1、第八章 細胞核 (nucleus),細胞核是真核細胞內(nèi)最大、最重要的細胞器，是細胞遺傳（細胞內(nèi)DNA復制的RNA轉(zhuǎn)錄的中心）與代謝的調(diào)控信息中心。 細胞核的大小、位置和數(shù)量常因細胞的類型不同而有很大差異。 核質(zhì)比=細胞核的體積 / 細胞質(zhì)的體積 真核細胞通常只有一個細胞核，但肝細胞、軟骨細胞、破骨細胞等可有幾個到多個核。,細胞核的結(jié)構(gòu)組成,核膜 染色質(zhì) 核仁 核基質(zhì),第一節(jié) 核 膜,核膜（ nuclear membrane ）又稱核被膜（nuclear envelope），為雙層膜結(jié)構(gòu)。,一、核膜的化學組成 以蛋白質(zhì)與脂質(zhì)為主，含少量核酸。 與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)具相似成分。,二、核膜的亞微結(jié)構(gòu),不對稱雙層

2、膜。核周間隙、核孔、核纖層。,外核膜（outer nuclear membrane） 與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連，外表面附著核糖體。 內(nèi)核膜（inner nuclear membrane） 無核糖體附著，內(nèi)側(cè)有一層致密的纖維蛋白網(wǎng)絡，稱為核纖層，有支持核膜的作用。,（一）核膜的雙層膜結(jié)構(gòu),核周間隙指內(nèi)外核膜之間的腔隙，寬約20-40nm，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔相通。,（二）核周間隙（perinuclear space）,（三）核孔（nuclear pore）,核孔復合體（nuclear pore complex, NPC）,胞質(zhì)環(huán)（cytoplasmic ring），外環(huán) 核質(zhì)環(huán)（nuclear ring），內(nèi)環(huán)，

3、“核藍”結(jié)構(gòu) 中央栓（central plug） 輪輻（spokes）,結(jié)構(gòu)模型 捕魚籠式,“核藍”,（四）核膜的主要功能,1.區(qū)域化作用 將細胞質(zhì)與細胞核物質(zhì)限定在特定區(qū)域，避免生命活動的彼此干擾（使RNA的轉(zhuǎn)錄及蛋白質(zhì)的翻譯在時間和空間上得以分開）。,2.控制核質(zhì)之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)換與信息交流 無機離子及小分子物質(zhì) 以自由擴散，被動轉(zhuǎn)運方式通 過核孔復合體中央水性通道； DNA、RNA、酶類等大分子 - 由核孔復合體選擇性主動轉(zhuǎn)運。,核轉(zhuǎn)運受體與核定位信號,核轉(zhuǎn)運受體 (nuclear transport receptor)： 存在于核孔復合體上，介導選擇性主動轉(zhuǎn)運。 核定位信號 (nuclea

4、r localization signal，NLS)： 存在于被轉(zhuǎn)運核蛋白上的一些短的氨基酸序列片段，為核轉(zhuǎn)運受體識別的位點，引導蛋白質(zhì)進入細胞核。,主動轉(zhuǎn)運過程中，核孔復合體上的酶水解ATP提供能量。,核孔復合體上還存在識別RNA或RNA結(jié)合蛋白的受體，將轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA由細胞核轉(zhuǎn)運到細胞質(zhì)。 核孔復合體的選擇性轉(zhuǎn)運具有雙向性 核輸入與核輸出：,4. 合成生物大分子 外核膜上附著核糖體，參與蛋白質(zhì)合成。,3. 在細胞分裂中參與染色體的定位與分離,第二節(jié) 核纖層與核骨架,一、核纖層（nuclear lamina） 緊貼內(nèi)核膜的一層高電子密度纖維蛋白網(wǎng)，核內(nèi)與核骨架相連，核外與中間纖維相連。,核纖

