核糖体与核酶

核糖体与核酶第一页，共六十七页，2022年，8月28日核糖体(ribosome):是细胞内一种核糖核蛋白颗粒(ribonucleoproteinparticle),

其惟一功能是按照mRNA的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链,所以核糖体是细胞内蛋白质合成的分子机器。核糖体最早是AlbertClaude于20世纪30年代后期发现的,其后又证明了其蛋白质合成功能。细胞内除了从事蛋白质合成的核糖体外，还有许多其它功能的核糖核蛋白体颗粒，通常是一些小分子的RNA同蛋白质组成的颗粒，它们参与RNA的加工、RNA的编辑、基因表达的调控等。第二页，共六十七页，2022年，8月28日Q:发现核糖体及核糖体功能鉴定的两个关键技术是什么?

核糖体最早是AlbertClaude于1930s后期用暗视野显微镜观察细胞的匀浆物时发现的，当时称为微体(Microsomes)，直到1950s中期，GeorgePalade在电子显微镜下观察到这种颗粒的存在。当时GeorgePalade和他的同事研究了多种生物的细胞，发现细胞质中有类似的颗粒存在，尤其在进行蛋白质合成的细胞中特别多。后来PhilipSiekevitz用亚细胞组份分离技术分离了这种颗粒，并发现这些颗粒总是伴随内质网微粒体一起沉积。化学分析揭示，这种微粒富含核苷酸，随之命名为ribosome，主要成分是核糖体RNA(rRNA)，约占60%、蛋白质(r蛋白质)约占40%。核糖体的蛋白质合成功能是通过放射性标记实验发现的。将细胞与放射性标记的氨基酸短暂接触后进行匀浆，然后分级分离，发现在微粒体部分有大量新合成的放射性标记的蛋白质。后将微粒体部分进一步分离，得到核糖体和膜微粒，这一实验结果表明核糖体与蛋白质合成有关。第三页，共六十七页，2022年，8月28日6.1核糖体的形态结构核糖体是细胞内数量最多的细胞器，原核细胞和真核细胞都有核糖体，功能也相同，但是结构组成却有很大差别第四页，共六十七页，2022年，8月28日6.1.1核糖体的类型和化学组成■核糖体的类型

●按存在的部位:有三种类型核糖体，细胞质核糖体、线粒体核糖体、叶绿体核糖体。●按存在的生物类型:

分为两种类型，即真核生物核糖体和原核生物核糖体。原核细胞的核糖体较小，沉降系数为70S，相对分子质量为2.5x103kDa，由50S和30S两个亚基组成；而真核细胞的核糖体体积较大，沉降系数是80S，相对分子质量为3.9～4.5x103kDa，由60S和40S两个亚基组成。第五页，共六十七页，2022年，8月28日从两个不同角度观察的E.coli核糖体的三维结构第六页，共六十七页，2022年，8月28日●Mg2+

的浓度对于大小亚基的聚合和解离有很大的影响，体外实验表明:70S核糖体在Mg2+的浓度小于1mmol/L的溶液中易解离;当Mg2+浓度大于10mmol/L，两个核糖体通常形成100S的二聚体通过区带离心鉴定核糖体的亚基在低浓度的Mg2+时，完整的核糖体将分成大小两个亚基。第七页，共六十七页，2022年，8月28日●在组成上，叶绿体中的核糖体与原核生物核糖体相同，但线粒体中核糖体的大小变化较大来源完整核糖体核糖体亚基核糖体RNAs细胞质80S60S(大亚基)28S，5.8S，5S(真核生物)

40S(小亚基)18S，细胞质70S50S(大亚基)23S，5S(原核生物)

30S(小亚基)16S线粒体55-60S45S(大亚基)16S(哺乳动物)

35S(小亚基)12S线粒体75S53S(大亚基)21S(酵母)

35S(小亚基)14S线粒体78S60S(大亚基)26S，5S(高等植物)

