




版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶(hù)提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、第四講 RNA的生物合成,1.原核生物mRNA的特征,(1)原核生物mRNA的半衰期短。 (2)許多原核生物mRNA可能以多順?lè)醋拥男问酱嬖凇?后面幾個(gè)順?lè)醋拥姆g起始會(huì)受到其上游順?lè)醋咏Y(jié)構(gòu)的調(diào)控(圖3-19) (3)原核生物mRNA的5端無(wú)帽子結(jié)構(gòu),3 端沒(méi)有或只有較短的polyA結(jié)構(gòu)。,原核生物起始密碼子AUG上游7-12個(gè)核苷酸處有一個(gè)被稱(chēng)為SD序列的保守區(qū),因?yàn)樵撔蛄信c16S rRNA 3端反向互補(bǔ),所以被認(rèn)為在核糖體mRNA的結(jié)合過(guò)程中起作用。,四、原核與真核mRNA特征比較,帽子結(jié)構(gòu)有三種,0類(lèi)帽子:m7GpppX,真核單細(xì)胞生物,如;酵母。,1類(lèi)帽子: m7GpppXm , 真核
2、普遍存在。,2類(lèi)帽子: m7GpppXmpYm ,10 15%的真核有此結(jié)構(gòu)。,形成:帽子結(jié)構(gòu)在剪切前已形成。,2.真核生物mRNA特征,(1)5 端存在 帽子結(jié)構(gòu),圖4 25,(2)絕大多數(shù)真核生物3端具有多聚A尾巴形式,mRNApoly(A)+ 示有poly; mRNApoly(A)- 示無(wú)poly,polyA是在polyA合成酶作用下逐個(gè)湊加的。,AAUAAA為poly(A)附加的識(shí)別序列。,poly A的作用:(1)是mRNA由細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)所必需的形式,它大大提高了mRNA在細(xì)胞質(zhì)中的穩(wěn)定性。 (2)可用于cDNA的合成。,RNA加工過(guò)程及其生理功能,五、內(nèi)含子的剪接、編輯、再編碼
3、及化學(xué)修飾,1. RNA中的內(nèi)含子,內(nèi)含子:在RNA原初轉(zhuǎn)錄本中被切除,而最終不表達(dá)的片段。,外顯子:在RNA原初轉(zhuǎn)錄本中剪接中保留并連在一起最終表達(dá)的片段。,部分人類(lèi)基因中內(nèi)含子序列所占的比例分析,基因 長(zhǎng)度/kb 內(nèi)含子數(shù)量 內(nèi)含子所占比例 胰島素 1.4 2 67 -球蛋白 1.4 2 69 血清蛋白 18 13 89 膠原蛋白組分 31 117 71 因子 186 25 95 萎縮性肌強(qiáng)直因子 2400 78 99,RNA加工過(guò)程及其生理功能,不連續(xù)基因: 真核生物在編碼多肽鏈的核苷酸序列中間存在著與氨基酸編碼無(wú)關(guān)的DNA序列,即一個(gè)基因編碼序列被分隔成不連續(xù)的若干區(qū)段,稱(chēng)為真核生物的
4、不連續(xù)基因。 不連續(xù)基因由外顯子和內(nèi)含子交替排列組成: 外顯子:編碼蛋白質(zhì)的序列。 內(nèi)含子:初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物hnRNA加工產(chǎn)生成熟mRNA時(shí)被切除的間隔序列。,2. RNA剪接,內(nèi)含子的可能功能: 內(nèi)含子通過(guò)啟動(dòng)子、起始位點(diǎn)的堿基配對(duì),可以阻止或增強(qiáng)RNA聚合酶的作用; 內(nèi)含子具有各種剪接信號(hào),不同的細(xì)胞可以選擇不同的拼接點(diǎn),對(duì)外顯子進(jìn)行有選擇地拼接,形成不同的成熟mRNA; 內(nèi)含子也許有自已特定的蛋白質(zhì)編碼。 切除內(nèi)含子的過(guò)程稱(chēng)為RNA的剪接,RNA的三種剪接方式: 自我剪接內(nèi)含子 能夠自發(fā)地進(jìn)行剪接,又分為型內(nèi)含子和型內(nèi)含子兩個(gè)亞類(lèi)。 由蛋白酶參與剪接的內(nèi)含子 主要在tRNA前體中發(fā)現(xiàn)。 由s
