点和结合位点。（1）、 -10 序列（Pribnow 框）在转录起点上游大约-10 处，有一个 6bp 的保守序列 TATAAT，称 Pribnow 框。此段序列出现在-4 到-13bp 之间，每个位点的保守性在45%-100%。频度： T89 A89T50A65A65 T100 据预测，Pribnow框中，一开始的TA 和第6 位最保守的T在结合RNA 聚合酶时起十分重要的作用。目前认为，Pribnow 框决定转录方向。酶在此部位与 DNA 结合形成稳定的复合物，Pribnow 框中 DNA 序列在转录方向上解开，形成开放型起始结构，它是RNA 聚合酶牢固的结合位点，是启动子的关键部位。 RNA 聚合酶的结合，诱导富含 AT 的 Pribnow 框的双链解开，然后进一步扩大成 17 个核苷酸长度的泡状物，在泡状物中RNA 聚合酶从模板链开始转录RNA 产物。（2）、 -35 序列（Sexfama box）（识别区域）只含-10 序列的DNA不能转录，在-10 序列上游还有一个保守序列，其中心约在-35 位置，称为-35 序列，此序列为 RNA 酶的识别区域。各碱基出现频率如下：T85 T83 G81A61C69A52 ，其中TTG 十分保守。 -35 序列的功能：它是原核 RNA聚合酶全酶依靠σ因子的初始识别位点。因此，-35 序列对 RNA 聚合酶全酶有很高的亲和性。-35 序列的核苷酸结构，在很大程度上决定了启动子的强度，RNA聚合酶易识别强的启动子。 -35 序列提供RNA聚合酶识别信号， -10 序列有助于DNA 局部双链解开，启动子结构的不对称性决定了转录的方向。 P364 图 20-4 原核型启动子的结构

５（二）真核启动子真核基因的转录十分复杂，对启动子的分析要比原核基因的困难得多。真核生物有三种 RNA 聚合酶：RNA聚合酶I、II、III，分别转录 rRNA、mRNA、tRNA 和小分子 RNA，这三类聚合酶的启动子各有其结构特点。 1、 RNA 聚合酶Ⅱ的启动子 RNA 聚合酶Ⅱ的启动子有三个保守区：（1）、 TATA 框（Hogness 框）中心在-25 至-30，长度7bp 左右。碱基频率：T82A97A85A63 （T37 ）A83A50（T37 ）（全为A-T，少数含有一个G-C 对）。此序列功能：使 DNA 双链解开，并决定转录的起点位置，失去 TATA 框，转录将可能在许多位点上开始。 TATA 框的改变或缺失，直接影响 DNA与酶的结合程度，会使转录起始点偏移，因此，TATA 是绝大多数真核基因正确表达所必需的。由于 RNA 聚合酶分子有相对固定的空间结构，同此框的结合位点和转录反应催化位点的距离，决定了起始位点的正确选择。启动子特定序列和酶的正确结构，这两者把酶置于一种正确的构象中，决定了识别的正确性和转录起始的正确性。（2）、 CAAT 框中心在-75 处，9bp，共有序列GGT（G）CAATCT 功能：与 RNA 聚合酶结合。（3）、 GC 框在 CAAT框上游，序列GGGCGG，与某些转录因子结合。 CAAT和GC 框均为上游序列，对转录的起始频率有较大影响。 2、 RNApolⅢ的启动子 RNApolⅢ的启动子在转录区内部。 P365 图 20-5 由 RNA 聚合酶III 转录的三个基因的启动子四、终止子和终止因子终止子：提供转录终止信号的一段DNA 序列。终止因子：协助RNA聚合酶识别终止子的蛋白质辅助因子。有些终止子的作用可被特异的因子所阻止，使酶越过终止子继续转录，称为通读，这类引起抗终止作用的蛋白质称为抗终止因子。终止子位于已转录的序列中，DNA的终止子可被RNA 聚合酶本身或其辅助因子识别。 P366 图 20-6