45S(小亚基)18S叶绿体70S50S(大亚基)23S，5S

30S(小亚基)16S不同类型核糖体的大小比较

第八页，共六十七页，2022年，8月28日■核糖体的化学组成核糖体的大小两个亚基都是由核糖体RNAs(rRNAs)和核糖体蛋白(ribosomalproteins)组成的，原核生物和真核生物细胞质核糖体的大小亚基在蛋白质和RNA的组成上都有较大的差别典型的原核细胞和真核细胞质核糖体的化学组成第九页，共六十七页，2022年，8月28日6.1.2核糖体蛋白质与rRNA由于核糖体有着十分重要的生物学功能，所以有关其结构和各种结构域的功能，一直是研究的重点。为了建立一个完整的核糖体分子结构模型，必须了解构成核糖体的每一个蛋白质和rRNA分子在核糖体中的位置。第十页，共六十七页，2022年，8月28日■核糖体蛋白通过电泳和层析等技术，已经鉴定了E.coli核糖体小亚基的21种蛋白质和大亚基的34种蛋白质。小亚基的蛋白分别命名为S1～S21，大亚基的核糖体蛋白命名为L1～L33。核糖体中的蛋白质除了一种具有四个拷贝外，其余都是一个拷贝。E.coli小亚基21种蛋白质的排列

第十一页，共六十七页，2022年，8月28日◆初级结合蛋白(primarybindingprotein)

这些蛋白质直接同rRNA结合,其中同16SrRNA结合的初级蛋白有14种,它们是:S3,S4,S17,S20,S6,S15,S8,S18,S9,S11,S12,S13,S7,S1。同5SrRNA结合的有11种。◆次级结合蛋白(secondarybindingprotein)

