第8章 RNA转录后的加工

CreationofaBacterialCellControlledbyaChemicallySynthesizedGenome/20May2010/Page1/10.1126/science.1190719最新突破：我们成为上帝！第八章RNA转录后的剪接与加工a)原核生物b)真核生物细胞核前体mRNA加工：5‘加帽，3’加尾，内含子切除多肽合成细胞质一、RNA转录后的剪接、加工与修饰概述二、原核生物RNA的转录后加工三、真核生物RNA的转录后加工RNA的类型和功能RNA类型功能定位hnRNA核内不均一RNA，成熟mRNA的前体pre-mRNA核内snRNA参与hnRNA的剪接、转运核内scRNA“蛋白质内质网定位合成”的信号识别体的组成成分胞内rRNA核蛋白体组成成分tRNA转运氨基酸mRNA蛋白质合成模板SmallcytoplasmicRNASmallnuclearRNAheterogeneousnuclearRNArRNA和tRNA：不论原核或真核生物的rRNA和tRNA都是以初级转录本形式被合成的，然后再加工成为成熟的RNA分子。mRNA：原核生物的mRNA却不需加工，仍为初级转录本的形式。真核生物pre-mRNA要经过复杂的加工历程，包括加帽、加尾和内含子的剪接等。RNA的加工一、RNA转录后的剪接、加工与修饰概述二、原核生物RNA的转录后加工三、真核生物RNA的转录后加工在翻译过程中参与蛋白质合成的tRNA和rRNA都不是最初的转录产物，这是由于：①它们的5′端都是单磷酸，而原始的转录产物5′端应是三磷酸②分子比初始转录物小；③tRNA含有特殊的碱基，这些碱基只有通过一些化学修饰才可以产生。

基因工程上，就是根据这一点，使用一种5‘单磷酸特异性的RNA外切酶从原核生物totalRNA抽提物中分离mRNA(5’有3个磷酸)的。（一）原核生物rRNA前体的加工E.coli共有7个不同的rRNA操纵子（rrnA-rrnG）分散分布在整个基因组上每个操纵子的原初转录物为30S(约6500bp)前体分子，5’端为pppA每个操纵子的原初转录物含有一个拷贝的5S,16S和23SrRNA,以及一些tRNA序列。tRNA在rrn上的数量、种类和位置都不固定。转录与加工同时进行①②P30RNaseⅢ识别特定的茎环结构，交错2bp切割，产生P16和P235SrRNA前体P5是在RNaseE作用下产生的，它可识别P5两端形成的茎环结构P5、P16和P23两端

