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1、第六章 轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工及逆轉(zhuǎn)錄,轉(zhuǎn)錄(transcription):以DNA單鏈為模板,核苷三磷酸NTP(ATP,GTP,CTP,UTP四種核糖核苷三磷酸)為原料,在RNA聚合酶催化下合成RNA鏈的過程。,轉(zhuǎn)錄的條件:,第一節(jié) 轉(zhuǎn)錄的基本特征,轉(zhuǎn)錄、復(fù)制的異同點(diǎn),轉(zhuǎn)錄通用公式:,模板,Nn,+,NTP,模板,Nn+1,+,PPi,Mg2+,RNA聚合酶,1.原料是NTP (ATP,GTP,CTP,UTP四種核糖核苷三磷酸)。 2.RNA聚合酶+ 鎂。 3.起始鏈核苷酸為嘌呤核苷三磷酸,5端保持三磷酸集團(tuán)。 4.DNA雙鏈上,一股鏈可轉(zhuǎn)錄,另一股不轉(zhuǎn)錄。 5.有意義鏈與反意義鏈并非固定不變。
2、6.轉(zhuǎn)錄方向都是5 3,模板鏈: 反意義鏈 antisense strand:以該鏈中的DNA堿基順序指導(dǎo)RNA的合成-被轉(zhuǎn)錄的那條 DNA 鏈。 編碼鏈: 有意義鏈 sense strand / template strand :不被轉(zhuǎn)錄的那條DNA鏈,但其堿基順序除T用U代替外,其余與 mRNA相同 。,幾個(gè)基本概念,5- GCAGTACATGTC -3編碼鏈 DNA 3- CGTCATGTACAG-5模板鏈 5- - GCAGUACAUGUC-3 mRNA N -Ala-Val-His-Val-C 蛋白質(zhì),有兩方面含義: 1)DNA分子雙鏈上的某一區(qū)段,一股鏈用作模板指引轉(zhuǎn)錄,另一股鏈不
3、轉(zhuǎn)錄; 2)模版鏈并非永遠(yuǎn)在同一單鏈上。,雙鏈DNA分子上分布著很多基因,并不是所有基因的轉(zhuǎn)錄均在同一條DNA單鏈上,而是一些基因在這條單鏈轉(zhuǎn)錄,另一些基因的轉(zhuǎn)錄在另一條單鏈上,DNA雙鏈一次只有一條鏈可作為模板轉(zhuǎn)錄,稱之為不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄。,第二節(jié) 指導(dǎo)下的聚合酶,RNA 聚合酶 依賴DNA的RNA聚合酶(DNA -dependent RNA polymerase,DDRP ) 以DNA 為模板,催化 2個(gè)游離的 NTP形成 3,5-磷酸二酯鍵。,一、原核生物 RNA 聚合酶,1、大腸桿菌RNA聚合酶的組成,西格瑪,全酶 (Holo Enzyme)和核心酶(Core Enzyme),(1) 全酶(
4、Holo Enzyme) 用于轉(zhuǎn)錄的起始 依靠空間結(jié)構(gòu)與DNA模板結(jié)合 專一性地與DNA序列(啟動(dòng)子)結(jié)合 轉(zhuǎn)錄效率低,速度緩慢( 的結(jié)合 ),(2) 核心酶 (Core Enzyme) 作用于轉(zhuǎn)錄的延伸過程 依靠靜電引力與DNA模板結(jié)合(蛋白質(zhì)中堿性 基團(tuán)與DNA的磷酸根之 間) 非專一性的結(jié)合(與DNA的序列無關(guān)),2、各亞基的特點(diǎn)和功能 (1) 因子 因子可重復(fù)使用 修飾RNApol構(gòu)型 使Holo Enzyme 識(shí)別啟動(dòng)子的特定區(qū)域,2 ,2, 2 ,2,(3)全酶的組裝過程, 不同的因子識(shí)別不同的啟動(dòng)子 E.coli 中有五種因子(70、32、54、28 、 24 ) 枯草桿菌中有1
5、1種因子 (因子的更替對(duì)轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控) (2)因子,核心酶的組建因子, 促使RNApol 與DNA模板鏈結(jié)合, 2 2, 前端因子使模板DNA雙鏈變單鏈 尾端因子使單鏈DNA重新聚合為雙鏈,(3) 因子, 促進(jìn)RNApolNTP RNA elongation, 完成磷酸酯鍵的連接 Editing 功能(排斥與模板鏈不互補(bǔ)的堿基),E site(RifR):對(duì)NTP非專一性地結(jié)合,(4) 因子 參與RNA非模板鏈的結(jié)合 (充當(dāng)SSB), 構(gòu)成Holoenzyme 后,因子含有兩個(gè)位點(diǎn) I site(Rifs): 該位點(diǎn)專一性地結(jié)合ATP或者GTP,(利福霉素 rifamycin、利福平 rif
