真核生物转录特点与加工

关于真核生物转录特点与加工第1页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五转录因子与反式作用因子转录因子与反式作用因子:

调节基因表达的蛋白为转录因子；它们与特异的顺式作用元件相互作用,并激活另一基因的转录第2页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五TATATFIIDTFIIATFIIBRNA-polII/TFIIFTFIIEPIC12345转录起始复合物结合顺序第3页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五转录后的加工原核RNA不需加工，边转录边翻译真核RNA需要加工rRNAtRNAmRNA5’加帽3’加尾剪接在转录过程中转录后进行第4页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五真核生物转录后的加工意义：转录生成的前体RNA,无生物学活性,需加工变为成熟、有活性的RNA加工种类：剪切与剪接、末端添加核苷酸、修饰、RNA编辑第5页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五

一、mRNA前体的加工

（一）生成特点：原核：mRNA是多顺反子(polycistronic),每分子RNA中含几种蛋白质信息，RNA寿命短，转录没完时翻译即开始

例:乳糖操纵子，含Z,Y,A三个基因,分别编码半乳糖苷酶、透过酶及乙酰基转移酶

第6页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五真核：单顺反子,一个mRNA仅编码一种蛋白质

外显子:在真核生物基因中编码蛋白质的序列

内含子:非编码蛋白的序列,因其插于外显子之间又称插入序列,居间序列

hnRNA:为mRNA的前体,转录物中外显子与内含子间隔排列，需经剪接加工后生成mRNA第7页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五（二）mRNA前体加工过程

真核：

5‘末端帽子

部位：核内

3‘端多聚A尾部位：核内,胞质有酶也可进行

剪接作用

部位：胞核甲基化(甲基化发生在剪接之前,在非编码区分子中含1-2个m6A)RNA编辑(某些mRNA的核苷酸序列,在生成转录产物后还需插入、删除或取代一些核苷酸残基,方能生成具有正确翻译功能的模板,遗传信息在mRNA水平上的改变过程，称为RNA编辑)原核：多顺反子mRNA在RNaseⅢ作用下转变为单独的顺反子第8页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五5’加帽pi5’pppG…磷酸酶ppi5’pG…pppG5’GpppG…甲基化酶＋CH3mGpppG…OHOH帽1帽0帽2NNNNOH2NCH3+OHHCH2HOPOPOPOPPPN1N2N3OOHOOHOOHOCH3OCH32'OH79H甲基鸟苷5’，5’-三磷酸第9页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五mRNA5`末端帽子特征的生物学功能：I:

使mRNA免遭核酸酶的破坏，保持其结构的稳定性；II:

利于蛋白质起始因子的识别，从而促进翻译的起始。第10页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五3’加尾AAUAAAAAAAAAAAA……….加尾AATAAAGTGTGTG-----AAUAAAGUGUGUGAAUAAAGUGUGUG酶切转录的终止加尾信号GC丰富序列polyA尾（约20～200个A）AAAAAA第11页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五

高等真核生物（不包括酵母）的mRNA的共同特征：poly(A)添加位点上游11-30个核苷酸区域内存在高度保守的AAUAAA序列。

绝大部分真核生物mRNA3`端含poly(A)尾巴poly(A)尾巴生物学功能：

I:

保持mRNA的稳定性，防止被降解；

II:

与翻译起始有关。第12页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五应用一：★Poly(A用来从总RNA中分离mRNA第13页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五

可设计寡聚Oligo(dT)片段合成cDNA应用二：mRNA:5`NNNN…..NNNNNNAAA…AA3`

TTT…TT5`

cDNA:3`NNNN…..NNNNNNTTT…TT5`第14页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五断裂基因：真核生物的基因由若干个编码区和非编码区互相隔开但又连续镶嵌而成外显子（exon):基因中出现在mRNA的序列内含子（intron）：基因中不出现于mRNA而被剪接掉的序列核内不均一RNA（hnRNA）：真核生物中编码蛋白质基因的初级转录本，包括5’帽子、3’poly(A)尾、外显子、内含子，经剪接加工成为mRNA第15页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五剪接剪接:在细胞核内,hnRNA剪切掉内含子,将多个外显子连接为成熟mRNA的过程为剪接例:同一转录本,在不同的组织,因剪接差异产生各自不同的mRNA剪接的本质：磷酸酯键的转移剪接特点：剪接部位的结构为内含子末端的特定序列，分布在内含子的三个部位，5‘端剪切点为GU;3’端剪切点为AG；靠近3‘端含A序列的分支点第16页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五mRNA的剪接：

hnRNA被剪接体作用，剪除内含子、连接外显子，产生成熟的mRNA的过程第17页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五外显子内含子DNAmRNA转录形成套索RNA，外显子靠近剪接体去除套索RNA，外显子连接成熟mRNAmRNA的剪接第18页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五套索结构外显子外显子内含子内含子5’端断开前一个外显子的3’末端攻击下后个外显子的5末端’前后外显子的连接第19页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五二、tRNA前体的加工

1、切除多余的核苷酸：RNaseP切除5'端多余的核苷酸；RNaseD切除3'端多余的核苷酸2、剪切内含子：核酸内切酶切除内含子,连接酶进行连接3、修饰与3‘末端加-CCA:修饰包括甲基化,脱氨基,还原反应等，在核苷酸基转移酶催化下完成3’末端添加CCA第20页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五tRNA的加工内含子编码区内切核酸酶外切核酸酶PPP53-OH3’DNA内含子初级转录物3端加CCA-OH3P

除去内含子（内切酶与连接酶）CCA-OH

3成熟tRNA5CCA-OH内含子5’和3’端的酶切3’加上CCA去掉内含子特异部位碱基的加工第21页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五第22页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五三、rRNA前体的加工

（一）特点：

1、rRNA拷贝多,原核5-10个拷贝;真核:果蝇260个拷贝;Hela细胞1100个拷贝

2、rRNA基因之间以纵向串联的方式重复排列第23页，共25页，2022年，5月20日，13点34分，星期五（二）加工过程1、剪切作用：需核酸酶参与

2、甲基化修饰：修饰在碱基上

3、自我剪接：一种核酶的作用

5S的加工