分子生物学课件CHGeneTranscriptionand

GENETICINFORMATION

1.REPLICATION (DNASYNTHESIS)2.TRANSCRIPTION (RNASYNTHESIS)3.TRANSLATION (PROTEINSYNTHESIS)DNARNAPROTEIN当前1页，总共138页。RNApolynucleotidechain2’-OHmakes3’,5’phosphodiesterbondunstableDNApolynucleotidechain当前2页，总共138页。基因转录的特点：1.基因转录是基因表达的第一步，也是基因表达调控中最重要的环节；2.部分遗传信息的传递，只有部分作为模板，基因的转录有时间和空间的差异；3.转录中存在链的选择、起点和终点的选择。当前3页，总共138页。4.基因转录只利用DNA双链中的一条链作为模板，而另一条链不参与合成过程。模板链为无意义链，互补链为有意义链（编码链）。有意义链无意义链只针对已确定的某一基因而言当前4页，总共138页。原核生物的基因转录1.转录调控因子基因转录的控制关键——起始控制控制转录起始的因素：起始调控序列（顺式调控元件）——启动子转录因子（反式调控元件）——RNA聚合酶当前5页，总共138页。顺式调控元件cisactingelements位于基因周围能与特异转录因子结合而影响转录的DNA序列，包括启动子、增强子等反式调控元件transactingfactors与DNA上特异序列结合的蛋白因子，对转录起调控作用。如ＲＮＡ聚合酶当前6页，总共138页。RNA聚合酶E.coli中由一种RNA聚合酶催化所有RNA的合成（mRNA、tRNA、rRNA和其它小分子RNA）E.coli的RNA聚合酶全酶由核心酶(2、、’、亚基)和亚基组成；核心酶的功能：转录合成RNA，与DNA结合（非特异性的、松弛的），在的帮助下识别起始序列。

当前7页，总共138页。E.coli聚合酶亚基当前8页，总共138页。ProkaryoticRNApolymerasestructureRNApolymeraseofE.coliisamultisubunitproteinSubunit

Number

Role

a 2 uncertainb 1 formsphosphodiesterbondsb’ 1 bindsDNAtemplate

s 1 recognizespromoterand facilitatesinitiationa2bb’sa2bb’+sholoenzymecorepolymerasesigmafactor当前9页，总共138页。当前10页，总共138页。亚基—催化磷酸二酯键的合成

利福平rifampicin和利福酶素rifamycin能结合在亚基上抑制RNA链的合成的起始而不抑制链的延长，阻止第一个磷酸二酯键的合成。链酶溶菌素，结合在亚基上，抑制链的延伸。’亚基——碱性极强，与DNA模板结合的亚基；当前11页，总共138页。RNA转录的抑制剂当前12页，总共138页。亚基——二聚体，可能与启动子的识别有关；亚基——不能独立存在，本身无催化活性，当与核心酶结合，引起a2bb’构象变化，改变核心酶与DNA结合的亲合性和特异性。（一旦起始识别后，因子脱落，核心酶才能延伸）E.coli中有多种不同亚基；亚基在决定RNA聚合酶起始转录中起关键作用

当前13页，总共138页。当前14页，总共138页。由含70RNA多聚酶全酶识别的典型大肠杆菌启动子当前15页，总共138页。

此外，RNA聚合酶可能还有解旋酶和重新螺旋化及校正的功能。——全功能酶（识别、解旋、螺旋、聚合延伸、校正等功能）当前16页，总共138页。2.转录调控序列启动子promoter操纵基因operator启动子：RNA聚合酶全酶以很高的亲合性结合在基因调控区的特定位点。原核生物启动子序列-10区和-35区——必需序列当前17页，总共138页。启动子结构当前18页，总共138页。Promoterstructureinprokaryotes5’PuPuPuPuPuPuPuPuAUGPromoter+1+20-7-12-31-365’mRNAmRNATTGACAAACTGT-30regionTATAATATATTA-10region84795345%82TTG64ACA79T44T96%T95A59A51Aconsensussequences-30-10transcriptionstartsitePribnowbox+1[]当前19页，总共138页。-10区：在-6~-13bp之间，共同序列为TATAAT，又称pribnow框，酶在此处与DNA结合成稳定的复合物，在转录方向上解开双链形成开放型起始结构。-35区：共同序列为TTGACA，是RNA聚合酶起始识别区，这一识别过程与因子有关。

当前20页，总共138页。-10区和-35区相距约20bp，大致是双螺旋绕两周的长度，两个结合区在分子的同一侧面，能感觉到沟底碱基的特异形态。当前21页，总共138页。上节回顾：1.DNA损伤修复