6、ampin)抑制I位點(diǎn) (利迪鏈菌素(streptollydigin)抑制E位點(diǎn),由于各亞基的功能,使全酶本身含有五個(gè)功能位點(diǎn),有義DNA鏈結(jié)合位點(diǎn)( 亞基提供) DNA/RNA雜交鏈結(jié)合位點(diǎn)(亞基提供) 雙鏈DNA解鏈位點(diǎn)(前端 亞基提供) 單鏈DNA重旋位點(diǎn)(后端亞基提供) 因子作用位點(diǎn),1.請(qǐng)敘述端粒酶。79-81 2.真核生物與原核生物的DNA復(fù)制異同點(diǎn)。82-83 3.突變類型85 4.簡(jiǎn)述holliday模型步驟102-106 5.簡(jiǎn)述原核生物RNA聚合酶119-120 6.利福霉素和利福平/利迪鏈霉素作用于哪些因子,哪些位點(diǎn)。126,二、真核生物RNA聚合酶(三種),敏感度是指濃
7、度抑制力: 高(10-910-8mol/L), 中(10-510-4mol/L), 低(大于10-3mol/L)。,一、真核生物的RNApol 1、 三種RNApol: 根據(jù)對(duì) - 鵝膏蕈堿的敏感性不同而分類 RNApol 最不敏感 (動(dòng)、植、昆) RNApol 最敏感 RNApol 不同種類(物種)的敏感性不同 2、 位置和轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 RNApol 核仁 活性所占比例最大 轉(zhuǎn)錄rRNA(5.8S、18S、 28S),RNApol 核質(zhì) 主要負(fù)責(zé) hnRNA、snRNA 的轉(zhuǎn)錄 hnRNA(mRNA 前體,核不均一RNA heterogeneous nuclear RNA) snRNA(核內(nèi)小分
8、子 RNA small nulear RNA) RNApol 核質(zhì) 負(fù)責(zé) tRNA,3、亞基組成: 分子量500KDa,含兩個(gè)大亞基和 712 個(gè)(4-8)小亞基 RNApol: 大亞基中有 C 末端結(jié)構(gòu)域 (carboxy terminal domain CTD) CTD中含一保守氨基酸序列的多個(gè)重復(fù) TyrSerProThrSerProSer 酪氨酸-絲氨酸-脯氨酸-蘇氨酸-絲氨酸-脯氨酸-絲氨酸 C 端重復(fù)七肽 不同生物中重復(fù)數(shù)目不一樣(酶活性), CTD中的絲氨酸和蘇氨酸可被高度磷酸化 磷酸化的 RNApol 被稱為A 非磷酸化的 RNApol 稱為B CTD參與轉(zhuǎn)錄 B A 使 RN
9、Apol易于離開 啟動(dòng)子進(jìn)入延伸過程(10倍),二、 真核生物的啟動(dòng)子 三種 RNApol 識(shí)別三種啟動(dòng)子 三種聚合酶需要不同的轉(zhuǎn)錄因子-TF 、 TF 、TF 等 注:每種轉(zhuǎn)錄因子根據(jù)發(fā)現(xiàn)的先后再分為ABC (TF A TF B) 三種轉(zhuǎn)錄方式 三種產(chǎn)物: RNA聚合酶mRNA前體; RNA聚合酶rRNA; RNA聚合酶tRNA和 5S RNA,RNA 的轉(zhuǎn)錄包括 promotion. elongation. termination 三過程 從啟動(dòng)子 (promoter)到終止子(terminator)稱為轉(zhuǎn)錄單 位 (transcription unit) 原核生物的轉(zhuǎn)錄單位多為操縱子op
10、eron 真核生物中的轉(zhuǎn)錄單位多無 operon 轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)即轉(zhuǎn)錄原點(diǎn)記為1,其上游記為負(fù)值,下游 記為正值,一、原核生物啟動(dòng)子和終止子 啟動(dòng)子(promoter):RNA聚合酶的結(jié)合區(qū)域。 啟動(dòng)子的特點(diǎn): (1)在轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的5端 (2)TTGACA:Sextama框,RNA聚合的識(shí)別部位(酶靠亞基與之結(jié)合),在-35區(qū)。 (3)TATAAT: Pribnow 框,RNA聚合酶的結(jié)合區(qū),在-10區(qū)。,Pribnow 框 結(jié)合位點(diǎn),Sextama框 識(shí)別位點(diǎn),(1) Sextama 框(Sextama Box) RNA聚合酶的松弛結(jié)合(只為識(shí)別), RNA聚合酶依靠其亞基識(shí)別該位點(diǎn) 決定了啟動(dòng)子