的多余附加序列需进一步由核酸酶切除。不同细菌rRNA前体的加工过程并不完全相同，但基本过程类似。（二）原核生物tRNA前体的加工E.coli基因组有tRNA基因约60个tRNA基因大多成簇存在（串联的tRNA可能相同，也可能不 同），或与rRNA基因或蛋白质基因组成混合转录单位.单顺反子（不常见）三种tRNA前体分子到目前为止了解的最清楚的是E.coli的tRNA1Tyr（连续两个组成一个多顺反子RNA）②3‘修剪：RNaseD能够识别CCA末端序列，1个1个的切除7个核苷酸。③5’切断：内切核酸酶RNaseP在箭头所指处切断。④暴露或添加CCA：RNaseD除去3‘末端二个核苷酸⑤核苷酸修饰和异构化：有6个碱基通过专一性的酶过程变为异常碱基。①②③④⑤⑤⑤⑤⑤①3’切断：一种能识别发夹结构的内切核酸酶在箭头所指处切断RNaseP是一种核酶（Ribozyme）RNaseP是一种内切核酸酶，由一个RNA分子（M1RNA）和一个蛋白质分子组成，是一种简单的RNP,其中的RNA分子可以独立行使核酸内切酶功能，因此是一种催化性RNA分子（核酶）RNaseP存在于原核生物和真核生物。RNaseP负责原核生物所有tRNA5’端加工RNaseD：它能从RNA的3´端一个一个地切去碱基，以产生tRNA的真正的3’端(5´端由RNaseP产生)。RNaseⅡ：有外切核酸酶的活性，它能够将tRNA完全分解完。以前认为它也与tRNA加工有关，但目前认为它可能仅和RNA的分解代谢有关。1978年，Altman在纯化RNaseP时，发现一种377个核苷酸长的RNA片段与一种1.4KD的蛋白质总是同时被纯化，另外，还发现RNaseA及小球菌核酸酶都可使RNaseP失活，RNaseP的浮力密度显示RNA—蛋白质复合物特性，在离体条件下，大肠杆菌RNaseP的RNA亚基与蛋白质亚基都不表现RNase活性，但若把RNA亚基与蛋白质亚基进行重组，则重组复合物具有RNA酶活性。更进一步的研究发现，RNaseP的RNA亚基可在高Mg2+浓度下，催化前体tRNA的剪切，而蛋白质亚基则无此功能，从而说明RNaseP的催化功能是由其RNA亚基部分来承担的。美国耶鲁大学的SidneyAltman1989年的诺贝尔化学奖科罗拉多大学的ThomasR.Cech核酶CrystalstructureofRNasePwithsubstratetRNA(green),3‘端加上CCA在细菌中有两种tRNA前体，其区别在于其3'端的序列。Ⅰ型分子：有CCA三联体在其3´端。Ⅱ型分子：某些噬菌体编码的tRNA没有CCA序列。当其他碱基被一个一个从前体分子上除去后，另由称为tRNA核苷酸转移酶的将CCA加到3’端上去。核生物中可能所有的tRNA前体都属于Ⅱ型，在成熟时都需要通过酶的作用，在其3'端加上CCA序列。碱基修饰:甲基化酶、硫醇酶，假尿嘧啶核苷化酶等等（三）原核生物mRNA前体的加工mRNA大多不需要加工，一经转录即可直接进行翻译但也有少数多顺反子mRNA需通过核酸内切酶切成较小的单位，然后再进行翻译。例如，核糖体大亚基蛋白L10和L7／L12与RNA聚合酶β和β′亚基的基因组成混合操纵子，转录出多顺反子mRNA后需经RNaseIII将核糖体蛋白质与聚合酶亚基的mRNA切开，然后再各自进行翻译。细胞内RNA聚合酶的翻译水平远低于核糖体蛋白的翻译水平，将两者切开，有利于各自的翻译的调控。类似的加工过程也可以在某些噬菌体的多顺反子mRNA中见到。例如，大肠杆菌噬菌体T7的早期基因转录出一条长的多顺反子mRNA，经RNaseIII切割成5个单独的mRNA和一段5′端前导序列。mRNA的切割对其中某些早期蛋白质的合成是必要的。推测可能是由于较长的mRNA产生二级结构，会阻止有关编码序列的翻译。这种RNA二级结构（可能还有三级结构）与其功能的调控关系在多种情况下均可看到，并不仅限于翻译起始的调控。通过RNA链的裂解，改变了RNA的二级结构，从而影响它的功能。一、RNA转录后的剪接、加工与修饰概述二、原核生物RNA的转录后加工三、真核生物RNA的转录后加工(一)真核生物rRNA的加工4种rRNA：5.8S，18S，28S和5SrRNA。前三者的基因组成一个转录元，产生45S的前体RNA。近年来发现，哺乳动物的原始转录本并不是45S，是47S。由于3′端部分很快进行转录处理，5′端也除掉一小部分故变为45S。rDNA重复单位rDNA转录单位真核生物rRNA基因（rDNA）的组织NTS:nontranscribedspacer不转录的间隔区ETS:externaltranscribedspacer外部转录间隔序列ITS:internaltranscribedspacer内部转录间隔序列真核生物rRNA的加工过程比较缓慢，中间产物可以分离，因此加工过程比较清楚。哺乳动物45SRNA的加工有几种不同方式。例如，人类45SRNA与小鼠的45SRNA加工方式就不相同。RNaseIII和其他RNA酶在前体加工中发挥重要作用哺乳动物45SrRNA前体的转录后处理rRNA前体剪切位点的识别：核仁小分子RNA(snoRNA)形成的snoRNP参与RNase

