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1、第第 十十 一一 章章RNA的生物合成的生物合成（轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄）RNA Biosynthesis, Transcription轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 (transcription) 生物體以生物體以DNA為模板合成為模板合成RNA的的過程過程 。 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄RNADNA 復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別 A-U，T-A，G-CA-T，G-C配對(duì)配對(duì)mRNA，tRNA，rRNA子代雙鏈子代雙鏈DNA（半保留復(fù)制）半保留復(fù)制）產(chǎn)物產(chǎn)物RNA聚合酶（聚合酶（RNA-pol）DNA聚合酶聚合酶酶酶NTPdNTP原料原料模板鏈轉(zhuǎn)錄（不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄）模板鏈轉(zhuǎn)錄（不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄）兩股鏈均復(fù)制兩股鏈均復(fù)制模板模板轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄復(fù)制復(fù)制A-U，
2、T-A，G-CA-T，G-C配對(duì)配對(duì)mRNA，tRNA，rRNA子代雙鏈子代雙鏈DNA（半保留復(fù)制）半保留復(fù)制）產(chǎn)物產(chǎn)物RNA聚合酶（聚合酶（RNA-pol）DNA聚合酶聚合酶酶酶NTPdNTP原料原料模板鏈轉(zhuǎn)錄（不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄）模板鏈轉(zhuǎn)錄（不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄）兩股鏈均復(fù)制兩股鏈均復(fù)制模板模板轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄復(fù)制復(fù)制參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)原料原料: : NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) 模板模板: : DNA酶酶: : RNA聚合酶聚合酶 (RNA polymerase, RNA-pol)其他蛋白質(zhì)因子其他蛋白質(zhì)因子模板和酶模板和酶Templates and Enzymes第一節(jié)第一節(jié)一、轉(zhuǎn)
3、錄模板一、轉(zhuǎn)錄模板 DNA分子上轉(zhuǎn)錄出分子上轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段，稱為的區(qū)段，稱為結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因(structural gene)。 DNA雙鏈中按堿基配對(duì)規(guī)律能指引轉(zhuǎn)雙鏈中按堿基配對(duì)規(guī)律能指引轉(zhuǎn)錄生成錄生成RNA的一股單鏈，稱為的一股單鏈，稱為模板鏈模板鏈(template strand)，也稱作，也稱作有意義鏈有意義鏈或或Watson鏈鏈。相對(duì)的另一股單鏈?zhǔn)恰Ｏ鄬?duì)的另一股單鏈?zhǔn)蔷幋a編碼鏈鏈(coding strand)，也稱為，也稱為反義鏈反義鏈或或Crick鏈鏈。 5GCAGTACATGTC 33 c g t g a t g t a c a g 55GCAGUACAUGUC 3NAla
4、Val His Val C編碼鏈編碼鏈模板鏈模板鏈mRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯5 5 3 3 3 3 5 5 模板鏈模板鏈編碼鏈編碼鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈模板鏈結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄(asymmetric transcription) 在在DNA分子雙鏈上某一區(qū)段分子雙鏈上某一區(qū)段,一股鏈用一股鏈用作模板指引轉(zhuǎn)錄，另一股鏈不轉(zhuǎn)錄作模板指引轉(zhuǎn)錄，另一股鏈不轉(zhuǎn)錄 ； 模板鏈并非永遠(yuǎn)在同一條單鏈上。模板鏈并非永遠(yuǎn)在同一條單鏈上。二、二、RNA聚合酶聚合酶（一）原核生物的（一）原核生物的RNA聚合酶聚合酶 36512 決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄決定哪些基因被