1、大肠杆菌中的两类终止子 P366图206 所有原核生物的终止子在终止点之前都有一个回文结构,它转录出来的RNA可以形成一个颈环式的发荚结构。 (1)、不依赖于ρ的终止子(简单终止子) 简单终止子除具有发夹结构外,在终止点前有一寡聚U序列,回文对称区通常有一段富含GC的序列寡聚U序列可能提供信号使RNA聚合酶脱离模板。 (2)、依赖ρ的终止子依赖ρ的终止子,必需在ρ因子存在时,才发生终止作用。终止点前无寡聚U序列,回文对称区不富含 ρ因子是55KD的蛋白质,可水解三磷酸核苷。 2、抗终止侑用通读往往发生在强启动子、弱终止子的基因上。抗终止作用常见于某些噬菌体的时序控制。早期基因于后基因之间以终止子相隔开,通过抗终止作用可以打开后基因的表达。 λ噬菌体前早期( immediate early)基因的产物N蛋白就是一种抗终止因子。它与RNA聚合酶作用使其在左右两个终止子处发生通读,从而表达晚早期( delayed early)基因。晚早期基因的产物Q蛋白也是一种抗终止因子,它能使晚早期基因得以表达五、转录过程的调节控制参阅P367转录过程的调节控制P450基因表达的调节基因的表达是受到严格的调节控制的,转录水平的调控是关键的环节,转录调控主要发生在起始和终止阶段。时序调控:生长、发育、分化、时间程序。适应调控:细胞内外环境改变。可位于基因的上游或下游区或内含子中操纵子:原核生物基因表达的协调单位,包括结构基因、调节基因及由调节基因产物所识别的控制序列 (启动子、操纵基因)。增强子:真核生物、病毒的基因组内,对转录起增强作用的_段DNA序列。它具有长距离效应,与方向无关,只作用于同条DNA链上的启动子。转录水平的调控取决于调节因子(RNA或蛋白质)与启动子、增强子、终止子之间的框互作用

６ 1、大肠杆菌中的两类终止子 P366 图 20-6 所有原核生物的终止子在终止点之前都有一个回文结构，它转录出来的 RNA 可以形成一个颈环式的发荚结构。（1）、不依赖于ρ的终止子（简单终止子）简单终止子除具有发夹结构外，在终止点前有一寡聚U 序列，回文对称区通常有一段富含 GC 的序列。寡聚 U 序列可能提供信号使RNA聚合酶脱离模板。（2）、依赖ρ的终止子依赖ρ的终止子，必需在ρ因子存在时，才发生终止作用。终止点前无寡聚U 序列，回文对称区不富含 GC。 ρ因子是 55KD的蛋白质，可水解三磷酸核苷。 2、抗终止作用通读往往发生在强启动子、弱终止子的基因上。抗终止作用常见于某些噬菌体的时序控制。早期基因于后基因之间以终止子相隔开，通过抗终止作用可以打开后基因的表达。 λ噬菌体前早期（immediate early）基因的产物N 蛋白就是一种抗终止因子。它与 RNA 聚合酶作用使其在左右两个终止子处发生通读，从而表达晚早期（delayed early）基因。晚早期基因的产物Q 蛋白也是一种抗终止因子，它能使晚早期基因得以表达。五、转录过程的调节控制参阅 P367转录过程的调节控制、P450基因表达的调节基因的表达是受到严格的调节控制的，转录水平的调控是关键的环节，转录调控主要发生在起始和终止阶段。时序调控：生长、发育、分化、时间程序。适应调控：细胞内外环境改变。可位于基因的上游或下游区或内含子中。操纵子：原核生物基因表达的协调单位，包括结构基因、调节基因及由调节基因产物所识别的控制序列（启动子、操纵基因）。增强子：真核生物、病毒的基因组内，对转录起增强作用的一段 DNA 序列。它具有长距离效应，与方向无关，只作用于同一条DNA 链上的启动子。转录水平的调控取决于调节因子（RNA或蛋白质）与启动子、增强子、终止子之间的相互作用