对特定立体结构和剪切位点的识别,也参与甲基化修饰位点的识别

RNA前体分子的甲基化帮助识别

前体rRNA分子中的某些碱基进行甲基化修饰，甲基化的主要部位在核糖第二位的羟基上，在甲基化的过程中需要snoRNA的参与。甲基化可能对加工起引导作用。实验证明前体rRNA中被甲基化的部位在加工过程中并未被切除，而是一直保持到成熟的rRNA中。另外还发现，如果人为地阻断前体rRNA的甲基化，前体rRNA的成熟加工也被阻断，因此，推测前体rRNA的甲基化对rRNA的加工具有指导作用。5SrRNA的基因含120bp，处在另一个转录单位中，这个单位含有120bp的转录区和600bp的非转录片段5SrRNA由RNA聚合酶Ⅲ转录。爪蟾5SrRNA的基因结构（二）真核生物tRNA的加工真核tRNA的基因和原核不同真核的前体分子tRNA是单顺反子，但成簇排列，基因间有间隔区真核tRNA基因一般都比原核tRNA基因多得多，如酵母约有400个tRNA基因5′端单磷酸核苷酸，表明已被加工过tRNA的前体分子中含有内含子。tRNA的加工分成3个阶段：5’剪裁，3’剪裁切除内含子3′末端用tRNA核酸转移酶加-CCA修饰：通过甲基化酶，硫醇酶，假尿嘧啶核苷化酶等进行修饰4-硫尿苷次黄嘌呤核苷（肌苷）1-甲基鸟苷N6-异戊烯基腺苷假尿嘧啶核苷二氢尿苷真核tRNA内含子的特点：位置相同，都在反密码子环的下游，内含子和反密码子配对形成茎环外显子和内含子交界处无保守序列不同tRNA的内含子长度和序列各异内含子的剪切是依靠RNA酶异体催化（自身不是核酶）2’，3’环磷酸环磷酸二酯酶2′-磷酸单酯5′,5′,-phosphoanhydridetRNA内切核酸酶磷酸酐键磷酸化酶+GTP连接酶+ATP1.5’端加帽2.3’端加尾3.RNA的剪接4.修饰5.RNA的编辑真核生物mRNA前体称为hnRNA，又称类似DNA的RNA(D-RNA)。由hnRNA加工为成熟的mRNA，经历以下过程：(三)真核生物mRNA的加工1、在5’端加帽（cap））m7Gppp鸟甘酸转移酶场所是核内帽子0：m7GpppX单细胞生物（如酵母）帽子1：m7GpppXm

多细胞生物，主要形式帽子2：m7GpppXmpYm

占10-15%三种帽子的共同位置在帽子1中可被甲基化帽子1帽子2剪接前加帽，剪接后加帽加帽酶的征集（recruitment）由RNA聚合酶CTD尾巴及其磷酸化状态完成，征集后转移到RNA上需要加工位点。加帽因子的征集需要Ser5磷酸化加帽发生在RNA只转录出20-40nt时——转录起始和延伸转换时刻加帽后Ser5的去磷酸化导致加帽machinary的释放。场所是核内剪接前加帽剪接前加帽：(含有最初的5‘端三个磷酸，转录第一个通常是A或G)如呼肠病毒，牛豆病毒去掉一个mRNA5‘端磷酸，留下两个末端磷酸（RNA末端磷酸酶）5’端加上GTP(鸟苷转移酶guanylyl

transferase),去掉GTP的两个磷酸，形成5‘-5‘三磷酸连接鸟嘌呤第七位N原子甲基化(甲基转移酶，甲基供体是S-腺苷甲硫氨酸SAM).剪切后加帽如疱疹病毒和口炎病毒帽子结构功能：有帽子结合蛋白（CBP）与帽子结合：