这些蛋白质不直接同rRNA结合,而是同初级结合蛋结合。它们是:S10,S16,S2,S6,S21,S14,S19。第十二页，共六十七页，2022年，8月28日r－蛋白质的主要功能对rRNA折叠成有功能的三维结构是十分重要的；在蛋白质合成中,某些r蛋白可能对核糖体的构象起“微调”作用；在核糖体的结合位点上甚至可能在催化作用中,核糖体蛋白与rRNA共同行使功能。第十三页，共六十七页，2022年，8月28日■核糖体rRNAHarryHoller测定了E.coli16SrRNA序列，一共有1542个核苷酸。通过计算机分析，发现不同生物来源的16SrRNA的序列组成具有进化上的保守性。推测16SrRNA结构有四个结构域，每个结构域都有46%的碱基配对，形成螺旋的柄状结构(下图)。每一个柄状结构都很短，不到8bp，且并不都是完全配对的。16SrRNA的电子显微照片的形态与30S核糖体亚基相似，因此认为30S核糖体亚基的形态主要是由16SrRNA决定的。第十四页，共六十七页，2022年，8月28日E.coli中16SrRNA分子折叠的二级结构折叠主要是由序列中互补碱基配对引起的。第十五页，共六十七页，2022年，8月28日在核糖体中rRNA是起主要作用的结构成分具有肽酰转移酶的活性；为tRNA提供结合位点(A位点、P位点和E位点)；为多种蛋白质合成因子提供结合位点；在蛋白质合成起始时参与同mRNA选择性地结合以及在肽链的延伸中与mRNA结合；核糖体大小亚单位的结合、校正阅读(proofreading)、无意义链或框架漂移的校正、以及抗菌素的作用等都与rRNA有关。第十六页，共六十七页，2022年，8月28日6.1.3细菌核糖体的结构模型为了揭示核糖体的空间结构以及核糖体蛋白质和rRNA相互间的关系，分别用物理、化学以及显微技术进行了大量的研究工作，在这些研究工作的基础上提出了细菌核糖体的结构模型(下图)。模型中蛋白质的定位是根据不同来源的资料分析综合后确定的，如S4、S5、S8和S12等四个蛋白定位在核糖体的小亚基上，并且是背向大亚基，就是根据四种不同方法获得的资料，比较分析后确定的。第十七页，共六十七页，2022年，8月28日E.coli核糖体结构模型第十八页，共六十七页，2022年，8月28日图:显示了小亚基、大亚基中一些核糖体蛋白质的位置，以及蛋白质合成过程中mRNA在核糖体中的位置。在该模型中确定了一些重要的功能区和RNA的结合位点核糖体结构及功能位点第十九页，共六十七页，2022年，8月28日6.2核糖体的生物发生(biogenesis)核糖体的合成和装配过程相当复杂。真核细胞和原核细胞的核糖体合成和装配过程各不相同。核糖体的生物发生包括蛋白质和rRNA的合成、核糖体亚基的组装等。第二十页，共六十七页，2022年，8月28日6.2.1核糖体rRNA基因的转录与加工(自学)核糖体的组成成分是蛋白质和rRNA，所以编码核糖体的基因分为两类，一类是蛋白质基因，另一类是rRNA基因。在生活细胞中，特别是在活跃进行蛋白质合成的细胞中，需要大量的核糖体，这就意味着需要合成大量的rRNA和核糖体蛋白质。■编码rRNA基因的过量扩增细胞为了满足大量需求的rRNA,通过两种方式扩大rRNA基因的拷贝数：●在染色体上增加rRNA基因的拷贝数，如在细菌E.coli的基因组中有七套rRNA基因，而典型的真核生物细胞含有几百到几千个28S、18S和5.8SrRNA基因的拷贝，5SrRNA基因的拷贝数多达50000个。●通过基因扩增(geneamplification)。科学家用两栖类的卵细胞(卵母细胞)研究在发育过程中rRNA基因的扩增。发现两栖类卵母细胞在发育的早期，rRNA基因的数量扩增到1000多倍(下图)第二十一页，共六十七页，2022年，8月28日非洲爪蟾卵母细胞中rRNA的合成卵母细胞中含有几百个核仁，，每个核仁都含有扩增的rRNA基因。第二十二页，共六十七页，2022年，8月28日编码rRNA基因的DNA称为rDNA。真核生物有四种rRNA基因,其中18S、5.8S和28SrRNA基因是串联在一起的,每个基因被间隔区隔开,5SrRNA基因则位于不同染色体上。■真核生物18S、5.8S、28SrRNA和5SrRNA基因第二十三页，共六十七页，2022年，8月28日●转录蛋白与45S的前体18SrRNA、5.8SrRNA和28SrRNA基因首先转录成一个45S的前体rRNA(pre-rRNA)，大约是这3个rRNA总长的2倍。能够转录这3个rRNA前体的DNA区域称为一个转录单位(transcriptionunit)，意指它们有一个共同的转录起点和转录终点。在转录单位中除了这三个rRNA基因外，还包括一些间隔区。●转录酶:真核生物中参与rRNA基因转录的酶是RNA聚合酶Ⅰ。●前体加工:前体rRNA在核仁中被酶剪切成3个rRNA产物，转录间隔区则被降解掉。根据3H标记的尿嘧啶和放线菌素D研究人的培养细胞前体rRNA的合成的结果推测了前体rRNA的加工过程在rRNA聚合酶Ⅰ的作用下，将18SrRNA、5.8SrRNA和28SrRNA转录成45S的前体，然后通过一系列的切割加工形成成熟的18SrRNA、5.8SrRNA和28SrRNA。其中5.8S的rRNA通过互补碱基的氢键与28SrRNA结合在一起。第二十四页，共六十七页，2022年，8月28日●虽然所有真核生物的18S、5.8S和28SrRNA基因是相同的，并且在染色体上组成同一个转录单位，但是不同生物中的18S、5.8S和28SrRNA基因的转录起点和间隔区的长短并不完全相同。第二十五页，共六十七页，2022年，8月28日■真核生物前体rRNA的修饰●前体rRNA有两个独特的特点:一是含有大量的甲基化的核苷,另一个就是具有很多假尿苷(pseudouridine)。在人的前体RNA加工过程中,有100多个甲基添加到前体分子的核糖上,并且有95%的尿嘧啶被转变成假尿苷。●前体rRNA的甲基化及其意义: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snRNA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。另外，前体rRNA的修饰可能有利于rRNA的正确折叠，以及与别的分子正确的相互作用。第二十六页，共六十七页，2022年，8月28日■5SrRNA基因的转录与加工5SrRNA是核糖体大亚基的一个组份，原核生物和真核生物都有5SrRNA，而且结构相似。●5SrRNA基因:

真核生物的5SrRNA基因与其他三种rRNA基因不在同一条染色体上，它是由核仁以外的染色体基因转录的，然后运输到核仁内参与核糖体的装配。非洲爪蟾的5SrRNA基因的一个重复单位含有一个5SrRNA基因、一个不转录的假基因(101bp的5SrRNA基因的片段)，每个重复单位间被不转录的间隔序列隔开，间隔序列的长度变化不定，最长达400bp。非洲爪蟾的5SrRNA基因的组织结构第二十七页，共六十七页，2022年，8月28日●5SrRNA基因转录酶:5SrRNA基因是由RNA聚合酶Ⅲ转录的，原初转录物的5＇端与成熟的5SrRNA的5＇端完全相同。在某些生物中，3＇端通常含有多余的核苷酸，在加工时要被切除。所以，5SrRNA只需要进行简单的加工，或者根本不需要进行加工。●内部启动子RNA聚合酶Ⅲ转录5SrRNA基因时使用的是内部启动子，其他的两种酶使用的是上游启动子，实验也证明这种内部启动子的存在。第二十八页，共六十七页，2022年，8月28日■原核生物rRNA基因及转录原核生物rRNA基因也是多拷贝的，并且也要被转录成一个前体，然后再经加工成成熟的rRNA。●原核生物和真核生物的rRNA基因在组织结构的差异①基因的重复次数:真核生物的rRNA基因重复的次数相当高，而原核生物的rRNA基因的重复次数却很少。②真核生物编码5SrRNA的基因位于不同的染色体上，而细菌的5SrRNA基因与另外两种rRNA基因组成一个转录单位，它们在染色体上的排列顺序是∶16S-23S-5S。●转录:

实验证明原核生物的16S-23S-5S三种rRNA位于同一条转录的rRNA分子中,转录后由核酸酶Ⅲ(RNaseⅢ)切成三个分子。第二十九页，共六十七页，2022年，8月28日细菌中的rRNA转录单位除了转录三种rRNA外，同时也会产生几种tRNA分子。在16S和23SrRNA间可产生1～2个tRNA,在5SrRNA基因的下游也会产生1～2个tRNA。同真核生物一样，细菌的rRNA也有甲基化，但比真核生物rRNA甲基化程度低。细菌的rRNA加工过程示于图6-12。第三十页，共六十七页，2022年，8月28日E.coli前体rRNA的转录与加工第三十一页，共六十七页，2022年，8月28日6.2.2核糖体的装配核糖体是自我装配的细胞器，当蛋白质和rRNA合成加工成熟之后就要开始装配核糖体的大小两个亚基，真核生物核糖体亚基的装配地点在细胞核的核仁部位，原核生物核糖体亚基的装配则在细胞质中。

第三十二页，共六十七页，2022年，8月28日■核糖体亚基的自我装配●自组装(self-assembly):

1968年，MasayasuNomura把拆开的大肠杆菌核糖体的30S小亚基的21种蛋白质与16SrRNA在体外混合后重新装配成30S小亚基，然后把重建的小亚基同50S大亚基以及其他辅助因子混合后，进行蛋白质合成实验，发现重建的核糖体具有生物活性，能催化氨基酸掺入到蛋白质多肽链中。这一实验表明，核糖体是一种自组装(self-assembly)的结构，即没有样板或亲体结构所组成的结构。但是在组装过程中，某些蛋白质必须首先结合到rRNA上，其他蛋白才能组装上去，即组装过程有先后层次(下图)。第三十三页，共六十七页，2022年，8月28日E.coli