原核生物的转录调控 1、操纵子横型调节基因的产物可以是负调节物(如阻遏蛋白),也可以是正调节物,它们与操纵基因作用,关闭或打开结构基因的表达 2、cAMP能促进许多原核生物的基因表达 cAMP可以活化环腺苷酸受体蛋白( CAMPreceptor proten,CRP),CRP作为种广谱性的正调节物, 结合于被调控的启动子上,促进RNA聚合酶与启动子的结合,从而促进转录的进行。葡萄糖效应:培养基中葡萄糖含量较髙时,细菌首先利用葡萄糖,阻遏利用其它底物的酶类的合成原因:葡萄糖的降解物可以抑制腺苷酸玕化酶的活力,并激活磷酸脂酶,因而降低cAMP的水平,使这些酶的基因不能转录因此,CRP又称降解物基因活化蛋白( catabolite gene activator protein, CAP)。受 CAMP-CRP调节的操纵子(既代谢降解物敏感的操纵子)包括许多负责糖类分解代谢的诱导性启动子,如乳糖操纵子,半乳糖操纵子。,阿拉伯糖操纵子等,以及负责氨基酸合成代谢的可阻遏的操纵子,如IeⅧal操纵子(讧V)。调节子:受_种种调节蛋白所控制的几个操纵子系统,这些操纵子通常都属于同一个代谢途径或与同种功能有关。综合性调节子:一种调节蛋白控制几个不同代谢途径的操纵子,如 CAMP-CRP对各种分解代谢和合成代谢的调控系统 3、衰减子的调控作用真核生物的转录调控空第二节 RNA转录后的加工 RNA聚合酶合成的原初转录产物,要经过剪切、修饰、拼接等过程,才能转变成成熟的RNA分子,此过程称RNA转录后的加工。 (1)、原核、真核的tNA、rRNA(稳定的Rv) 细胞内的RNA、RNA相对稳定,半衰期一般为几个小时。所有的tRNA、RNA都不是原初转录产物都要经过一系列的加工才能成为有活性的分子 a.原初转录产物的5是三磷酸(ppG、ppA),而成熟的武NA、rRNA,5是单磷酸 b.成熟tRNA、RNA分子都比原初转录物小。 c.所有的tRNA分子,都有原初转录物所没有的稀有碱基(A、G、C、U以外的碱基) (2)、真核的mRW 单顺反子,多内含子。寿命比原核mRNA的长。内含子、内元( Intron):在原初啭转录物中,通过RNA拼接反应而被去除的RNA序列,或基因中与这种序列对应的DNA序列。 7

７（一）原核生物的转录调控 1、操纵子模型调节基因的产物可以是负调节物（如阻遏蛋白），也可以是正调节物，它们与操纵基因作用，关闭或打开结构基因的表达 2、 cAMP 能促进许多原核生物的基因表达 cAMP 可以活化环腺苷酸受体蛋白（cAMP receptor protein，CRP），CRP作为一种广谱性的正调节物，结合于被调控的启动子上，促进RNA聚合酶与启动子的结合，从而促进转录的进行。葡萄糖效应：培养基中葡萄糖含量较高时，细菌首先利用葡萄糖，阻遏利用其它底物的酶类的合成。原因：葡萄糖的降解物可以抑制腺苷酸环化酶的活力，并激活磷酸脂酶，因而降低cAMP 的水平，使这些酶的基因不能转录。因此，CRP 又称降解物基因活化蛋白（catabolite gene activator protein,CAP）。受 cAMP-CRP 调节的操纵子（既代谢降解物敏感的操纵子）包括许多负责糖类分解代谢的诱导性启动子，如乳糖操纵子，半乳糖操纵子。，阿拉伯糖操纵子等，以及负责氨基酸合成代谢的可阻遏的操纵子，如Ile-Val操纵子（iLV）。调节子：受一种一种调节蛋白所控制的几个操纵子系统，这些操纵子通常都属于同一个代谢途径或与同一种功能有关。综合性调节子：一种调节蛋白控制几个不同代谢途径的操纵子，如cAMP-CRP 对各种分解代谢和合成代谢的调控系统。 3、衰减子的调控作用（二）真核生物的转录调控第二节 RNA转录后的加工 RNA 聚合酶合成的原初转录产物，要经过剪切、修饰、拼接等过程，才能转变成成熟的RNA分子，此过程称 RNA转录后的加工。（1）、原核、真核的tRNA、rRNA（稳定的 RNA）细胞内的tRNA、rRNA相对稳定，半衰期一般为几个小时。所有的 tRNA、rRNA 都不是原初转录产物，都要经过一系列的加工才能成为有活性的分子。 a. 原初转录产物的5’是三磷酸（pppG、pppA），而成熟的tRNA、rRNA ，5’是单磷酸。 b. 成熟 tRNA、rRNA分子都比原初转录物小。 c. 所有的 tRNA 分子，都有原初转录物所没有的稀有碱基（A、G、C、U以外的碱基）。（2）、真核的 mRNA 单顺反子，多内含子。寿命比原核mRNA 的长。内含子、内元（intron）：在原初转录物中，通过 RNA 拼接反应而被去除的 RNA 序列，或基因中与这种序列对应的DNA序列