(1)有助于mRNA运输越过核膜，进入胞质；

(2)保护5′不被酶降解；

(3)翻译时供eIF（起始因子）和核糖体识别。（4）促进5’端内含子的剪切或称为RNA末端腺苷酸转移酶，Poly(A)聚合酶大约200bp2、3’端加尾（多聚腺苷酸polyA尾巴）加尾信号AAUAAA具体机制机制控制PolyA长度CPSF:cleavagepolyadenylationspecificityfactor.

CstF:cleavagestimulationfactor.

PAP:polyApolymeraseCF:factor(s)requiredforcleavage多聚腺苷酸尾巴功能：有蛋白质（PBP）与PolyA尾结合，提高了mRNA在细胞质中的稳定性。增强翻译的效率4.修饰原核生物mRNA分子中不含有稀有碱基，但真核生物的mRNA中则含有甲基化核苷酸，除了在hnRNA的5′端帽子结构中含有2－3个甲基化核苷外；在分子内部还会有l－2个m6A存在于非编码区。在序列中，m6A总是位于胞苷之后，形成了…NCm6AN序列。m6A的生成是在hnRNA的剪接作用之前发生的。Theformationofinternal6-methyladenine(m6A)residuesineucaryoticmessengerRNA(mRNA)isapostsyntheticmodificationinwhichS-adenosyl-L-methionine(SAM)servesasthemethyldonor.OfthemethylgroupsincorporatedintomaturemRNA30-50%occurinm6Aresidues.AlthoughmostcellularandcertainviralmRNAscontainatleastonem6Aresidue,sometranscriptssuchasthosecodingforhistoneandglobinarecompletelylackinginthismodification.6-MethyladenineresidueshavealsobeenlocalizedtoheterogeneousnuclearRNA(HnRNA),andforthemostparttheseresiduesareconservedduringmRNAprocessing.Inallknowncases,them6Aresiduesarealsofoundinastrictconsensussequence,Gm6ACorAm6AC,withinthetranscript.AlthoughthebiologicalsignificanceofinternaladeninemethylationineucaryoticmRNAremainsunclear,agreatdealofresearchhasindicatedthatthismodificationmayberequiredformRNAtransporttothecytoplasm,theselectionofsplicesitesorotherRNAprocessingreactions.3、RNA的剪接RNA剪接酶的征集（recruitment）由尾巴及其磷酸化状态完成，征集后转移到RNA上需要加工位点。剪接因子的征集需要Ser2磷酸化生物体内内含子的主要类型：第一类：自我剪接内含子，不需要酶和蛋白质的参与。Ⅰ型：真核生物线粒体、四膜虫、 一些叶绿体和噬菌体的RNAⅡ型：主要在线粒体和叶绿体基因第二类：酶促拼接，在一系列酶（蛋白性质，非核酶，非snRNP）的催化下完成（无转酯反应），主要在tRNA前体中发现。第三类：依赖于snRNP

（剪接体）的剪接。绝大多数真核生物蛋白质基因。

第一类—Ⅰ型内含子的自我剪接Cech等1981年用嗜热四膜虫分离得到了35S的前体rRNA，它含有一个长413bp的内含子。此35SrRNA要加入一价或二价阳离子及GTP就可以在体外释放出413b的线性的内含子，若继续保温，那么线形内含子又可形成环状的RNA。这就意味着35SRNA在GTP的作用下可以自我剪接。I类内含子的剪切机制两次转酯反应(transesterification)酯键从一个位置转移到另一个位置。GTP，GDP，GMPGL-19IVS

functionsasarealcatalystinthetesttubeLabeledsubstrateIncubationtime(minutes）L19RNA在试管中作为真正的催化剂催化C5的水解与连接L19RNA催化的反应I类内含子的结构特点是1.5‘剪接点和3’剪接点的序列绝大部分是U↓···········G↓2.具有中部核心结构（Centralcorestrucature）