5、轉(zhuǎn)錄 150618 催化功能催化功能 155613 結(jié)合結(jié)合DNA模板模板 70263 辨認(rèn)起始點(diǎn)辨認(rèn)起始點(diǎn)亞亞 基基分分 子子 量量功功 能能核心酶核心酶 (core enzyme)全酶全酶 (holoenzyme) RNA聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合 （二）真核生物的（二）真核生物的RNA聚合酶聚合酶 種類種類對(duì)鵝膏蕈堿對(duì)鵝膏蕈堿的反應(yīng)的反應(yīng)45S-rRNAhnRNA5S-rRNAtRNAsnRNA耐受耐受極敏感極敏感中度敏感中度敏感轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物三、模板上酶的辨認(rèn)、結(jié)合三、模板上酶的辨認(rèn)、結(jié)合原核生物一個(gè)轉(zhuǎn)錄區(qū)段可視為一原核生物一個(gè)轉(zhuǎn)錄區(qū)段可視為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位
6、，稱為個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，稱為操縱子操縱子(operon)，包 括 若 干 個(gè)包 括 若 干 個(gè) 結(jié) 構(gòu) 基 因結(jié) 構(gòu) 基 因 及 其 上 游及 其 上 游(upstream)的的調(diào)控序列調(diào)控序列。 5 3 3 5 結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因調(diào)控序列調(diào)控序列RNA-polRNA聚合酶結(jié)合模板聚合酶結(jié)合模板DNA的部位，的部位，稱為稱為啟動(dòng)子啟動(dòng)子(promoter)。RNA聚聚合酶保合酶保護(hù)法護(hù)法3 開始轉(zhuǎn)錄開始轉(zhuǎn)錄T T G A C AA A C T G T-35 區(qū)區(qū)(Pribnow box)T A T A A T Pu A T A T T A Py-10 區(qū)區(qū)1-30-5010-10-40-205 3 3
7、 5 原核生物啟動(dòng)子保守序列原核生物啟動(dòng)子保守序列RNA-pol辨認(rèn)位點(diǎn)辨認(rèn)位點(diǎn)(recognition site) 5 RNA聚合酶保護(hù)區(qū)聚合酶保護(hù)區(qū)結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因5 3 TATA盒盒 CAAT盒盒 GC盒盒 增強(qiáng)子增強(qiáng)子 順式作用元件順式作用元件 結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因-GCGC-CAAT-TATA轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始真核生物啟動(dòng)子保守序列真核生物啟動(dòng)子保守序列轉(zhuǎn)錄過程轉(zhuǎn)錄過程The Process of Transcription 第二節(jié)第二節(jié) （一）轉(zhuǎn)錄起始（一）轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始需解決兩個(gè)問題：轉(zhuǎn)錄起始需解決兩個(gè)問題：1. RNA聚合酶必須準(zhǔn)確地結(jié)合在轉(zhuǎn)聚合酶必須準(zhǔn)確地結(jié)合在轉(zhuǎn)錄模板的起始區(qū)域
8、。錄模板的起始區(qū)域。2. DNA雙鏈解開，使其中的一條鏈雙鏈解開，使其中的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板。作為轉(zhuǎn)錄的模板。一、原核生物的轉(zhuǎn)錄過程一、原核生物的轉(zhuǎn)錄過程2. DNA雙鏈解開雙鏈解開1. RNA聚合酶全酶聚合酶全酶( 2 )與模板結(jié)合與模板結(jié)合 3. 在在RNA聚合酶作用下發(fā)生第一次聚聚合酶作用下發(fā)生第一次聚合反應(yīng)，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物合反應(yīng)，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物RNApol ( 2) - DNA - pppGpN- OH 3 轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物:5 -pppG -OH + NTP 5 -pppGpN - OH 3 + ppi轉(zhuǎn)錄起始過程轉(zhuǎn)錄起始過程（二）轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)（二）轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)1. 亞
9、基脫落，亞基脫落，RNApol聚合酶核心聚合酶核心酶變構(gòu)，與模板結(jié)合松弛，沿著酶變構(gòu)，與模板結(jié)合松弛，沿著DNA模板前移；模板前移； 2. 在在核心酶核心酶作用下，作用下，NTP不斷聚不斷聚合，合，RNA鏈不斷延長(zhǎng)。鏈不斷延長(zhǎng)。(NMP) n + NTP (NMP) n+1 + PPi轉(zhuǎn)錄空泡轉(zhuǎn)錄空泡(transcription bubble)：RNA-pol （核心酶）（核心酶） DNA RNA 轉(zhuǎn)錄空泡（轉(zhuǎn)錄空泡（transcription bubble) transcription bubble) 5 3 DNA原核生物轉(zhuǎn)錄過程中的羽毛狀現(xiàn)象原核生物轉(zhuǎn)錄過程中的羽毛狀現(xiàn)象核糖體核糖體RN