11、的強(qiáng)度 不同啟動(dòng)子中位置略有變動(dòng),(2) Pribonow 框(Pribonow Box) RNA聚合酶的牢固結(jié)合位點(diǎn) 一致序列:TATAAT,4、RNApol 在DNA上結(jié)合位點(diǎn)的鑒定 足跡法(footprinting) 足跡法原理: 限制酶切割結(jié)合有RNApol的DNA 末端標(biāo)記該DNA 用內(nèi)切酶降解DNA 凝膠電泳分離,放射自顯影觀察,大片段DNA,末端標(biāo)記大分子DNA,重新結(jié)合RNApol,作對(duì)照 直接用DNase 進(jìn)行降解,電泳,用微量DNase降解,電泳,原核生物的終止子,終止子:提供轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)的一段 DNA 序列。 兩個(gè)主要結(jié)構(gòu)特征: 1.反向核苷酸重復(fù)序列:5-CGGATG|
12、CATCCG-3 反向序列的長度和GC含量直接影響RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性(分子內(nèi)堿基配對(duì)促成了RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)) 2.緊接反向重復(fù)序列的連續(xù)寡聚U,2. 原核生物的終止子一個(gè)回文結(jié)構(gòu)(頸環(huán)式的發(fā)莢結(jié)構(gòu))。 可分為兩種: 不依賴于的終止子:有寡聚 U 序列,回文對(duì)稱區(qū)富含 GC序列。 依賴的終止子:無寡聚 U 序列,回文對(duì)稱區(qū)不含GC。 因子-終止因子:是 55KD 的蛋白質(zhì),可水解三磷酸核苷,協(xié)助RNA聚合酶識(shí)別終止子的輔助因子。 例:大腸桿菌色氨酸操縱子-尾-40bp的GC豐富區(qū),其后緊跟AT豐富區(qū)-轉(zhuǎn)錄終止子的結(jié)構(gòu)。,二、真核生物啟動(dòng)子 真核生物中有三種不同的RNA聚合酶,因此也有三種不同的
13、啟動(dòng)子,其中以啟動(dòng)子最為復(fù)雜。 (1)有多種元件:TATA框/盒,GC框,CAAT框,OCT等; (2)結(jié)構(gòu)不恒定; (3)它們的位置、序列、距離和方向都不完全相同; (4)有的有遠(yuǎn)距離的調(diào)控元件; (5)元件起到控制轉(zhuǎn)錄效率和選擇起始位點(diǎn)的作用; (6)轉(zhuǎn)錄時(shí)先和其它轉(zhuǎn)錄激活因子結(jié)合,再和聚合酶結(jié)合。,增強(qiáng)子,-200,核心啟動(dòng)子元件:?jiǎn)为?dú)發(fā)揮作用可確定轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)+產(chǎn)生基本水平轉(zhuǎn)錄 (1)TATA框:順序TATAATAAT。在轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游約-25-30bp處,基本上由A-T堿基對(duì)組成,為RNA聚合酶的結(jié)合處之一,RNA聚合酶與TATA框牢固結(jié)合之后才能開始轉(zhuǎn)錄,RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄所需最小的D