小亚基的装配图粗箭头表示结合力强，细箭头表示力弱。如S4与16SrRNA之间是粗箭头，表示S4可直接与16SrRNA结合而不需要其他蛋白的存在。而S7与16SrRNA的结合力很弱，并且需要S4、S8、S9、S19、S20蛋白的存在。●30S亚基蛋白质分类:根据在核糖体重装配过程中的作用，可将30S亚基上的蛋白质分为三类:①开始装配所必需的蛋白质，它们先和rRNA特定区段结合，形成核糖体亚基的核心;②结合后可为后一批蛋白提供结合位点；③非30S亚基形成所必需，但却是显示其活性所必需的。第三十四页，共六十七页，2022年，8月28日■原核生物核糖体重组(ribosomerecombination)实验所谓核糖体重组是指将不同来源的核糖体大小亚基、或不同亚基的rRNA或蛋白质重新组合，形成杂合的核糖体后研究其功能的实验方法。第三十五页，共六十七页，2022年，8月28日■真核生物核糖体在核仁中装配●主要过程:下图是关于人细胞中核糖体装配过程人细胞中核糖体装配的主要过程第三十六页，共六十七页，2022年，8月28日

蛋白质结合到rRNA上具有先后层次性。

核糖体的重组装是自我装配过程第三十七页，共六十七页，2022年，8月28日同一生物中不同种类的r蛋白的一级结构均不相同，在免疫学上几乎没有同源性。不同生物同一种类r蛋白之间具有很高的同源性，并在进化上非常保守。结论第三十八页，共六十七页，2022年，8月28日Q:二十世纪六十年代初期RobertPerry发现核糖体的合成是在核仁中进行的，请问他是如何发现的?二十世纪六十年代初期RobertPerry用紫外微光束破坏活细胞的核仁，发现破坏了核仁的细胞丧失合成rRNA的能力，这一发现提示核仁与核糖体的形成有关。后来Perry又发现低浓度的放线菌素D能够抑制3H-尿嘧啶掺入rRNA中，而不影响其他种类的RNA合成。显微放射自显影也显示放线菌素D能够选择性阻止核仁RNA的合成，表明核仁与rRNA的合成有关。第三十九页，共六十七页，2022年，8月28日6.3核糖体的功能-蛋白质的合成核糖体的功能是进行蛋白质的合成。在核糖体上合成的是蛋白质的一级结构，即多肽链。合成是从多肽链的N端开始，到C末端结束。对于mRNA来说，合成的方向则是5＇→3＇。蛋白质的合成涉及核糖体的一些功能位点和RNA的作用。第四十页，共六十七页，2022年，8月28日6.3.1核糖体的功能位点原核生物核糖体中有四种与RNA分子结合的位点，其中一个是与mRNA结合的位点，另三个是与tRNA结合的位点原核生物核糖体中与RNA结合的位点●A位点(Asite)●P位点(Psite)●E位点(exitsite，Esite)第四十一页，共六十七页，2022年，8月28日●mRNA结合位点

真核生物的mRNA同核糖体的结合主要靠5＇端的帽子结构，有时也通过IRES同核糖体结合真核生物蛋白质合成的起始，IRES是内部核糖体进入位点(internalribosomeentrysite)。第四十二页，共六十七页，2022年，8月28日原核生物mRNA中与核糖体16SrRNA结合的序列称为SD序列(SDsequence)典型的细菌核糖体与mRNA的结合位点mRNA中的SD序列与核糖体16SrRNA3'端互补。在SD序列的下游5～10个碱基处是起始密码AUG或GUG。第四十三页，共六十七页，2022年，8月28日6.3.2蛋白质合成的基本过程略第四十四页，共六十七页，2022年，8月28日6.3.3多聚核糖体(polyribosomes)在蛋白质合成过程中，同一条mRNA分子能够同多个核糖体结合，同时合成若干条蛋白质多肽链，结合在同一条mRNA上的核糖体就称为多聚核糖体(polysome或polyribosomes)