(1)、 RNAase p 能识别空间结构,很干净地切除tRNA前体的5’端。含有蛋白质和RNA(MRNA)两部分。MRNA含375n,在某些条件下,(提高Mg2或加入胺类), RNAase p的RNA能单独地切断tRNA前体的5’端序列 (2)、 RNAaseF 不千净地切除RNA前体的3’端序列,需要 RNAase d进一步修剪。 3、原核mRNA前体的加由单顺反子构成mRNA,一般不需加工,一经转录,即可直接进行翻译。有些多顺反子构成的mRNA, 须由核酸内切酶切成较小的mRNA,然后再进行翻译。例:核糖体大亚基蛋白L10、L7、L12与RNA聚合酶β、β'亚基的基因组成混合操纵子。它在转录出多顺反子mRNA后,由 RNAasel将核糖体蛋白质基因与聚合酶亚基基因的mRNA切开, 然后各自翻译该加工过程的意义:可对mRNA的翻译进行调节,核糖体蛋白质的合成必须适应于RNA的合成水平, 而细胞内RNA聚合酶的合成水平则要低得多。两者切开,有利于各自的翻译调控。真核生物RNA的加工真核RNA、tRNA前体的加工过程与原核的很相似,但mRNA的加工过程与原核的有很大不同。 1、真核rRNA前体的加工真核生物核糖体的小亚基含:16-18SRNA,大亚基含:2628 SrrNA、5 SrRNA、58SNA(特有)。真核RNA基因拷贝数较多,几十至几千个之间。真核戊NA基因也成簇排列在一起,18S、58、28SRNA基因组成一个转录单位,彼此被间隔区分开, 由RNA聚合酶I转录生成一个长的rRNA前体。5SRNA基因也成簇排列,间隔区不被转录,由RNA聚合酶Ⅲ转录后经适当加工哺乳动物:45 SIRNA前体,含18S、58S、28 SIRNA 果蝇:38 SIrNA前体,含18S、58S、28 SIrna 酵母:37 SIrNA前体,17S、58、26SRNA RNA在成熟过程中可被甲基化,位点主要在核糖2OH上。真核戊RNA甲基化程度比原核的高,约1-2% 的核苷酸被甲基化。真核生物的核仁是rNA合成、加工和装配成核糖体的场所,大、小亚基分别组装后,通过核孔转移到胞质中参与核糖体循环。 2、真核RNA前体的加工真核tRNA基因的数目比原核tRNA的要多的多。例如, Ecoli有60个RNA基因,啤酒酵母250个, 果蝇850个,爪蟾1150个,人1300个。真核邙RNA基因也成簇排列,被间隔区分开,NA基因由RNA聚合酶转录

９（1）、 RNAase P 能识别空间结构，很干净地切除tRNA前体的5’端。含有蛋白质和RNA（M1 RNA）两部分。M1 RNA含 375nt，在某些条件下，（提高[Mg2+]、或加入胺类）， RNAase P 的RNA 能单独地切断tRNA前体的5’端序列。（2）、 RNAaseF 不干净地切除 tRNA前体的3’端序列，需要 RNAase D 进一步修剪。 3、原核 mRNA前体的加工由单顺反子构成 mRNA，一般不需加工，一经转录，即可直接进行翻译。有些多顺反子构成的 mRNA，须由核酸内切酶切成较小的mRNA，然后再进行翻译。例：核糖体大亚基蛋白L10、L7、L12 与RNA聚合酶β、β’亚基的基因组成混合操纵子。它在转录出多顺反子 mRNA 后，由 RNAaseⅢ将核糖体蛋白质基因与聚合酶亚基基因的 mRNA 切开，然后各自翻译。该加工过程的意义：可对 mRNA的翻译进行调节，核糖体蛋白质的合成必须适应于 rRNA的合成水平，而细胞内 RNA 聚合酶的合成水平则要低得多。