5、層由核纖層蛋白（lamin）構(gòu)成。,核纖層的作用： 1.支持核膜,固定核孔位置; 2.為染色質(zhì)提供附著點; 3.參與細胞分裂中染色質(zhì)凝集的調(diào)節(jié); 4.與核膜的裂解和重建有關(guān).,二、 核骨架（nuclear scaffold）,又稱核基質(zhì)（nulcear matrix），為間期核內(nèi)除染色質(zhì)、核膜、核仁外的由非組蛋白組成的纖維網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，形態(tài)類似細胞骨架。,核骨架與核纖層以及細胞質(zhì)中的中間纖維形成“核骨架-核纖層-中間纖維”體系，貫穿細胞核與細胞質(zhì)之間。 核骨架的主要化學成分：核基質(zhì)蛋白和核基質(zhì)結(jié)合蛋白兩大類,200種以上。并含有少量RNA。,核骨架的功能：,1. 與DNA復制有關(guān)。 2. 與基因表

6、達有關(guān)。 3. 與RNA的轉(zhuǎn)錄后修飾及定向運輸有關(guān)。 4. 與細胞分裂有關(guān)。 5. 與細胞分化有關(guān)。,第三節(jié) 染色質(zhì)和染色體,染色質(zhì)（chromatin）: 指間期細胞核內(nèi)由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的線性復合結(jié)構(gòu), 是間期細胞遺傳物質(zhì)存在的形式。 染色體（chromosome）: 指細胞在有絲分裂或減數(shù)分裂過程中, 由染色質(zhì)盤繞壓縮而成的棒狀結(jié)構(gòu)，也是分裂期遺傳物質(zhì)的存在形式。,染色質(zhì)與染色體是細胞核內(nèi)同一種成分在細胞周期不同時相的不同表現(xiàn)形式。,一、染色質(zhì)和染色體的化學組成,（一）DNA 脫氧核糖核酸，雙螺旋鏈，遺傳信息的物質(zhì)載體。,每條染色體含一條線形的DNA分子。 其序列

7、分為： 單一序列：單拷貝、不重復，占 60%-65%。 重復序列：多拷貝。 中度重復序列：占 20%-30%。 高度重復序列：拷貝數(shù)大于105 ，占 10%。 多分布于著絲粒及端粒。,3種特殊的DNA序列： 復制起點序列： 多個成串激活，同時復制，保持遺傳連續(xù)性。 著絲粒序列： 連接姐妹染色單體，確保遺傳穩(wěn)定性。 端粒序列： 位于染色體端部，保持染色體獨立及穩(wěn)定。,染色體 DNA 的三種功能元件， P185,端 粒,復制起點,著絲粒,間 期,有絲分裂期,間 期,復制眼,動 粒,（二）組蛋白（histone）,核小體組蛋白 (nucleosomal histone)： H2A、 H2B、H3和H

8、4,幫助DNA卷曲形成核小體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 H1組蛋白： H1，在構(gòu)成核小體時H1起連接作用, 賦予染色質(zhì)以極性。,真核生物染色體的基本結(jié)構(gòu)蛋白，富含帶正電荷的Arg和Lys等堿性氨基酸，屬堿性蛋白質(zhì)，可以和酸性的DNA緊密結(jié)合（非特異性結(jié)合）； 沒有種屬及組織特異性，在進化上十分保守。 可以進行化學修飾:乙?；?、磷酸化和甲基化。 在細胞周期的期與同時合成。,組蛋白的特點：,（三）非組蛋白（non-histone）,染色體中除組蛋白外的其它蛋白。 對DNA的識別具有特異性，從而調(diào)控基因的表達（與其磷酸化修飾關(guān)系密切）、促進染色質(zhì)高級結(jié)構(gòu)的形成等。 種類多，有種屬和組織特異性,二、染色質(zhì)的種類,常

9、染色質(zhì)（euchromatin）： 間期核內(nèi)處于分散狀態(tài)，具有活躍DNA復制及轉(zhuǎn)錄功能的染色質(zhì)組分，用堿性染料染色時著色淺。 異染色質(zhì)（heterochromatin）： 間期核內(nèi)處于凝集狀態(tài)，轉(zhuǎn)錄功能缺乏或不活躍的染色質(zhì)組分，堿性染料染色時著色較深。,異染色質(zhì)的類型：,結(jié)構(gòu)異染色質(zhì) (constitutive-heterochromatin) 除復制期以外，在整個細胞周期均處于聚縮狀態(tài)，形成多個染色中心。多定位于著絲粒、次縊痕。 兼性異染色質(zhì) (facultative-heterochromatin) 在某些細胞類型或一定的發(fā)育階段, 原來的常染色質(zhì)聚縮, 并喪失基因轉(zhuǎn)錄活性, 變?yōu)楫惾旧|(zhì)