2.基因转录基本概念,特点

3.原核生物RNA聚合酶当前22页，总共138页。3.转录过程起始：RNA聚合酶全酶识别-35区，再识别-10区，形成封闭型起始复合物转录起始位点处DNA解链，形成开放型起始复合物第一个核苷酸结合上去（多数是G/A、C）合成7-8个核苷酸，起始过程完成当前23页，总共138页。RNApolymeraseholoenzyme(+sfactor)

closedpromotercomplex(moderatelystable)thesigmasubunitbindstothe-10regiononceinitiationtakesplace,RNApolymerasedoesnotneedveryhighaffinityforthepromotersigmafactordissociatesfromthecorepolymeraseafterafewelongationreactionselongationtakesplacewiththecoreRNApolymerase

openpromotercomplex(highlystable)theholoenzymehasveryhighaffinityforpromoterregionsbecauseofsigmafactorssigmacanre-bindothercoreenzymesThesigmacycless当前24页，总共138页。TranscriptionRNApolymeraseclosedpromotercomplexopenpromotercomplexinitiationelongationterminationRNAproduct当前25页，总共138页。延伸：起始结束后，因子脱落，由核心酶沿模板链移动，完成延伸过程。核心酶在DNA链上覆盖大约80bp，其中解链部分只有~18bp，RNA-DNA杂交链长度约12bp，当酶分子离开这一区域向前移动，DNA又形成双链，RNA游离出来。当前26页，总共138页。RNA转录延伸期转录泡模型当前27页，总共138页。当前28页，总共138页。终止：终止序列—DNA上转录到一定位置后，转录停止，又叫终止子。特征：使转录产物产生一个颈环（发夹结构），富含嘌呤，使RNA聚合酶延伸速度减慢，甚至停止。当前29页，总共138页。终止子结构当前30页，总共138页。1.不需要ρ因子的转录终止——强终止子特点：DNA序列有双重对称，形成末端发夹结构，模板DNA上有一串A，RNA3’端有UUUU，使新合成的RNA脱落。

当前31页，总共138页。不依赖Rho因子的转录终止当前32页，总共138页。2.需要ρ因子的转录终止终止子后无连续的A，在ρ因子作用下，ATP酶水解，释放能量，使新生RNA与模板脱落。当前33页，总共138页。依赖Rho因子的转录终止当前34页，总共138页。终止子：提供转录终止信号的一段DNA序列。

终止因子：协助RNA聚合酶识别终止子的蛋白质辅助因子。

当前35页，总共138页。转录调控原核生物基因表达调控模型——操纵子模型操纵子operon：由几个相关的结构基因及其控制区组成，是基因表达的协同单位。操纵子的两个类型：诱导型阻遏型当前36页，总共138页。诱导型：正常情况下基因不表达或表达水平低，在环境改变或诱导物存在时，才开放转录。（乳糖操纵子、半乳糖操纵子）阻遏型：正常情况下开放，当阻遏物出现时操纵子关闭。（色氨酸操纵子、组氨酸操纵子—组氨酸抑制了组氨酸操纵子的表达，避免把原料用于不必要的合成。）当前37页，总共138页。大肠杆菌乳糖操纵子

由三个结构基因和一个调节基因构成。

Z基因——编码b-半乳糖苷酶Y基因——编码b-半乳糖苷透性酶A基因——编码b-半乳糖苷乙酰化酶调节基因I——编码阻遏蛋白操纵基因Ｏ当前38页，总共138页。lacIPOpromoter-operatorlacrepressorlacZlacYlacAThelactoseoperoninE.colib-galactosidasepermeaseacetylaseLACTOSEGLUCOSE+GALACTOSEb-galactosidasethefunctionofthelactose(lac)operonistoproducetheenzymesrequiredtometabolizelactoseforenergywhenitisrequiredbythecellpromoterbindsCAPandRNApolymeraseoperatorbindsthelacrepressor当前39页，总共138页。诱导表达：当培养基中无乳糖及其它诱导物时，抑制基因表达产生阻遏蛋白，与操纵基因结合，阻止结合在启动子上的RNA聚合酶向前移动，转录不能进行；当培养基中有乳糖及其它诱导物时，诱导物与阻遏蛋白结合而不能与操纵基因结合，基因转录。当前40页，总共138页。当前41页，总共138页。葡萄糖效应：当细菌在含有葡萄糖和乳糖的培养基中生长时，通常优先利用葡萄糖而不利用乳糖；只有当葡萄糖耗尽后，经一段停滞期，在乳糖诱导下b-半乳糖苷酶开始合成，细菌才能充分利用乳糖的现象。大肠杆菌生长在含葡萄糖的培养基上时，b-半乳糖苷酶等分解代谢的活性很低，研究发现cAMP能解除葡萄糖的阻遏作用。当前42页，总共138页。CAP-环腺苷酸受体蛋白cAMP-环腺苷酸环化酶当CAP与cAMP结合后酶被活化，作用于启动子前的CAP结合位点上，使RNA聚合酶容易结合到启动子上，促进转录的进行。当前43页，总共138页。当前44页，总共138页。Regulationofthelactoseoperon-negativecontrollacIPOpromoter-operatorlacrepressorlacIPlacZlacYlacAtherepressortetramer