10、ARNA聚合酶聚合酶依賴依賴Rho ()因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止非依賴非依賴Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止（三）轉(zhuǎn)錄終止（三）轉(zhuǎn)錄終止指指RNA聚合酶在聚合酶在DNA模板上停模板上停頓下來不再前進(jìn)，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物頓下來不再前進(jìn)，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA鏈鏈從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物上脫落下來。從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物上脫落下來。 分類分類A T P1. 依賴依賴 Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止2. 非依賴非依賴 Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止DNA模板上靠近終止處，有些模板上靠近終止處，有些特殊的堿基序列，轉(zhuǎn)錄出特殊的堿基序列，轉(zhuǎn)錄出RNA后，后，RNA產(chǎn)物形成特殊的結(jié)構(gòu)來終止轉(zhuǎn)產(chǎn)物形成特殊的結(jié)構(gòu)來終止轉(zhuǎn)錄。錄。5UU
11、GCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU. 3 5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU. 3 RNA 5 TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT. 3 DNA UUUU. UUUU.5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU. 3莖環(huán)莖環(huán)(stem-loop)/發(fā)夾發(fā)夾(hairpin)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)莖環(huán)結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)錄
12、終止的機(jī)理莖環(huán)結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)錄終止的機(jī)理 使使RNA聚合酶變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓；聚合酶變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓； 使轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解離，使轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解離，RNA產(chǎn)物釋放。產(chǎn)物釋放。5 pppG5 3 3 5 RNA-pol二、真核生物的轉(zhuǎn)錄起始二、真核生物的轉(zhuǎn)錄起始（一）轉(zhuǎn)錄起始（一）轉(zhuǎn)錄起始真核生物的轉(zhuǎn)錄起始上游區(qū)段比真核生物的轉(zhuǎn)錄起始上游區(qū)段比原核生物多樣化，轉(zhuǎn)錄起始時(shí)，原核生物多樣化，轉(zhuǎn)錄起始時(shí)，RNA-pol不直接結(jié)合模板，其起始過不直接結(jié)合模板，其起始過程比原核生物復(fù)雜。程比原核生物復(fù)雜。轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)TATA盒盒CAAT盒盒GC盒盒 增強(qiáng)子增強(qiáng)子順式作用元件順式作用元件(cis-acting
13、element):可影響自身基因表達(dá)活性的可影響自身基因表達(dá)活性的DNADNA序列。序列。1. 轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段 AATAAA切離加尾切離加尾 轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn) 修飾點(diǎn)修飾點(diǎn) 外顯子外顯子 翻譯起始點(diǎn)翻譯起始點(diǎn)內(nèi)內(nèi)含含子子 OCT-1 OCT-1：ATTTGCAT八聚體八聚體2. 轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子 能直接、間接辨認(rèn)和結(jié)合轉(zhuǎn)錄能直接、間接辨認(rèn)和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段上游區(qū)段DNA的蛋白質(zhì)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種，統(tǒng)稱為數(shù)百種，統(tǒng)稱為反式作用因子反式作用因子(trans-acting factors)。 反式作用因子中，直接或間接反式作用因子中，直接或間接結(jié)合結(jié)合R