5、nRNP參與剪接的內(nèi)含子 存在于絕大多數(shù)真核細(xì)胞的蛋白質(zhì)基因中。 (什么是“snRNP”? 在真核生物的細(xì)胞核中,含有大量的小分子RNA,在天然狀態(tài)下,它們以核糖核蛋白粒子形式存在,稱(chēng)為snRNP。),mRNA前體中的內(nèi)含子的保守序列,(1) GU-AG法則,Chambon法則 多數(shù)細(xì)胞核mRNA前體中內(nèi)含子的5邊界序列為GU,3邊界序列為AG。因此,GU表示供體銜接點(diǎn)的5端,AG代表接納體銜接點(diǎn)的3端。這種保守序列模式稱(chēng)為GU-AG法則,又稱(chēng)為Chambon法則。,(2)外顯子與內(nèi)含子交界處的序列,內(nèi)含子內(nèi)部的部分序列也可能參與內(nèi)含子的剪接。,A/CAG GUPuAGU A Py rich
6、AG G,5,3,5剪接位點(diǎn) 分支點(diǎn) 3剪接位點(diǎn),外顯子 內(nèi)含子 外顯子,圖 脊椎動(dòng)物mRNA前體中常見(jiàn)的內(nèi)含子剪接所必需的保守序列,許多發(fā)生分叉剪接的核mRNA內(nèi)含子3端上游18-50個(gè)核苷酸處,存在一個(gè)序列Py80NPy87Pu75APy95,其中A為百分之百保守。,3.剪接體進(jìn)行的mRNA的剪接 核內(nèi)mRNA原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的剪輯方式可能是最常見(jiàn)的。在這一模式中,RNA的剪輯需要特異性RNA-protein-復(fù)合物small nuclear rebonucleoproteins(snRNP)和small nuclear RNAs(snRNAs)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)至少有5種snRNAs-U1,U2,U
7、4,U5,U6。,剪切位點(diǎn)特征:,b. 無(wú)互補(bǔ)。,c. 位于內(nèi)含子和外顯子交界處。,d. 以GU開(kāi)始,以AG告終。,a. 是保守序列,有共同的結(jié)構(gòu)基元:5AGGUAAGU。,真核生物 mRNA前體在剪接過(guò)程中,還可以形成套索樣的結(jié)構(gòu),在內(nèi)含子序列中常有一個(gè)分支部位的腺苷酸殘基,它的2-OH可以自動(dòng)攻擊內(nèi)含子5端與外顯子1連接的磷酸二酯鍵,切開(kāi)了外噗子1,而腺苷酸原來(lái)已有3,5-磷酸二酯鍵相連的兩個(gè)相鄰的核苷酸殘基,加上此3,5-磷酸二酯鍵連接后,在腺苷酸處出現(xiàn)了一個(gè)套索,已被切下的外顯子1的3-OH攻擊內(nèi)含子3末端與外顯子2之間的3,5-磷酸二酯鍵,鍵斷裂后,內(nèi)含子以套索的形式被節(jié)下來(lái),此時(shí)外
8、顯子1和外顯子2可以連接起來(lái)(圖)。,核mRNA前體的剪接機(jī)制: U1snRNP結(jié)合于內(nèi)含子的5端; U2snRNP結(jié)合到內(nèi)含子的分支點(diǎn)上; U5snRNP結(jié)合到內(nèi)含子的3端,U4/U6snRNP結(jié)合于U5; U1和U2結(jié)合,形成套索RNA結(jié)構(gòu); U4釋放,內(nèi)含子左側(cè)切斷,5外顯子作為獨(dú)立片段釋放; 內(nèi)含子的3剪接點(diǎn)切斷,形成套索內(nèi)含子,游離出來(lái); 5外顯子和3外顯子連接形成成熟mRNA。,U1 snRNP U2 snRNP,U2,內(nèi)含子的變位剪接:在個(gè)體發(fā)育或細(xì)胞分化時(shí)可以有選擇地越過(guò)某些外顯子或某個(gè)剪接點(diǎn)進(jìn)行變位剪接,產(chǎn)生出組織或發(fā)育階段特異性mRNA,稱(chēng)為內(nèi)含子的變位剪接。 例如:果蠅中
9、與性別分化相關(guān)基因的特異性剪接。,果蠅中與性別分化相關(guān)基因產(chǎn)物的特異性剪接過(guò)程,Sxl pre-mRNA,tra pre-mRNA,dsx pre-mRNA,雄性,雌性,SR蛋白, 核酶的發(fā)現(xiàn),最早認(rèn)為RNA的剪接由蛋白質(zhì)(酶)進(jìn)行。,實(shí)驗(yàn)1: 材料, 四膜蟲(chóng),26S rRNA,分析:是否RNA前體中混有某種蛋白?,4. I類(lèi)和II類(lèi)內(nèi)含子的剪接,實(shí)驗(yàn)2:用重組DNA制備RNA前體,重組DNA,RNA前體,26S rRNA,結(jié)論:RNA具有自我剪接能力,稱(chēng)之為Ribozyme.,1986年獲諾貝爾獎(jiǎng), I類(lèi)內(nèi)含子的剪切機(jī)制,剪接反應(yīng)由2個(gè)轉(zhuǎn)酯反應(yīng)完成(四膜蟲(chóng)、細(xì)菌)。,a. 第一個(gè)轉(zhuǎn)酯反應(yīng)由