10、，如X染色體隨機異染色質(zhì)化失活。 異染色質(zhì)化可能是關(guān)閉基因活性的一種途徑。,為主,異染色質(zhì),常染色質(zhì),常染色質(zhì)與異染色質(zhì)的比較,活性染色質(zhì) (active chromatin):具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)，為常染色質(zhì)。 非活性染色質(zhì) (inactive chromatin):沒有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì),占大多數(shù)，包括常染色質(zhì)與異染色質(zhì)。,染色質(zhì)按功能狀態(tài)不同分為：,三、染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)與裝配,染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位 核小體 (nucleosome),（一）染色質(zhì)的一級結(jié)構(gòu) - 11nm 染色質(zhì)纖維,由核小體串聯(lián)組成，呈念珠狀。,核小體結(jié)構(gòu)要點：,每個核小體單位包括約200bp的DNA、一個組蛋白八聚體核心和一個

11、H1組蛋白； 八聚體由H2A、H2B、H3、H4各兩分子形成，構(gòu)成核小體的核心； DNA分子螺旋纏繞在核心顆粒表面，每圈83bp，共1.75圈，約146bp，兩端被H1鎖合； 相鄰核心顆粒之間為一段60bp的連接線DNA。,核小體與核小體連接形成串珠狀的染色質(zhì)纖維,（二）染色質(zhì)的二級結(jié)構(gòu) - 30nm 染色質(zhì)纖維,螺線管（solenoid）：由6個核小體螺旋圍成一圈形成，H1組蛋白位于內(nèi)部，調(diào)節(jié)其組裝與穩(wěn)定。,螺線管側(cè)面觀,螺線管頂面觀,（三）染色質(zhì)的高級結(jié)構(gòu),多級螺旋模型 (multiple coiling model) 放射環(huán)模型 (radial loop model),多級螺旋模型,一級

12、結(jié)構(gòu)：核小體 二級結(jié)構(gòu)：螺線管 三級結(jié)構(gòu)：超螺線管 （supersolenoid） 四級結(jié)構(gòu)：染色單體（chromatid）,非組蛋白構(gòu)成染色體骨架 (chromosomal scaffold)，由骨架伸出的無數(shù)的DNA側(cè)環(huán)；,放射環(huán)模型,30nm的染色質(zhì)纖維折疊成環(huán), 沿染色體縱軸, 由中央向四周伸出,構(gòu)成放射環(huán)。,袢環(huán),染色體支架,四、染色體的結(jié)構(gòu),分裂中期染色體形態(tài)及結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，可作為標準。,染色單體（chromatid） 中期染色體含兩條染色單體，又稱姐妹染色單體，以著絲粒相連，由間期復制后組裝形成。,2. 著絲粒及動粒,著絲粒（centromere）：中期染色單體相互聯(lián)系在一起的特殊

13、部位，染色體主縊痕處，由高度重復異染色質(zhì)組成。 動粒（kinetochore）：主縊痕兩側(cè)的特化圓盤狀結(jié)構(gòu)，與紡錘體微管相連，由蛋白構(gòu)成。,著絲粒-動粒復合體包含3個結(jié)構(gòu)域 動粒結(jié)構(gòu)域 (kinetochore domain) 中央結(jié)構(gòu)域 (central domain) 配對結(jié)構(gòu)域 (pairing domain),內(nèi)板 (inner plate) 中間間隙 (middle space) 外板 (outer plate) 纖維冠 (fibrouscorona),位于有些染色體短臂末端的球形或棒形結(jié)構(gòu)，通過次縊痕與短臂相連，異染色質(zhì)組成，穩(wěn)定。,3. 次縊痕,染色體上除主縊痕外的縊縮部位。,4