14、NA聚合酶的，則稱為聚合酶的，則稱為轉(zhuǎn)錄因轉(zhuǎn)錄因子子(transcriptional factors, TF)。 參與參與RNA-pol轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄的TF 蛋白激酶活性，使蛋白激酶活性，使CTD磷磷酸化酸化TFHATPase57（ ） 34（ ）TFE解螺旋酶解螺旋酶30，74TFF促進(jìn)促進(jìn)RNA-pol結(jié)合及作結(jié)合及作為其他因子結(jié)合的橋梁為其他因子結(jié)合的橋梁33TFB穩(wěn)定穩(wěn)定TFD-DNA復(fù)合物復(fù)合物12，19，35TFA輔助輔助TBP-DNA結(jié)合結(jié)合TAF*結(jié)合結(jié)合TATA盒盒TBP* 38TFD功功能能亞基組成，分子量亞基組成，分子量(kD)轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子蛋白激酶活性，使蛋白激酶活性，使
15、CTD磷磷酸化酸化TFHATPase57（ ） 34（ ）TFE解螺旋酶解螺旋酶30，74TFF促進(jìn)促進(jìn)RNA-pol結(jié)合及作結(jié)合及作為其他因子結(jié)合的橋梁為其他因子結(jié)合的橋梁33TFB穩(wěn)定穩(wěn)定TFD-DNA復(fù)合物復(fù)合物12，19，35TFA輔助輔助TBP-DNA結(jié)合結(jié)合TAF*結(jié)合結(jié)合TATA盒盒TBP* 38TFD功功能能亞基組成，分子量亞基組成，分子量(kD)轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子3. 轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物(pre-initiation complex, PIC) 真核生物真核生物RNA-pol不與不與DNA分分子直接結(jié)合，而需依靠眾多的轉(zhuǎn)錄子直接結(jié)合，而需依靠眾多的轉(zhuǎn)錄因子。因子。
16、 POL-TFFAB由由RNA-Pol 催化轉(zhuǎn)錄的催化轉(zhuǎn)錄的PIC POL-TFFHETBPTAFTFD-A-B-DNA復(fù)合物復(fù)合物TATAABTBPTAFTATAHECTD-PPIC組裝完成，組裝完成，TFH使使CTD磷酸化磷酸化4. 模板理論模板理論(piecing theory) 一個(gè)真核生物基因的轉(zhuǎn)錄需要一個(gè)真核生物基因的轉(zhuǎn)錄需要3至至5個(gè)轉(zhuǎn)錄因子。轉(zhuǎn)錄因子之間互相個(gè)轉(zhuǎn)錄因子。轉(zhuǎn)錄因子之間互相結(jié)合，生成有活性，有專一性的復(fù)結(jié)合，生成有活性，有專一性的復(fù)合物，再與合物，再與RNA聚合酶搭配而有針聚合酶搭配而有針對(duì)性地結(jié)合、轉(zhuǎn)錄相應(yīng)的基因。對(duì)性地結(jié)合、轉(zhuǎn)錄相應(yīng)的基因。 （二）轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)（二）
17、轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)真核生物轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過程與原核生真核生物轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過程與原核生物大致相似，但因有核膜相隔，沒有物大致相似，但因有核膜相隔，沒有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象。轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象。 RNA-pol前移處處都遇上核小體。前移處處都遇上核小體。 轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過程中可以觀察到核小轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過程中可以觀察到核小體移位和解聚現(xiàn)象。體移位和解聚現(xiàn)象。 RNA-PolRNA-PolRNA-Pol核小體核小體轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄延延長(zhǎng)長(zhǎng)中中的的核核小小體體移移位位轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向5 -AAUAAA-內(nèi)切酶復(fù)合體內(nèi)切酶復(fù)合體-GUGUGUGRNA-polAATAAA GTGTGTG轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)5 5 3 3 （三）轉(zhuǎn)