14、NA序列。 上游啟動(dòng)子元件:控制轉(zhuǎn)錄頻率,不參與起始位點(diǎn)的確定。 (2)CAAT框:順序GGGTCAATCT,是真核生物基因常有的調(diào)節(jié)區(qū),位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游約-80-100bp處,也是RNA聚合酶的一個(gè)結(jié)合處,控制著轉(zhuǎn)錄起始的頻率。 (3)GC框:有兩個(gè)拷貝,位于CAAT框的兩側(cè),由GGCGGG組成,是一個(gè)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)區(qū),有激活轉(zhuǎn)錄的功能。,真核生物的RNApol 1、 三種RNApol: 根據(jù)對(duì) - 鵝膏蕈堿的敏感性不同而分類 RNApol 最不敏感 (動(dòng)、植、昆) RNApol 最敏感 RNApol 不同種類(物種)的敏感性不同 2、 位置和轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 RNApol 核仁 活性所占比例最大 轉(zhuǎn)錄
15、rRNA(5.8S、18S、 28S),RNApol 核質(zhì) 主要負(fù)責(zé) hnRNA、snRNA 的轉(zhuǎn)錄 hnRNA(mRNA 前體,核不均一RNA) snRNA(核內(nèi)小分子 RNA) RNApol 核質(zhì) 負(fù)責(zé) tRNA、5S rRNA和部分 snRNA,1、 RNApol的啟動(dòng)子 結(jié)構(gòu)最復(fù)雜 位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的上游,有多個(gè)短序列元件組成 通用型啟動(dòng)子(無組織特異性) (1) 帽子位點(diǎn) (2) TATA框 定位轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的功能 (類似原核的Pribnow框) TATA是絕大多數(shù)真核基因的正確表達(dá)所必需的,(3) CAAT框(CAAT box) 位于75bp處, 一致序列為GGC/TCAATCT 前兩
16、個(gè) G 的作用十分重要(轉(zhuǎn)錄效率) 增強(qiáng)啟動(dòng)子的效率、頻率,不影響啟動(dòng)子的特異性 以上三個(gè)保守序列在絕大多數(shù)啟動(dòng)子中都存在,(4) 增強(qiáng)子(enhancer): 研究SV40病毒時(shí)發(fā)現(xiàn),啟動(dòng)子上游的某些序列若發(fā)生變化,則大大降低轉(zhuǎn)錄活性,這些序列對(duì)轉(zhuǎn)錄起增強(qiáng)作用,故稱增強(qiáng)子。 一段能夠加速基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)性序列,通過改變DNA模板的螺旋結(jié)構(gòu)和順勢(shì)調(diào)控RNA聚合酶及特異性蛋白。 效率高:是轉(zhuǎn)錄頻率增加10-200倍。 特點(diǎn):1.位置不定(5端上游,3端下游,甚至于內(nèi)含子中) 2.序列長,有芯(TGGA/TA/TA/T) 3.作用距離遠(yuǎn)。(延至數(shù)千堿基) 4.作用無論正反(倒置依然起作用) 5.發(fā)揮
17、作用需要疊加(啟動(dòng)子+增強(qiáng)子) 6.需要特定因子才能發(fā)揮作用。,(5) GC框 (GC box) 位于90附近,較常見的成分 核心序列為GGGCGG 可有多個(gè)拷貝,也可以正反兩方向排列,小結(jié): 不同啟動(dòng)子中每種元件與轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的距離不同 不同啟動(dòng)子中的相應(yīng)元件互相交換,形成的雜交 啟動(dòng)子功能沒有變化 各種元件將相應(yīng)的蛋白因子結(jié)合到啟動(dòng)子上, 組成起始復(fù)合物,蛋白因子間的相互作用決定 了轉(zhuǎn)錄的起始,3、 RNApol I啟動(dòng)子結(jié)構(gòu),主要由兩部分組成 目前了解較清楚的是人的RNA聚合酶I的啟動(dòng)子 核心啟動(dòng)子(core promoter)位于45至+20的區(qū)域內(nèi),這段序列就足以使轉(zhuǎn)錄起始。 上游調(diào)控