电子显微镜观察的多聚核糖体图中所示是蚕的丝心蛋白mRNA3＇端多聚核糖体，箭头所示是丝心蛋白多肽。第四十五页，共六十七页，2022年，8月28日●多聚核糖体的发现20世纪60年代，有几个实验室先后发现了多聚核糖体。如Rich‘s实验室是用未成熟的红细胞研究蛋白质合成时发现了多聚核糖体。他们将未成熟的红细胞与放射性物质进行短暂培养，以标记新合成的蛋白质。然后温和地破碎细胞，离心除去细胞核和线粒体，收集上清液，在上清液中含有核糖体。然后通过移动区带离心，发现除了80S的核糖体之外，还有170S的核糖体，而放射性的标记物主要存在于170S的核糖体上，因此推断在蛋白质合成时，核糖体可能是成串存在的。电子显微镜观察证实：80S的核糖体是单个存在的，而170S的核糖体是由4～6个核糖体组成的多聚核糖体。第四十六页，共六十七页，2022年，8月28日●多聚核糖体的形成

在mRNA的起始密码子部位，核糖体亚基装配成完整的起始复合物，然后向mRNA的3＇端移动，直到到达终止密码子处。当第一个核糖体离开起始密码子后，空出的起始密码子的位置足够与另一个核糖体结合时，第二个核糖体的小亚基就会结合上来，并装配成完整的起始复合物，开始蛋白质的合成。同样，第三个核糖体、第四个核糖体、……依次结合到mRNA上。根据电子显微照片推算，多聚核糖体中，每个核糖体间相隔约80个核苷酸。第四十七页，共六十七页，2022年，8月28日多聚核糖体的形成与蛋白质合成第四十八页，共六十七页，2022年，8月28日Q:多聚核糖体形成的意义何在?

同一条mRNA被多个核糖体同时翻译成蛋白质，大大提高了蛋白质合成的速率，更重要的是减轻了细胞核的负荷，减少了基因的拷贝数，也也减轻了细胞核进行基因转录和加工的压力。第四十九页，共六十七页，2022年，8月28日6.4反义RNA与核酶(ribozyme)在研究真核生物核糖体rRNA加工时发现了某些rRNA具有酶的功能，能够自我剪接，同时还发现一些小分子的反义RNA参与核糖体RNA的修饰。另外还发现50S核糖体中的23SrRNA具有肽酰转移酶的功能。将具有酶功能的RNA称为核酶。第五十页，共六十七页，2022年，8月28日6.4.1小分子RNA与反义RNA真核生物中，除了mRNA，rRNA和tRNA外，细胞核和细胞质中含有许多其它类型的小分子RNA(smallRNA)，虽然它们的相对分子质量很小，但却有非常重要的作用。第五十一页，共六十七页，2022年，8月28日■小分子RNA的类型主要有两种类型的小分子RNA:一类是snRNA(smallnuclearRNA),存在于细胞核中；另一类是scRNA(smallcytoplasmicRNA)，存在于细胞质中。由于snRNA富含尿嘧啶核苷，分类时把它分为U1、U2、……等第五十二页，共六十七页，2022年，8月28日■反义RNA与蛋白质合成的抑制●概念:反义RNA(antisenseRNA)是指与mRNA互补的RNA分子,也包括与其它RNA互补的RNA分子。最早是在E.coli