18、錄終止（三）轉(zhuǎn)錄終止 和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)。和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)。-GUGUGUGRNA-polAATAAA GTGTGTG轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)5 5 3 3 （三）轉(zhuǎn)錄終止（三）轉(zhuǎn)錄終止 和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)。和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)。5 -AAUAAA- AAAAAAA 3 mRNA3 3 加尾加尾-GUGUGUGRNA-polAATAAA GTGTGTG轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)5 5 3 3 （三）轉(zhuǎn)錄終止（三）轉(zhuǎn)錄終止 和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)。和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)。5 -AAUAAA- AAAAAAA 3 mRNA核酸酶核酸酶3 3 加尾加尾5 -AAUAAA-RNA-p
19、olAATAAA GTGTGTG轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)5 5 3 3 AAAAAAA 3 mRNA（三）轉(zhuǎn)錄終止（三）轉(zhuǎn)錄終止 和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)。和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)。真核生物的轉(zhuǎn)錄后修飾真核生物的轉(zhuǎn)錄后修飾Post-transcriptional Modification第三節(jié)第三節(jié)幾種主要的修飾方式幾種主要的修飾方式1. 剪接剪接(splicing)2. 剪切剪切(cleavage)3. 修飾修飾(modification)4. 添加添加(addition)一、真核生物一、真核生物mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工的轉(zhuǎn)錄后加工（一）首、尾的修飾（一）首、尾的修飾 5 端形成端形成 帽子結(jié)構(gòu)
20、帽子結(jié)構(gòu) (m7GpppGp ) 3 端加上端加上多聚腺苷酸尾巴多聚腺苷酸尾巴 (poly A tail)帽子結(jié)構(gòu)帽子結(jié)構(gòu)5 pppGp5 GpppGppppG ppi鳥苷酸鳥苷酸轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶5 m7GpppGp甲基轉(zhuǎn)移酶甲基轉(zhuǎn)移酶SAM帽帽子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的生生成成5 ppGp磷酸酶磷酸酶 Pi（二）（二）mRNA的剪接的剪接1. hnRNA 和和 snRNA 核內(nèi)的初級(jí)核內(nèi)的初級(jí)mRNA稱為稱為雜化核雜化核RNA (hetero-nuclear RNA, hnRNA) snRNA (small nuclear RNA)核內(nèi)的蛋白質(zhì)核內(nèi)的蛋白質(zhì)小分子核糖核酸蛋白體小分子核糖核酸蛋白體（并接體（
21、并接體, , splicesome）snRNA真核生物結(jié)構(gòu)基因，由若干個(gè)編真核生物結(jié)構(gòu)基因，由若干個(gè)編碼區(qū)和非編碼區(qū)互相間隔開但又連續(xù)碼區(qū)和非編碼區(qū)互相間隔開但又連續(xù)鑲嵌而成，去除非編碼區(qū)再連接后，鑲嵌而成，去除非編碼區(qū)再連接后，可翻譯出由連續(xù)氨基酸組成的完整蛋可翻譯出由連續(xù)氨基酸組成的完整蛋白質(zhì)，這些基因稱為白質(zhì)，這些基因稱為斷裂基因斷裂基因。 斷裂基因斷裂基因(splite gene)CABD編碼區(qū)編碼區(qū) A、B、C、D非編碼區(qū)非編碼區(qū)2. 外顯子外顯子(exon)和內(nèi)含子和內(nèi)含子(intron) 外顯子外顯子在斷裂基因及其初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物在斷裂基因及其初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn)，并表達(dá)為成熟上出現(xiàn)，
22、并表達(dá)為成熟RNA的核的核酸序列。酸序列。內(nèi)含子內(nèi)含子隔斷基因的線性表達(dá)而在剪接隔斷基因的線性表達(dá)而在剪接過程中被除去的核酸序列。過程中被除去的核酸序列。 雞卵清蛋白成熟雞卵清蛋白成熟mRNA與與DNA雜交電鏡圖雜交電鏡圖DNAmRNA卵清蛋白基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物卵清蛋白基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物(RNA)(RNA)與其基因與其基因(DNA)(DNA)雜交后拍攝到的電子顯微鏡相片雜交后拍攝到的電子顯微鏡相片電子顯微鏡相片電子顯微鏡相片雞卵清蛋白雞卵清蛋白基因基因hnRNA首、尾修飾首、尾修飾hnRNA剪接剪接成熟的成熟的mRNA雞雞卵卵清清蛋蛋白白基基因因及及其其轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄、錄、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄后后修修飾飾3. mRNA的剪接