18、元件(upstream control element, UCE) ,從180至107,提高核心啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄起始效率。 兩個(gè)區(qū)域內(nèi)的堿基組成和一般的啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)有所差異,均富含GC對(duì),兩者有85%的同源性。,終止子:位于基因的3端,是終止因子因子識(shí)別結(jié)合處,阻斷轉(zhuǎn)錄的進(jìn)行 。,三、原核生物、真核生物轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)差異,1、原核生物mRNA起始位點(diǎn)沒有“帽子”結(jié)構(gòu),嘌呤和嘧啶都能起始轉(zhuǎn)錄;真核基因轉(zhuǎn)錄的起始位點(diǎn)具有“帽子”結(jié)構(gòu),且只有嘌呤才能起始轉(zhuǎn)錄。 2、原核基因啟動(dòng)區(qū)范圍小;真核基因調(diào)控區(qū)較大。 3、除Pribnow框之外,原核基因啟動(dòng)子上游只有TTGACA區(qū)作為RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn);真
19、核基因除了框之外,還擁有GC區(qū)和增強(qiáng)子等。,一、轉(zhuǎn)錄-啟動(dòng),1.RNA聚合酶正確識(shí)別DNA模板上的啟動(dòng)子。 2.DNA和核苷三磷酸(NTP)構(gòu)成三元起始復(fù)合物啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。 原核生物:DNA模板上的啟動(dòng)區(qū)域有TATAATG順序,Pribnow盒。復(fù)合物中的核苷三磷酸一般為GTP。 真核生物: DNA上的轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)區(qū)域有TATA盒。 第一個(gè)核苷三磷酸與第二個(gè)核苷三磷酸縮合生成3-5磷酸二酯鍵后,則啟動(dòng)階段結(jié)束,進(jìn)入延伸階段。,DNA結(jié)合,全酶,DNA熔解,亞基脫落,延伸開始,三元復(fù)合物,第一個(gè)磷酸二酯鍵形成,封閉啟動(dòng)子復(fù)合物,開放啟動(dòng)子復(fù)合物,(1)RNA聚合酶I的轉(zhuǎn)錄起始,需要兩種轉(zhuǎn)錄因子: 1.上
20、游結(jié)合因子(UBF) 2.選擇因子1(SL1)由4種蛋白質(zhì)組成,包括TATA框結(jié)合蛋白(TBP) UBF:特異地識(shí)別核心啟動(dòng)子和上游調(diào)控元件中富含GC的區(qū)域。 SL1:?jiǎn)为?dú)并沒有識(shí)別特異DNA序列的功能。 注: 在UBF和DNA結(jié)合后,SL1才可結(jié)合上來。 只有當(dāng)兩種輔助因子與DNA結(jié)合后,RNA聚合酶I才能與核心啟動(dòng)子結(jié)合,從而起始轉(zhuǎn)錄。,RNApol ,(2)RNA聚合酶II 的轉(zhuǎn)錄起始: 作用于TATA框的轉(zhuǎn)錄因子至少有 7種,即TFIIA、TFIIB、TFIID、TFIIE、TFIIF、TFIIH、和TFIIJ。 TFIID:TBP TAF :TBP相關(guān)因子,RNA 聚合酶 催化的轉(zhuǎn)錄
21、起始,RNA 聚合酶催化各種前體 mRNA 的合成 需要TF 參與:TFA-J RNA 聚合酶 +TF 識(shí)別起始位點(diǎn) ,開始轉(zhuǎn)錄, RNApol 的轉(zhuǎn)錄起始 兩種內(nèi)部啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄起始需要三種輔助因子 TFA 一種含鋅指結(jié)構(gòu)的蛋白 TFB 由TBP和另外兩種蛋白組成 TFC 5個(gè)亞基 TFB和TFC是RNApol 共同需要的轉(zhuǎn)錄因子, TBP 的作用 三種RNApol 的轉(zhuǎn)錄起始均需要TBP RNApol 的輔助因子TFB的組成需要TBP 在 RNApol的轉(zhuǎn)錄起始中,TBP是SL1的組份,起定位 RNApol的作用 RNApol的轉(zhuǎn)錄起始由TBP識(shí)別TATA框 TBP 起定位作用,所以又稱定位