两者切开，有利于各自的翻译调控。二、真核生物RNA的加工真核 rRNA、tRNA前体的加工过程与原核的很相似，但mRNA的加工过程与原核的有很大不同。 1、真核 rRNA前体的加工真核生物核糖体的小亚基含：16-18S rRNA，大亚基含：26-28S r RNA、5SrRNA、5.8S rRNA（特有）。真核 rRNA基因拷贝数较多，几十至几千个之间。真核 rRNA 基因也成簇排列在一起，18S、5.8S、28S rRNA 基因组成一个转录单位，彼此被间隔区分开，由 RNA 聚合酶 I 转录生成一个长的 rRNA前体。5SrRNA 基因也成簇排列，间隔区不被转录，由 RNA聚合酶 III 转录后经适当加工。哺乳动物：45SrRNA 前体，含18S、5.8S、28S rRNA 果蝇：38SrRNA 前体，含18S、5.8S、28S rRNA 酵母：37SrRNA 前体，17S、5.8S、26SrRNA rRNA 在成熟过程中可被甲基化，位点主要在核糖 2’-OH上。真核 rRNA甲基化程度比原核的高，约 1-2% 的核苷酸被甲基化。真核生物的核仁是 rRNA 合成、加工和装配成核糖体的场所，大、小亚基分别组装后，通过核孔转移到胞质中参与核糖体循环。 2、真核 tRNA前体的加工真核tRNA基因的数目比原核tRNA的要多的多。例如，E.coli有 60 个 tRNA基因，啤酒酵母 250 个，果蝇 850 个，爪蟾1150 个，人 1300 个。真核 tRNA基因也成簇排列，被间隔区分开，tRNA基因由RNA 聚合酶Ⅲ转录

１０真核 tRNA前体的剪切、修饰过程与原核相似。 3、真核生物mRNA前体的加工 mRNA原初转录物是分子量很大的前体，在核内加工过程中形成分子大小不等的中间产物，它们被称为核内不均一RNA（hn RNA）。其中，约有25%可转变成成熟的mRNA。 hnRNA 半寿期很短，比细胞质中的 mRNA更不稳定，一般在几分钟至 1 小时。而细胞质 mRNA 的半寿期为 1-10 小时，神经细胞mRNA最长可达数年。 hnRNA 转变成mRNA的加工过程主要包括： a. 5’末端形成帽子结构 b. 3’末端切断并加上 polyA c. 剪接除去内含子对应的序列 d. 甲基化（1）、 5’末端加帽反应步骤 P 374 RNA 三磷酸酶，mRNA 鸟苷酰转移酶，mRNA（鸟嘌呤-7）甲基转移酶，mRNA（核苷-2’）甲基转移酶。由于甲基化的程度不同，有三种类型的帽子：CAP O 型，CAP I 型，CAP II 型。 ★5’帽子也出现于hnRNA，说明加帽过程可能在转录的早期阶段或转录终止前就已完成。 ★5’帽子的功能 a. 在翻译过程中起信号识别作用，协助核糖体与mRNA 结合，使翻译从AUG 开始。 b. 保护 mRNA，避免 5’端受核酸外切酶的降解。（2）、 3’端加 polyA hnRNA 链由RNAaseⅢ切断，由多聚腺苷酸聚合酶催化，加上polyA，ATP 为供体。加尾信号：AATAAA、YGTGTGYY（Y 为嘧啶）。高等真核生物和病毒的 mRNA在靠近 3’端区都有一段非常保守的序列AAUAAA，这一序列离多聚腺苷酸加入位点的距离在11-30nt 范围之内。核内 hnRNA的 3’端也有多聚腺苷酸，表明加尾过程早在核内已经完成。hnRNA 中的 poly（A）比 mRNA 略长，平均150-200nt。 polyA 的功能 a. 防止核酸外切酶对mRNA信息序列的降解，起缓冲作用。 b. 与 mRNA 从细胞核转移到细胞质有关。 3’脱氧腺苷（既冬虫夏草素）是多聚腺苷酸化的特异抑制剂，但它不抑制hnRNA 的转录。（3）、 mRNA 甲基化某些真核 mRNA内部有甲基化的位点，主要是在N6 -甲基腺嘌呤（m6A）