23、的剪接 除去除去hnRNA中的內(nèi)含子，將外中的內(nèi)含子，將外顯子連接。顯子連接。snRNP與與hnRNA結(jié)合成為并接體結(jié)合成為并接體pG-OH(ppG-OH, pppG-OH)U-OHGpUpGpA第一次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)第一次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)第二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)第二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)UpAGpU外顯子外顯子1內(nèi)含子內(nèi)含子外顯子外顯子2G-OHUpUpGpA剪接過程剪接過程的二次轉(zhuǎn)的二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)酯反應(yīng) RNA編輯作用說明，基因的編碼序列經(jīng)編輯作用說明，基因的編碼序列經(jīng)過轉(zhuǎn)錄后加工，是可有多用途分化的，因過轉(zhuǎn)錄后加工，是可有多用途分化的，因此也稱為分化加工。此也稱為分化加工。5. mRNA的編輯的編輯(mRNA editing)
24、 人類人類apo B基因基因 mRNA（14500個(gè)核苷酸）個(gè)核苷酸）肝臟肝臟apo B100（分子量為（分子量為500 000）腸道細(xì)胞腸道細(xì)胞apo B48（分子量為（分子量為240 000）mRNA編輯編輯（肝臟）（肝臟）（小腸）（小腸）二、二、tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工的轉(zhuǎn)錄后加工tRNA前體前體RNA pol TGGCNNAGTGCGGTTCGANNCCDNARNAaseP、內(nèi)切酶內(nèi)切酶tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移核苷酸轉(zhuǎn)移酶、連接酶酶、連接酶ATPADP堿基修飾堿基修飾（2）還原反應(yīng)）還原反應(yīng) 如：如：U DHU （3）核苷內(nèi)的轉(zhuǎn)位反應(yīng)）核苷內(nèi)的轉(zhuǎn)位反應(yīng) 如：如：U （4）脫氨反應(yīng)）脫氨反應(yīng) 如：
25、如：A I 如：如：A Am（1）甲基化）甲基化（1 1）（1 1）（3 3）（2 2）（4 4）三、三、rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工的轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄45S - rRNA剪接剪接18S - rRNA5.8S和和28S-rRNArDNA內(nèi)含子內(nèi)含子內(nèi)含子內(nèi)含子28S5.8S18S四、核四、核 酶酶具有酶促活性的具有酶促活性的RNA稱為核酶。稱為核酶。核酶核酶(ribozyme)四膜蟲四膜蟲rRNA內(nèi)含子的二級(jí)結(jié)構(gòu)內(nèi)含子的二級(jí)結(jié)構(gòu)四膜蟲四膜蟲rRNA的剪接采用的剪接采用自我剪接自我剪接方式方式5 -端核苷酸序列端核苷酸序列最簡(jiǎn)單的核酶二級(jí)結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的核酶二級(jí)結(jié)構(gòu)槌頭狀結(jié)構(gòu)槌頭狀結(jié)構(gòu)(hammerhea
26、d structure)底物部分底物部分通常為通常為60個(gè)核苷酸左個(gè)核苷酸左右右同一分子上包括有催同一分子上包括有催化部份和底物部份化部份和底物部份 催化部份和底物部份催化部份和底物部份組成錘頭結(jié)構(gòu)組成錘頭結(jié)構(gòu) 除除rRNA外，外，tRNA、mRNA的加工也的加工也可采用自我剪接方式?？刹捎米晕壹艚臃绞健?核酶研究的意義核酶研究的意義核酶的發(fā)現(xiàn)，對(duì)中心法則作了重要核酶的發(fā)現(xiàn)，對(duì)中心法則作了重要補(bǔ)充；補(bǔ)充；核酶的發(fā)現(xiàn)是對(duì)傳統(tǒng)酶學(xué)的挑戰(zhàn)；核酶的發(fā)現(xiàn)是對(duì)傳統(tǒng)酶學(xué)的挑戰(zhàn)；利用核酶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合成人工核酶利用核酶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合成人工核酶 。 人工設(shè)計(jì)的核酶人工設(shè)計(jì)的核酶粗線表示合成的核酸分子粗線表示合成的核酸分子細(xì)線表示天然的核酸分子細(xì)線表示天然的核酸分子X 表示一致性序列表示一致性序列箭頭表示切斷點(diǎn)箭頭表示切斷點(diǎn)
生物化學(xué)：11 RNA的生物合成