的产肠杆菌素的ColE1质粒中发现反义RNA,许多实验证明在真核生物中也存在反义RNA。近几年来通过人工合成反义RNA的基因,并将其导入细胞内转录成反义RNA,即能抑制某特定基因的表达,阻断该基因的功能,有助于了解该基因对细胞生长和分化的作用。第五十三页，共六十七页，2022年，8月28日●类型:原核细胞中发现的反义RNA，根据其作用方式分为三类:I类、Ⅱ类、Ⅲ类。.这三类反义RNA的作用特点分别是:I类反义RNA直接作用于其靶mRNA的SD序列和/或编码区，引起翻译的直接抑制(1A类);或与靶mRNA结合后引起该双链RNA分子对RNA酶Ⅲ的敏感性增加，使其降解(1B类)。Ⅱ类反义RNA与mRNA的SD序列的上游非编码区结合，从而抑制靶mRNA的翻译功能，其作用机理尚不清楚，可能是反义RNA与靶mRNA上游序列结合后，会引起核糖体结合位点区域的二级结构发生改变，从而抑制了与核糖体的结合。第五十四页，共六十七页，2022年，8月28日Ⅲ类反义RNA可直接抑制靶mRNA的转录。如ticRNA(transcriptioninhibitorycomplementaryRNA)是大肠杆菌中CAP蛋白(cAMP结合蛋白)的mRNA的反义RNA。ticRNA基因的启动子可被cAMP-CAP复合物所激活，从CAPmRNA的转录起始位点上游3个核苷酸处开始，以CAPmRNA的模板DNA链的互补链为模板，合成ticRNA。ticRNA的具体长度不清楚，但是它的5＇端一段正好和CAPmRNA的5＇端有不完全互补，可以形成RNA双链杂合体。而在CAPmRNA上紧随杂交区之后的是一段约长11bp的A·U丰富区。这样的结构与ρ因子不依赖性的转录终止子的结构十分相似，可以使CAPmRNA的转录刚刚开始不久即迅速终止。这一例子是CAP蛋白合成的自我调节的最好说明。当CAP合成达到一定量之后，即与cAMP结合形成cAMP-CAP复合物，再激活ticRNA的启动子转录出ticRNA，反过来抑制CAP-mRNA的合成。第五十五页，共六十七页，2022年，8月28日■snRNA在pre-rRNA加工中的作用●snRNPs(smallnucleolarribonucleoproteins)细胞核中的snRNA通常与特定的蛋白质包裹在一起形成颗粒结构,称为snRNPs。电子显微镜观察发现：在rRNA没有完全转录时,snRNA就与rRNA前体结合在一起了。最早与pre-RNA结合的是含有U3的RNP颗粒,这种颗粒主要是结合在前体rRNA的5＇端,在转录后的加工中,由这种RNP将5＇端的转录物切除。第五十六页，共六十七页，2022年，8月28日■反义snRNA一些低拷贝的snRNA(104拷贝/每细胞)，它们的长度为10～21个核苷酸，并且能够与rRNA转录物的特定序列互补，所以属于反义snRNA。这些snRNA与rRNA前体通过互补形成的RNA-RNA双链部分可作为pre-rRNA进行加工修饰的标志。第五十七页，共六十七页，2022年，8月28日●反义snRNAs的分类根据反义snRNA的功能和序列的相似性将它们分成两类:①C/D盒snRNA(boxC/DsnRNA)，这类snRNA的5＇端有C/D盒结构，它们的功能是决定何种核苷的核糖甲基化;②H/HAC盒snRNA，这类反义snRNA的3＇端有HAC序列，它们的作用是决定哪些尿苷被转变成假尿苷。据估计，细胞核中有200多种不同的反义snRNA，它们分别引导pre-RNA中不同位点的甲基化或假尿苷化。第五十八页，共六十七页，2022年，8月28日6.4.2核酶(ribozyme)核酶一词用于描述具有催化活性的RNA，即化学本质是核糖核酸(RNA)，却具有酶的催化功能。第五十九页，共六十七页，2022年，8月28日■核酶的发现●内含子(intron)

内含子是基因内的间隔序列，它不出现在成熟的RNA分子中，也就是说在转录后要通过加工被切除。●外显子(exon)

最后出现在成熟RNA中的基因序列。●核酶的发现:1981年，ThomasCech和他的同事在研究四膜虫的26SrRNA前体加工去除基因内含子时获得一个惊奇的发现∶内含子的切除反应发生在仅含有核苷酸和纯化的26SrRNA前体而不含有任何蛋白质催化剂的溶液中，解释只能是:内含子切除是由26SrRNA前体自身催化的，而不是蛋白质。为了证明这一发现，他们将编码26SrRNA前体DNA克隆到细菌中并在无细胞系统中转录成26SrRNA前体分子。结果发现这种人工制备的26SrRNA前体分子在没有任何蛋白质催化剂存在的情况下，切除了前体分子中的内含子。这种现象称为自我剪接(self-splicing)，