10、一個(gè)游離的鳥(niǎo)苷或鳥(niǎo)苷酸介導(dǎo),鳥(niǎo)苷或鳥(niǎo)苷酸3-OH 作為親核基團(tuán)攻擊內(nèi)含子5的磷酸二酯鍵,從上游切開(kāi)RNA鏈。,b. 上游外顯子3-OH 攻擊內(nèi)含子3位核苷酸上的磷酸二酯鍵,使外顯子1和外顯子2聯(lián)結(jié)。,c. 釋放內(nèi)含子環(huán)。,Group I內(nèi)含子切除體系, II類(lèi)內(nèi)含子的剪切機(jī)制,細(xì)胞內(nèi)定位:存在于真核生物的線粒體和葉綠體rRNA基因中,特點(diǎn):轉(zhuǎn)酯反應(yīng)無(wú)需游離鳥(niǎo)苷酸或鳥(niǎo)苷。 過(guò)程: a. 由內(nèi)含子本身的靠近3端的腺苷酸2 -OH作為親核基團(tuán)攻擊內(nèi)含子5 端的磷酸二酯鍵,從上游切開(kāi)RNA鏈后形成套索結(jié)構(gòu)。 b. 再由上游外顯子的自由3 OH作為親核基團(tuán)攻擊內(nèi)含子3 位核苷酸上的磷酸二酯鍵,使內(nèi)含子被
11、完全切開(kāi)。 c. 上下兩個(gè)外顯子通過(guò)磷酸二酯鍵相連。,Group II內(nèi)含子切除體系, 剪切位點(diǎn)突變導(dǎo)致地中海貧血癥(thalassemia),地中海貧血癥起因于血紅蛋白合成缺陷。,此類(lèi)貧血癥中有一類(lèi)是異常剪接引起。,mRNA前體中的內(nèi)含子(intron)必須精確的剪切掉,剪切位置發(fā)生一個(gè)核苷酸的差異,即會(huì)導(dǎo)致閱讀框(reading frame)的改變,從而合成非功能蛋白。,-珠蛋白的第一內(nèi)含子發(fā)生突變,突變位點(diǎn)發(fā)生在正常3剪接位點(diǎn)上游,離位點(diǎn)20個(gè)N處。 正常人是G,病人是A,即G A。從而導(dǎo)致產(chǎn)生了一個(gè)新的3剪接位點(diǎn)(原位點(diǎn)上游),新剪切位點(diǎn)剪切,使mRNA中密碼子變化。在新剪切點(diǎn)后的第7
12、個(gè)密碼子是蛋白質(zhì)合成的終止密碼。結(jié)果是合成不正常的血紅蛋白-亞基,導(dǎo)致貧血癥。,核酶發(fā)現(xiàn)的意義,生命的最初形式可能是RNA,其兼有DNA和蛋白質(zhì)的功能。 在進(jìn)化過(guò)程中 作為遺傳模板的功能讓位于DNA(RNA不穩(wěn)定) 作為催化劑的功能讓位于蛋白質(zhì)。 c. 利用其機(jī)制,設(shè)計(jì)合成特異性切割病毒RNA或其它RNA的核酶,以便于治療包括愛(ài)滋病、癌癥在內(nèi)的疾病。, 核酶的類(lèi)型: a.剪切型 b.剪接型,2. RNA的編輯、再編碼及化學(xué)修飾,(1) RNA的編輯,RNA的編輯是某些mRNA前體的一種加工方式,如插入、刪除或取代一些核苷酸殘基,導(dǎo)致DNA所編碼的遺傳信息的改變,因?yàn)榻?jīng)過(guò)編輯的mRNA序列發(fā)生了
13、不同于模板DNA的變化。,類(lèi)型,位點(diǎn)特異性脫氨基作用 引導(dǎo)RNA指導(dǎo)的尿嘧啶插入或刪除,哺乳動(dòng)物載脂蛋白mRNA的編輯,CAA,UAA,肝中剪接的mRNA編碼含4563個(gè)殘基的蛋白質(zhì),腸中mRNA有密碼子在第2153位密碼子終止合成,第2153位密碼子編碼Gln,CAA,哺乳動(dòng)物中RNA編輯的實(shí)例,利什曼原蟲(chóng)屬細(xì)胞色素b mRNA的編輯,AAAUAUAAUAGAA,A G G C,AAA UAUAA UAGAA,UUUAUGUUGUCUU,與指導(dǎo)RNA配對(duì),U插入,釋出mRNA,UUUAUGUUGUCUU,指導(dǎo)RNA,mRNA,mRNA,RNA編輯的生物學(xué)意義,(1)校正作用 (2)調(diào)控翻譯