22、因子(positioning factor),二、延伸,以原核生物的RNA連延伸過程為代表 亞基脫離酶分子:核心酶與DNA的結(jié)合變松較容易繼續(xù)前移。 核心酶無專一性,能轉(zhuǎn)錄模板上的任何序列,包括在轉(zhuǎn)錄后加工時(shí)待切除的居間序列。 脫離核心酶的亞基可與另外的核心酶結(jié)合,參與另一轉(zhuǎn)錄過程。 隨著轉(zhuǎn)錄不斷延伸,DNA雙鏈順次地被打開,并接受新來的堿基配對(duì),合成新的磷酸二酯鍵后,核心酶向前移去,使用過的模板重新關(guān)閉,恢復(fù)原來的雙鏈結(jié)構(gòu)。 一般合成的RNA鏈對(duì)DNA模板具有高度的忠實(shí)性。 RNA合成的速度,原核為2550個(gè)核苷酸/秒,真核為45100個(gè)核苷酸/秒。,(1)RNA聚合酶(核心酶) 與DNA模
23、板緊密結(jié)合,沿3-5方向移動(dòng) 解旋作用:DNA解開17 bp 聚合功能 (2)雜交螺旋 RNA-DNA形成12bp長的雜交螺旋 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA沿5-3方向延長 RNA延長速度:50個(gè)核苷酸/秒,三、終止,終止:包括停止延伸+釋放RNA聚合酶及合成的RNA。 原核生物基因或操縱子的末端通常有一段終止序列即終 止子。 真核生物DNA上也有轉(zhuǎn)錄終止的信號(hào)。轉(zhuǎn)錄單元的3端均富有AT序列,在相隔030bp之后又出現(xiàn)TTTT 順序(通常是35個(gè)T),這些結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)錄終止相關(guān)。,終止的方式,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的后加工,1.mRNA前體的后加工 原核mRNA的原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物都可直接用于翻譯; 而真核mRNA一般都有相應(yīng)的前
24、體,前體必須經(jīng)過后加工才能用于轉(zhuǎn)譯蛋白質(zhì)。 真核mRNA的原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物- hn RNA/核不均一RNA-最終被加工成成熟的mRNA。,后加工包括四方面: 戴帽:裝上5端帽子,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的5端核苷酸的2為羥基被甲基化,裝上甲基化的帽子。 hnRNA 5端開始的第一個(gè)核苷酸上+一個(gè)三磷酸鳥嘌呤 由腺苷蛋氨酸供甲基 在鳥嘌呤7位上甲基化 7-甲基鳥嘌呤三磷酸(m7G) 連在其后的第一個(gè)核苷酸2 位被甲基化(型帽子結(jié)構(gòu)) ,若第二個(gè)也被甲基化(型帽子結(jié)構(gòu))。 Cap的重要性:為核糖體識(shí)別mRNA提供信號(hào);可增加mRNA穩(wěn)定性,保護(hù)其在轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)免遭核酸酶水解。,裝上3端多聚腺苷酸尾巴: 在hnRNA的3端,
25、由多聚腺苷酸聚合酶催化的作用下,加上一段100-200個(gè)腺苷酸構(gòu)成的多聚A尾巴。 具體功用未明,可能與mRNA從核內(nèi)到細(xì)胞質(zhì)相關(guān),也可能與翻譯的效率相關(guān),與穩(wěn)定mRNA結(jié)構(gòu)有關(guān)。,剪接: 將hnRNA中的內(nèi)含子切除,將外顯子拼接。 內(nèi)含子參與轉(zhuǎn)錄但不表達(dá),實(shí)驗(yàn)證明其參與基因表達(dá)調(diào)控,轉(zhuǎn)錄后RNA的分子量比成熟mRNA大幾倍或幾十倍,因此需要切除內(nèi)含子,連接外顯子。,注: 有的真核mRNA前體,由于后加工的不同可產(chǎn)生兩種或兩種以上的mRNA(如人的降血鈣素基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物),因而能翻譯成兩種或兩種以上的多肽鏈。,2.tRNA前體的后加工 tRNA前體有兩類: 單個(gè)tRNA前體,在5和3端各有一段多余