14、. 隨體,5. 端粒（telomere）,染色體末端的特化部位，由高度重復的短序列組成，高度保守。,維持染色體的穩(wěn)定性，防止染色體末端粘連。 起細胞分裂計時器的作用。染色體每復制一次，端粒核苷酸減少50100bp，使端粒長度逐漸減少，導致衰老發(fā)生。,端粒的作用：,多數(shù)腫瘤細胞中存在端粒酶活性，可不斷復制合成端粒，從而無限增殖而不衰老。正常細胞中無端粒酶活性。,染色體各部分的名稱,隨 體,次 縊 痕,主 縊 痕,端 粒,長 臂,短 臂,核型： 指染色體組在有絲分裂中期的表型,包括染色體數(shù)目、大小、形態(tài)特征的總和。 染色體顯帶技術(shù)： 染色體沿縱軸方向顯示寬窄深淺不一的條帶。 根據(jù)染料及顯色方法不同

15、，有Q帶、G帶、R帶和C帶等。,五、核型與帶型,A,B,C,D,E,F,G,第四節(jié) 核 仁,核仁（nucleolus） 細胞核中均質(zhì)、無包膜的球形小體，一個或多個，多位于核的一側(cè)。,核仁是細胞中形成核糖體的結(jié)構(gòu)。,一、核仁的化學組成,蛋白質(zhì) RNA DNA 微量的脂類,占80% ，包括核糖體蛋白、染色質(zhì)組蛋白和非組蛋白、酶類。,二、核仁的結(jié)構(gòu),核仁相隨染色質(zhì),纖維結(jié)構(gòu),顆粒成分,核仁基質(zhì),1. 核仁相隨染色質(zhì),核仁周圍染色質(zhì)：異染色質(zhì)。 核仁內(nèi)染色質(zhì)：常染色質(zhì)，占主要部分。 含rDNA，為核仁組織者。,核仁組織者（區(qū)） Nuclear organizer,核仁內(nèi)染色質(zhì)上含有成串的rRNA基因，

16、這個染色體區(qū)段稱為核仁組織者。它們在間期時相互融合形成核仁，構(gòu)成的區(qū)域稱為核仁組織者區(qū)(NOR)；在分裂中期時存在于特定染色體的次縊痕處。,人類的rRNA基因位于13、14、15、21、22號5對染色體的端部。,NOR,有絲分裂時核仁為什么會消失?,染色質(zhì),也稱核仁骨架，與核骨架相通。,2. 纖維結(jié)構(gòu),由致密的纖維構(gòu)成，主要成分是正在轉(zhuǎn)錄的rRNA，以及核糖體蛋白和RNA結(jié)合蛋白等。,3. 顆粒成分,直徑15-20 nm 的顆粒，是rRNA進一步加工成熟的區(qū)域，是不同加工階段核糖體亞單位前體。,4. 核仁基質(zhì),三、核仁周期,核仁的動態(tài)變化： 核仁隨細胞周期的進行而呈現(xiàn)周期性變化（形成和消失）。

17、,染色體含rDNA的核仁組織區(qū)解旋和伸展，重新開始形成核仁。,染色質(zhì)濃縮，核仁組織者區(qū)縮回染色體，纖維成分和顆粒成分分散在核質(zhì)中，整個核仁縮小繼而消失。,四、核仁的功能,合成 rRNA 裝配核糖體,1. rRNA 的合成,5S rRNA 5.8S rRNA 18S rRNA 28S rRNA,在核仁外染色體上合成,在核仁內(nèi)合成,位于NOR的 rDNA 是 rRNA 的信息來源。 形態(tài)特征：“圣誕樹”樣結(jié)構(gòu)。,轉(zhuǎn)錄時，RNA聚合酶沿DNA鏈排列，轉(zhuǎn)錄好的rRNA分子從聚合酶處伸出，沿轉(zhuǎn)錄方向愈近末端愈長，呈“圣誕樹”狀。,rRNA前體的加工,rRNA 在纖維結(jié)構(gòu)處合成，它與蛋白質(zhì)形成 RNP 復