3.内部引导顺序（internalguideseguenceIGS）

在线粒体基因组中发现，也存在于极少数单细胞真核生物(如嗜热四膜虫的rRNA)的核基因组中。原核体系中少数内含子也是Ⅰ型内含子（如T4噬菌体胸苷酸合成酶基因）。

第一类—Ⅱ型内含子的自我剪接(一)结构特点

(1)边界序列为

5′↓GUGCG……YnAG↓；

(2)有6个茎环结构；有分支点顺序branch-pointsequence无需鸟苷的辅助，但需镁离子的存在。分枝点A的2′-OH对5′端交界处的磷酸二酯键发动亲核进攻，产生了套索（lariat）结构；切下的外显子1其3′-OH继续对内含子3′端的交界序列进行亲核进攻，同时释放出套索状的内含子。TheM1RNAinribonucleasePiscatalyticTheintroninthepre-rRNAofTetrahemenaisself-spliced因发现核酶而获诺贝尔奖的两位科学家：核酶：T.Cech由核糖核酸（ribonucleicacid）和酶（enzyme）这两个词“重组”成一个新的词：“Ribozyme”；

Ribozyme是指本质为RNA或以RNA为主含有蛋白质辅基的一类具有催化功能的物质。和传统酶的区别：(1)一般的酶是纯的蛋白质，而核酶是RNA或带有蛋白的RNA；(2)核酶既是催化剂又是底物。而酶仅催化反应。核酶发现的意义①生命的最初形式可能是RNA，其兼有DNA和蛋白质的功能。②在进化过程中作为遗传模板的功能让位于DNA（RNA不稳定）,作为催化剂的功能让位于蛋白质。③利用其机制，设计合成特异性切割病毒RNA或其它RNA的核酶，以便于治疗包括爱滋病、癌症在内的疾病。自我切割位点核酶结构特点槌头型（ribozymeofhammerheadstructure）

GU

GNNNNNNNNNN

3'5'

N

C

A

A

NNNA

NNNA

C

N

A

N

C

U

G②

1—3loops①3个茎③

至少13个保守核苷酸锤头型核酶结构也需要Mg离子酶底物mRNA内含子第三类—结构特点：边界顺序:符合GU-AG法则分枝点顺序：为Py80NPy80Py87Pu75APy95其中A为百分之百的保守，且具有2′-OH，位于内含子3‘剪接位点18-40核苷酸处R=Pu=嘌呤Y=Py=嘧啶Polyprimidine多聚嘧啶两次连续得转酯反应（

transesterification）:

Step1:

分支位点保守的A的2‘OH攻击5’剪切位点保守G的磷酰基，5‘端外显子得到释放，内含子的5’末端形成three-wayjunctionstructureStep2:

5‘端外显子攻击3’剪切位点的磷酰基。结果5‘和3’外显子连接在一起，内含子以套索（

lariat）形式释放。参与RNA剪接的物质—剪接体剪接体spliceosome）包含大约150个蛋白质和5个RNA分子。5种snRNAs（smallnuclearRNAs）：U1,U2,U4,U5,andU6,100-300nt,富含U，因此称为UsnRNA和蛋白质的复合物称为smallnuclearribonuclearproteins(snRNP,pronounces“snurps”).剪接体的许多功能由它的RNA成分行使。剪接体是最大的snRNP,在剪接反应的不同阶段，组成可能不同（动态组成）。剪接过程中snRNPs

的3个功能：识别

5’剪接位点和分支位点。2.Bringingthosesitestogether.3.催化

(或帮助催化)RNAcleavage.RNA-RNA,RNA-protein及protein-protein之间的相互作用在剪接过程中都是非常重要的。不同的snRNPs之间,snRNPs和pre-mRNA之间的RNA-RNA相互作用U4snRNAisalsorequiredforRNAsplicingbutdoesnotdirectlyinteractwiththeRNA剪接过程剪接体的装配、结构重排、催化:剪接过程装配步骤一：U1