14、(3)擴(kuò)充遺傳信息,2. RNA的再編碼,mRNA在某些情況下不是以固定的方式翻譯,而是可以改變?cè)瓉?lái)的編碼信息,以不同的方式進(jìn)行翻譯,科學(xué)上把RNA編碼和讀碼方式的改變稱(chēng)為RNA的再編碼。,核糖體1/-1移位 核糖體跳躍 終止子通讀,3.RNA的化學(xué)修飾,有些RNA,特別是rRNA和tRNA,還可能有特異性化學(xué)修飾。圖3-35 例如:人細(xì)胞內(nèi)rRNA分子就存在106種甲基化和95種假尿嘧啶產(chǎn)物。,rRNA轉(zhuǎn)錄后的加工,真核生物有4種rRNA。,大亞基(60S)rRNA: 28S(4700nt); 5S(120nt); 5.8S(160nt)。,小亞基(40S)rRNA : 18S(1900nt)。,其中5.8S rRNA 、18S rRNA 、28 S rRNA 為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位,前體為45S RNA,其加工過(guò)程如圖。,5S rRNA與tRNA在一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位中。,六、rRNA轉(zhuǎn)錄后的加工,4-30,轉(zhuǎn)錄后加工步驟:, 切除成熟 tRNA 5、3序列:,5- :RNaseP。,3 :核酸內(nèi)切酶和外切酶。, 3-末端CCA湊加:
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶(hù)所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶(hù)上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶(hù)因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 提升學(xué)習(xí)體驗(yàn)教育游戲化激勵(lì)機(jī)制的多元應(yīng)用
- 技術(shù)與課程整合的教學(xué)策略研究
- 2025年中國(guó)4-氯間苯二酚數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)研究報(bào)告
- 探索教育技術(shù)在商業(yè)人才培養(yǎng)中的價(jià)值
- 抖音商戶(hù)編導(dǎo)腳本審核流程制度
- 全球鈾礦資源市場(chǎng)潛力與2025年核能產(chǎn)業(yè)安全與環(huán)保研究報(bào)告
- C12-DG-PEG-MW-2000-1-2-Didodecanoyl-rac-glycero-3-methoxypolyethylene-glycol-MW-2000-生命科學(xué)試劑-MCE
- 亳州學(xué)院《食品營(yíng)養(yǎng)與健康》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷
- 寧波大學(xué)《電子商務(wù)前沿專(zhuān)題》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷
- 四川省德陽(yáng)市廣漢中學(xué)2025屆數(shù)學(xué)七年級(jí)第一學(xué)期期末監(jiān)測(cè)試題含解析
- 中國(guó)機(jī)器人工程市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告2025
- 2025年金融科技企業(yè)估值方法與投資策略在金融科技企業(yè)并購(gòu)中的應(yīng)用案例報(bào)告
- 福建省廈門(mén)市雙十中學(xué)2025屆七年級(jí)生物第二學(xué)期期末聯(lián)考模擬試題含解析
- 【小學(xué)】新蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)四年級(jí)下冊(cè)暑假每日一練(02):計(jì)算題-應(yīng)用題(含答案)
- 2025豬藍(lán)耳病防控及凈化指南(第三版)
- TCUWA20059-2022城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)模型構(gòu)建與應(yīng)用技術(shù)規(guī)程
- 《無(wú)人機(jī)介紹》課件
- 2025至2030中國(guó)壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀調(diào)查及項(xiàng)目投資策略建議報(bào)告
- 三臺(tái)縣2024-2025學(xué)年小學(xué)六年級(jí)數(shù)學(xué)畢業(yè)檢測(cè)指導(dǎo)卷含解析
- 2025-2030中國(guó)硼酸行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及競(jìng)爭(zhēng)格局與投資研究報(bào)告
- 學(xué)校中層干部選拔聘用實(shí)施方案中層干部選聘實(shí)施方案2
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論