18、合體（核糖核蛋白復合體 ），在顆粒結(jié)構(gòu)處加工。,45S rRNA 前體,18S,2. 核糖體的組裝,核糖體的成熟作用只發(fā)生在轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)以后, 從而阻止有功能的核糖體與核內(nèi)加工不完全的hnRNA分子接近。,第五節(jié) 細胞核的功能,主要功能：遺傳信息的貯存、復制、傳遞與表達。,DNA 復制,RNA 轉(zhuǎn)錄,一、遺傳信息的貯存,什么是遺傳信息？, DNA分子中堿基（核苷酸）的排列順序。,基因：DNA分子中具有一定生物功能的區(qū)段，是攜帶遺傳信息的結(jié)構(gòu)單位，控制某一特定的性狀。,編碼： mRNA 合成蛋白質(zhì) tRNA、rRNA 協(xié)助合成蛋白質(zhì),遺傳信息的流動：,中心法則 Central dogma,二、遺

19、傳信息的復制,DNA復制 (replication)： DNA 分子在 DNA 合成酶系的作用下，合成與自身分子結(jié)構(gòu)相同的子代 DNA 的過程。,（一）DNA 復制所需的酶及蛋白質(zhì),DNA 解旋酶：利用ATP供能，作用于氫鍵，解開DNA雙螺旋鏈。 DNA 單鏈結(jié)合蛋白：在復制中維持模板處于單鏈狀態(tài)并保護單鏈的完整。 引物酶：復制起始時催化生成 RNA 引物的酶。,DNA 聚合酶 (DNA polymerase, DNA-pol)： 原核細胞 DNA 聚合酶 I、II、III 真核細胞 DNA 聚合酶 、。,活性：1. 53 聚合活性 2. 53 核酸外切酶活性 3. 35 核酸外切酶活性 (D

20、NA 聚合酶 I & DNA 聚合酶 ),53 DNA 聚合活性,3 5外切酶活性,5 3外切酶活性,?,切除RNA引物、突變的DNA片段等。,辨認錯配的堿基對，并將其水解。,核酸外切酶活性,連接酶：催化相鄰 DNA 片段間的3- OH 與 5- PO4 間形成磷酸二酯鍵，從而使 DNA 片段連接在一起。,DNA連接酶,端粒酶：在 DNA 復制終止時發(fā)揮作用的一種酶，由RNA與具有反轉(zhuǎn)錄酶活性的蛋白質(zhì)組成。 功能：以自帶RNA片段為模板，催化補齊DNA端粒末端的重復序列，避免DNA在復制中逐漸縮短。 普通的正常細胞中無端粒酶活性。,（二）DNA 復制的特性,1、半保留性,復制形成的子代DNA中

21、，一條單鏈來自親代模板DNA，另一條單鏈則為完全重新合成的互補鏈。這種復制方式稱為半保留復制。,A G G T A C T G C C A C T G G,T C C A T G A C G G T G A C C,C C A C T G G,G G T G A C C,A G G T A C T G,T C C A T G A C,T C C A T G A C,A G G T A C T G,A G G T A C T G C C A C T G G,T C C A T G A C G G T G A C C,A G G T A C T G C C A C T G G,T C C A T

22、G A C G G T G A C C,+,母鏈DNA,復制過程中形成的復制叉,子代DNA,兩條DNA單鏈的復制從固定起點開始，向兩側(cè)相反方向推進（各自分別沿新合成鏈的5 3方向）。,2、雙向性,復制叉 (replication fork),3、多起點性,真核生物 DNA 復制有多個起始點。 習慣上把具有一個DNA復制起點的復制單位稱為復制子 (replicon) 。 因此真核生物的DNA 復制是多復制子的雙向復制，最終互相連接。,4、不連續(xù)性,DNA 聚合酶催化 DNA 鏈合成方向： 5 3,前導鏈 (leading strand),后隨鏈 (lagging strand),RNA引物,前導