识别5’

剪接位点.2.U2AF（U2辅助因子，U2auxiliaryfactor）的一个亚单位（65KDa）结合到嘧啶富集区（Pytract

），另一个亚单位（35KDa）结合到3‘剪接位点。

U2AF

的65KDa亚单位与BBP(分支点结合蛋白branchpointbindingprotein或称为剪接因子1splicingfactor1)相互作用，帮助BBP结合到分之点。3.早期复合体（Early(E)complex

）形成。装配步骤二U2结合到分之点，A复合体（Acomplex

）形成。2.U2和分之点之间的碱基配对（A周围），使分支点A核苷酸残基突出.这个参与与5’

剪接位点的反应。RNAInteractionswithintheSpliceosomeComplexA-RNAInteractionsSRproteins,boundtoexonicsplicingenhancers(ESEs),interactwithcomponentsofsplicingmachinery,recruitingthemtothenearbysplicesites.装配步骤三1.U4,U5和U6形成tri-snRNP颗粒.2.tri-snRNP进入复合体，A复合体转变为B复合体.NotassociatedwiththeRNAU6swapsinteractionstohybridizetoU2ComplexB-RNAInteractions装配步骤四U1离开复合体,由U6代替结合在5‘剪接位点。2.U4释放,使U6与U2相互作用.重排后的复合体称为C复合体.催化步骤一:C复合物的形成，U2和U6RNA的配对，产生催化活性位点，活性位点的形成并置(juxtaposes)5’

剪接位点和分之点,使分支的A残基攻击5’

剪接位点，完成第一次转酯反应。FromMolecularBiologyoftheCell,4theditionU2andU6holdthepre-mRNAinawaythatjuxtaposesthe5’SSandthebranchpointCleavageatthe5’SSandadditionofU5bringthe3’and5’splicesitestogether.TheserearrangmentscreatethecatalyticsiteoftheactivesplicesomeandallowthesplicejunctionstobedoublecheckedbeforetheyaresplicedRearrangementsinthesplicesomerequireATPhydrolysis催化步骤二：

U5snRNP帮助两个外显子靠近和第二次转酯反应（ofthe5’

外显子的3’-OH攻击3’

剪接位点.最后一步:mRNA产物和snRNPs的释放。Ccomplex1streaction2ndreactionEcomplexAcomplexBcomplexCcomplex（没有该complex的图）剪接体介导的剪接反应mRNA的选择性剪接(可变剪接)可变剪接是指从一个mRNA前体中通过不同的剪接方式（选择不同的剪接位点组合）产生不同的mRNA剪接异构体的过程。可变剪接是调节基因表达和产生蛋白质组多样性的重要机制。pre-mRNA的选择性剪接有五种形式人和果蝇的Dscam

基因（DownSyndromeCellAdhesionMolecule，唐氏综合征细胞黏附分子）有38,000种剪接方式，产生38,000种mRNA。Dscam

基因编码一个神经元轴突定向受体，它细胞外有一个由10个免疫球蛋白重复序列组成的结构域，第2，3，7个免疫球蛋白重复序列分别由第4，6，9号外显子编码，4号外显子盒（cassette）有12个变异体，6号外显子有48个变异体，9号外显子有33个变异体，再加上17号外显子的2个变异体。每个成熟的DscammRNA分别只有一个有4，6，9，17号外显子的变异体，由此理论推测Dscam

基因共有12×48×33×2＝38016剪接异构体。对Dscam

基因50个cDNA克隆随机测序发现了49种不同的剪接异构体，说明实际存在的剪接异构体即使没有理论那么多，也至少有上千种123578101112131415161819202122选择性剪接的意义1.Producingmultipleproteinproducts,calledisoforms.2.Switchingonandofftheexpressionofagivengene.Inthiscase,onefunctionalproteinisproducedbyasplicingpattern,andthenon-functionalproteinsareresultedfromothersplicingpatterns.反式剪接（Trans-splicing）◆顺式剪接（Cis-splicing）剪接过程发生在一个RNA分子的内部，即通过剪接将一个RNA分子的内含子去除，使外显子连接在一起。◆反式剪接（Trans-splicing）以两种不同来源的RNA前体分子为底物，经过剪接在成熟的mRNA非翻译部分接上一小段RNA片段（剪接前导序列或小外显子）