26、順序; 含二個(gè)tRNA的前體,除5和3端有長短不一的多余順序外,在兩個(gè)tRNA之間還有數(shù)目不等的核苷酸隔開。 真核生物tRNA前體后加工的相似步驟: 修飾:對(duì)tRNA分子上的部分核苷酸進(jìn)行修飾(包括甲基化、酰化、硫代和重排等); tRNA前體的剪接,切除5端的先導(dǎo)序列; 添加或修復(fù)3端CCA序列。,1.修飾:化學(xué)修飾 1)甲基化反應(yīng)使嘌呤生成甲基嘌呤; 2)通過還原反應(yīng)使尿嘧啶還原為雙氫尿嘧啶; 3)通過核苷內(nèi)的轉(zhuǎn)位反應(yīng)使尿嘧啶轉(zhuǎn)變?yōu)榧倌蜞奏?2. tRNA前體的剪接,切除5端的先導(dǎo)序列 通過剪接去除tRNA前體的內(nèi)含子或5端的先導(dǎo)序列 需要核酸內(nèi)切酶和連接酶共同作用 核酸內(nèi)切酶將內(nèi)含子從pr
27、i-tRNA上切下pri-tRNA被分成5端半分子和3端半分子連接酶消耗ATP將兩個(gè)半分子連接成成熟的tRNA.,rRNA 轉(zhuǎn)錄后的加工,核酶 - 真核生物 rRNA 的自身剪切,1982年切赫發(fā)現(xiàn),在四膜蟲rRNA前體中,去除含有413個(gè)核苷酸的居間順序是由rRNA前體自身催化完成的。在 5-鳥苷酸的促進(jìn)下經(jīng)過自身催化作用將居間順序切除,居間順序前后的兩個(gè)部分再連接起來,產(chǎn)生成熟的rRNA。 rRNA前體的自身催化作用表明 RNA具有類似于酶的活性。 這一發(fā)現(xiàn)突破了生物高分子中只有蛋白質(zhì)才有催化作用的觀念,對(duì)生物進(jìn)化與生命起源等研究都將有重要的意義。,4、RNA 編輯( RNA editin
28、g ),一種與 RNA 加帽、加尾、剪接 不同的 RNA加工形式。 轉(zhuǎn)錄后改變 RNA 的序列 ,使成熟 RNA 的序列與基因組 DNA 序列不同。 生物學(xué)中心法則的補(bǔ)充,擴(kuò)大了 mRNA 遺 傳信息容量。,真核生物RNA的轉(zhuǎn)錄與原核生物的過程在總體上相同,也有幾點(diǎn)不同: 真核生物RNA的轉(zhuǎn)錄是在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行的,而蛋白質(zhì)的合成則是在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)進(jìn)行的。(RNA轉(zhuǎn)錄后首先必須從核到質(zhì),才能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成) 真核生物一個(gè)mRNA分子一般只含有一個(gè)基因,原核生物的一個(gè)mRNA分子通常含有多個(gè)基因。, 真核生物RNA聚合酶較多, RNA聚合酶、RNA聚合酶和RNA聚合酶三種不同酶,分別催化不同種類型RN
29、A的合成;在原核生物中只有一種RNA聚合酶,催化所有RNA的合成。 RNA聚合酶存在于細(xì)胞核,催化合成rRNA的合成; RNA聚合酶催化合成mRNA前體的合成; RNA聚合酶催化tRNA和小核RNA的合成。 真核生物RNA聚合酶不能獨(dú)立轉(zhuǎn)錄RNA 。 在真核生物中,三種RNA聚合酶都必須在蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄因子的協(xié)助下才能進(jìn)行RNA的轉(zhuǎn)錄。RNA聚合酶對(duì)轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子的識(shí)別,也比原核生物更加復(fù)雜,如對(duì)RNA聚合酶來說,有三個(gè)DNA的保守序列與其轉(zhuǎn)錄的起始有關(guān),TATA框(TATA box);CCAAT框(CCAAT box);增強(qiáng)子(enhancer)。,轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)控制,轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)控制是基因表達(dá)調(diào)節(jié)控制中的一個(gè)重要環(huán)節(jié):促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄叫正調(diào)節(jié);抑制基因轉(zhuǎn)錄叫負(fù)調(diào)節(jié)。 在原核生物方面1961年F.雅各布和J.莫諾提出的操縱子學(xué)說。調(diào)控方式為:誘導(dǎo)和阻遏作用;環(huán)腺苷酸和降解物活化蛋白的調(diào)節(jié)作用;弱化作用
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