23、鏈 (leading strand)：合成方向同復制叉推進方向一致，連續(xù)合成。 后隨鏈 (lagging strand)：合成方向同復制叉推進方向相反，短片段、不連續(xù)合成。 復制中的不連續(xù)片段稱為岡崎片段(okazaki fragment)。,5、不同步性,不同復制子在復制時間上存在差異。 常染色質(zhì)復制早于異染色質(zhì)。,復制過程簡圖,引物酶,前導鏈,三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄,轉(zhuǎn)錄 (transcription)： 以DNA為模板合成RNA的過程 。,轉(zhuǎn)錄,DNA雙鏈中作為轉(zhuǎn)錄模板的一股單鏈稱為模板鏈 (template strand)，也稱作反義鏈 (antisense strand)。相對的另一股互

24、補單鏈，其堿基序列與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物相同，稱為編碼鏈 (coding strand)，也稱為有義鏈。,5 3,3 5,模板鏈,編碼鏈,編碼鏈,模板鏈,復制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別,（一）轉(zhuǎn)錄的基本過程 起始、延長、終止,1.轉(zhuǎn)錄的起始,原核生物的RNA聚合酶：4種亞基, , , 。 其中亞基識別轉(zhuǎn)錄起始點，稱為轉(zhuǎn)錄的起始因子。,核心酶,全酶,真核生物的RNA聚合酶( 3種)：RNA 聚合酶 I、II、III. 亞基種類多，結(jié)構(gòu)復雜。,啟動子 (promoter) ：RNA聚合酶開始結(jié)合于模板 DNA 的部位。,注意區(qū)分： 啟動子是模板 DNA 上最開始與 RNA 聚合酶結(jié)合的一段 DNA 序列； 轉(zhuǎn)錄的起始因子是

25、RNA聚合酶上的一個蛋白質(zhì)亞基 。,原核細胞中RNA聚合酶結(jié)合啟動子：,TATAATG ATATTAC,啟動子識別部位,啟動子結(jié)合部位 (Pribnow box),轉(zhuǎn)錄起始因子亞基識別啟動子識別部位，并介導RNA聚合酶全酶結(jié)合于啟動子結(jié)合部位，從而啟動轉(zhuǎn)錄。,真核細胞中RNA聚合酶結(jié)合的啟動子： 3 種RNA聚合酶分別識別各自的啟動子序列。,RNA聚合酶 II 的啟動子,RNA聚合酶結(jié)合部位，控制轉(zhuǎn)錄起始的精確性。,與RNA聚合酶結(jié)合，控制轉(zhuǎn)錄起始的頻率。,轉(zhuǎn)錄因子 (transcription factor, TF)：轉(zhuǎn)錄過程中與DNA特殊序列結(jié)合從而調(diào)控轉(zhuǎn)錄進程的蛋白質(zhì)。 在真核細胞中，只

26、有當啟動子的DNA序列上結(jié)合一個或多個特異的DNA結(jié)合蛋白時，才成為有功能的啟動子，可被聚合酶所識別。 RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄因子啟動子,真核細胞中RNA聚合酶與啟動子的結(jié)合需要轉(zhuǎn)錄因子參與。,轉(zhuǎn)錄因子： TF II B TF II D TF II E TF II S,- RNA pol,- TATA框,形成復合物，啟動轉(zhuǎn)錄。,促進轉(zhuǎn)錄延伸。,2.轉(zhuǎn)錄的延伸,原核細胞中： 轉(zhuǎn)錄起始后，亞基從全酶上脫落，核心酶沿模板鏈移動，RNA鏈沿 5 3方向延長。 真核細胞中： 轉(zhuǎn)錄延長過程與原核細胞大致相似， 轉(zhuǎn)錄因子 TF II E 與 TF II S 有促進延長的作用。,3.轉(zhuǎn)錄的終止,RNA 聚合酶在 D