如：锥虫表面糖蛋白基因VSG(variablesurfaceglycoprotein)，线虫的肌动蛋白基因（actingenes），衣藻（chlamydomonas）叶绿体DNA中含有的psa基因。RNA拼接的意义RNA拼接的意义1、RNA的拼接是生物机体在进化历史中形成的，是进化的结果；2、RNA的拼接是基因表达的重要环节。RNA转录后通过拼接而抽取有用信息，形成连续的编码序列，并可通过选择性拼接而控制生物机体生长发育。因此，这是真核生物遗传信息精确调节和控制的方式之一。

RNA拼接现象的发现，给生物学家一系列令人困惑的疑问：为什么生物机体要先转录内含子，然后将其切除？RNA合成后再拼接是一个非常耗能的过程，对细胞其收益是什么？内含子由何而来？内含子有无生物功能？围绕以上问题，提出一些看法或观点，但争议很大，目前尚无定论：5、内含子和外显子是相对的，有些内含子具有编码序列，能产生蛋白质和功能RNA。如Ⅰ型内含子能产生核酸内切酶，Ⅱ型内含子能产生核酸内切酶和逆转录酶。以帮助内含子的转移。RNA拼接的意义

3、基因由模块装配而成，模块间的间隔序列也就演变成内含子，因此外显子和内含子有着同样的古老历史。而现今存在的几类内含子也各自有其起源和进化历史，从它们的拼接方式和分布可以大致推测其起源时间。

4、RNA的拼接主要存在于真核生物，原核生物极为少见，但并非完全没有。一种合理的解释是原核生物为适应快速生长的需要，在进化中已将内含子丢掉。事实上，快速生长的单细胞如酵母，其编码的基因也几乎没有内含子。然而内含子的存在和拼接作用对生物机体的进化十分重要。

学过生物的朋友都会知道中心法则。简单地说，就是我们的遗传信息的流向，是以DNA作为蓝本，经过转录成RNA，将蓝本信息忠实抄送给核糖体这个蛋白加工厂，在那里按照这个誊抄的图纸制造蛋白。蛋白是生物功能的主要执行者；个别情况下，有些遗传信息还可以从RNA回到DNA，如RNA病毒可通过逆转录成DNA序列（DavidBaltimore因为这个已经拿了一回诺奖）。如果，RNA与DNA序列确实不一致，那说明在誊抄过程中被或者“出错”或者被有意“篡改”了，前者应该是是随机，可能性不大，因此只能是细胞有意为之，有个专业术语叫“编辑”。RNA编辑（editing）RNA编辑（editing）是指转录后的RNA在编码区发生碱基的突变、加入或丢失等现象。StopcodeInliverInintestines人载脂蛋白apolipoprotein的mRNA编辑突变C变为U有功能无功能目前发现的编辑主要由两种方式：A-to-I（在翻译过程中被当成鸟嘌呤G）C-to-U编码A-to-I编辑酶的基因有两个：ADAR1和ADAR2；C-to-U编辑酶APOBEC-1。

美国宾西法尼亚大学医学院遗传系的VivianG.Cheung领导的研究小组在Science（19May2011

）上发表了一篇Researcharticle：WidespreadRNAandDNASequenceDifferencesintheHumanTranscriptome.研究报道了RNA与DNA序列之间的差异广泛存在。他们对27个人的全基因组和转录组（全部RNA）通过二代测序技术进行大规模测定，经过比较，发现大量的RNA与其模板DNA序列不一致，平均每个人存在大约1065个这种RNA与DNA序列差别（RNA-DNAdifference,RDD）