27、NA 模板上移動到終止位點，停止作用，產(chǎn)物 RNA 鏈從模板上脫落。,依賴因子的轉(zhuǎn)錄終止 非依賴 因子的轉(zhuǎn)錄終止,原核細胞中的轉(zhuǎn)錄終止,依賴因子的轉(zhuǎn)錄終止,因子識別 DNA 上終止序列并與之結(jié)合,當 RAN pol 移至終止位點，與因子結(jié)合,RAN 鏈脫離模板，轉(zhuǎn)錄終止,非依賴 因子的轉(zhuǎn)錄終止,DNA 模板上靠近終止處，有些特殊的堿基序列，轉(zhuǎn)錄出 RNA 后，RNA 產(chǎn)物局部形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，引起轉(zhuǎn)錄終止。,（二）轉(zhuǎn)錄后的加工,DNA 分子上轉(zhuǎn)錄出 RNA 的區(qū)段，稱為結(jié)構(gòu)基因 (structural gene)。,真核細胞的結(jié)構(gòu)基因一般是不連續(xù)的，稱為斷裂基因（split gene），由編碼蛋白

28、質(zhì)的序列和非編碼蛋白質(zhì)的序列構(gòu)成。,編碼區(qū) A、B、C、D,外顯子(exon)和內(nèi)含子(intron),外顯子 斷裂基因上可編碼蛋白質(zhì)，表達為成熟RNA的核酸序列。 內(nèi)含子 在斷裂基因中出現(xiàn)在外顯子之間，在剪接過程中被除去的核酸序列，不參與編碼蛋白質(zhì)。,1.原核細胞中轉(zhuǎn)錄后的加工,mRNA：不需剪切加工。,tRNA：切除5及3端點附加序列，在3端附加CCA序列，對特定堿基進行化學修飾。,rRNA：將 rRNA 前體剪切成5S、16S、23S rRNA。,原核細胞的結(jié)構(gòu)基因是連續(xù)的，不含內(nèi)含子 。,（1）mRNA 前體的加工,2.真核細胞中轉(zhuǎn)錄后的加工,核不均一RNA（heterogeneous

29、 nuclear RNA, hnRNA）,成熟的mRNA,戴 帽,在hnRNA 5 端加上帽子結(jié)構(gòu)，即 7- 甲基鳥嘌呤核苷- 5- 三磷酸鳥苷 (m7GpppG) 。 在hnRNA 合成到30個核苷酸時開始形成。,作用： 封閉 hnRNA 5端，穩(wěn)定 hnRNA，防其被降解； 為核糖體小亞基識別位點，幫助 mRNA與核糖體小亞基結(jié)合。,鳥苷酸轉(zhuǎn)移酶,甲基化酶,加 尾,在3端加上含100200個A的多聚腺苷酸尾巴(poly A tail) 。 作用：穩(wěn)定mRNA, 并幫助其由核輸出至胞質(zhì)。,AAUAAA,AAUAAA,剪 接,切除 hnRNA中的內(nèi)含子，拼接外顯子。,剪接信號,剪接體,互相識別

30、 保證精確剪接,內(nèi)含子 5端 的GC，3端的AG 剪切位點 內(nèi)含子3端上游 UACUAAC 序列中的A 分支點、交叉點,小分子 RNA：U1- U6 (small nuclear RNA, snRNA),核內(nèi)的蛋白質(zhì),小分子核糖核蛋白顆粒 （small nuclear ribonucleoprotein particle, snRNP）,剪接體:,U1 snRNP、 U2 snRNP U6 snRNP,剪接過程, U1 snRNP 結(jié)合 5 剪切位點；U2 snRNP 結(jié)合 分支點。, U4、U5、U6 snRNP 以復合體形式結(jié)合于內(nèi)含子，形成剪接體。, 分支點上的A向5端剪接點靠近。,內(nèi)含子與外顯子在5端剪接點處斷開，斷開的內(nèi)含子5端與A相連，形成套索狀結(jié)構(gòu)。,5端外顯子的3-OH與3端外顯子的5-PO4結(jié)合，內(nèi)含子3剪切點被切除。,剪切體及套索結(jié)構(gòu)脫離，剪接過程結(jié)束。,剪切過程中需要ATP提供能量。,hnRNA的選擇性剪接,（2）rRNA 前體的加工,（3）tRNA 前體的加工,tRNA前體,DNA,RNase P 核酸內(nèi)切酶,前導序列,內(nèi)含子,tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶,轉(zhuǎn)運Aa的結(jié)合位點,其它堿基修飾,（三）轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié),真核