bindstotheoperatorandpreventsRNApolymerasefrombindingtothepromoterlacZlacYlacANOTRANSCRIPTIONRNApolRNApolymeraseisblockedfromthepromoter当前45页，总共138页。NOTRANSCRIPTIONwhenlactosebecomesavailable,itistakenupbythecellallolactose(anintermediateinthehydrolysisoflactose)isproducedonemoleculeofallolactosebindstoeachoftherepressorsubunitsbindingofallolactoseresultsinaconformationalchangeintherepressortheconformationalchangeresultsindecreasedaffinityoftherepressorfortheoperatoranddissociationoftherepressorfromtheDNAAlleviationofnegativecontrol-actionoftheinducerofthelacoperonallolactoselacIPlacZlacYlacAlacIPlacZlacYlacAIPTG(isopropylthiogalactoside)isalsousedasa(non-physiological)inducer当前46页，总共138页。lacIPlacZlacYlacANOTRANSCRIPTIONRNApolOrepressor(withboundallolactose)dissociatesfromtheoperatornegativecontrol(repression)isalleviated,however...RNApolymerasecannotformastablecomplexwiththepromoter当前47页，总共138页。lacIPOlacZlacYlacARegulationofthelactoseoperon-positivecontrolinthepresenceofbothlactoseandglucoseitisnotnecessaryforthecelltometabolizelactoseforenergyintheabsenceofglucoseandinthepresenceoflactoseitbecomesadvantageoustomakeuseoftheavailablelactoseforenergyintheabsenceofglucosecellssynthesizecyclicAMP(cAMP)cAMP1servesasapositiveregulatorofcataboliteoperons(lacoperon)cAMPbindsthedimericcAMPbindingprotein(CAP)2bindingofcAMPincreasestheaffinityofCAPforthepromoterbindingofCAPtothepromoterfacilitatesthebindingofRNApolymerase

1

cAMP=3’,5’cyclicadenosinemonophosphateactiveCAPinactiveCAPcAMP+NOTRANSCRIPTION2

alsotermedcataboliteactivatorprotein当前48页，总共138页。lacIlacrepressorlacZlacYlacAb-galactosidasepermeaseacetylaseRNApolTRANSCRIPTIONANDTRANSLATIONOCCURinactiverepressorActivationoflacoperontranscriptionthefunctionofthelactose(lac)operonistoproducetheenzymesrequiredtometabolizelactoseforenergywhenitisrequiredbythecell当前49页，总共138页。当前50页，总共138页。半乳糖苷酶基因表达的条件：CAP结合位点——CAP与cAMP结合，使RNA聚合酶识别-35和-10区；启动子识别——RNA聚合酶识别启动子序列；操纵基因——阻遏蛋白结合乳糖或类似物当前51页，总共138页。结构基因转录的调控方式：负调控——没有调节蛋白时操纵子内结构基因表达，加入调节蛋白后操纵子内结构基因的活性被关闭。（阻遏蛋白对乳糖操纵子的负调控）正调控——没有调节蛋白时结构基因的活性关闭，加入调节蛋白后结构基因的活性被开启。（cAMP-CAP是一个正调节因子）当前52页，总共138页。调控序列：转录调控因子：启动子：-10、-35区RNA聚合酶（）操纵基因阻遏蛋白CAP结合位点CAP+cAMP终止序列ρ因子当前53页，总共138页。真核生物基因转录特点：1.转录启动子结构复杂，不同类型的RNA有不同的启动序列；2.多种RNA聚合酶转录不同的RNA产物；3.多个调节因子参与转录调节；4.转录和翻译在时间和空间上分隔，转录后存在广泛的加工。当前54页，总共138页。RNA聚合酶１.种类真核生物中有三种RNA聚合酶(RNA聚合酶I、II、III),每一种RNA聚合酶转录不同的RNA产物。酶酶活产物RNA聚合酶I50-70%rRANRNA聚合酶II20-40%hnRNA（mRNA的前体）RNA聚合酶III~10%tRNA和snRNA当前55页，总共138页。真核生物三种RNA聚合酶的比较当前56页，总共138页。２.ＲＮＡ聚合酶没有全能性，必需有转录因子参与才有活性。３.特异性不同的ＲＮＡ聚合酶所识别的启动子结构不同。RNA聚合酶I——类型IRNA聚合酶II——类型IIRNA聚合酶III——类型III

当前57页，总共138页。RNA聚合酶I：由２～１３个亚基组成，其中最大的亚基约１６７０个氨基酸组成，具有结合模板－ＲＮＡ链和转录延伸的作用，位于核仁，转录ｒＲＮＡ,对抗生素ａ－鹅膏蕈碱不敏感。RNA聚合酶II：约５５０～６５０ＫＤ，８～１１个亚基，对低浓度的ａ－鹅膏蕈碱敏感。RNA聚合酶III：含锌蛋白质，由９～１５种亚基组成。当前58页，总共138页。真核生物基因转录调控区1.类型I基因的调控区RNA聚合酶I作用的区域，产物rRNARNA聚合酶I只合成一种产物（40sRNA—未经加工的rRNA初始转录产物），只识别一种启动子区和一种终止信号，能有效的转录有活性的rRNA基因，其活性是三种RNA聚合酶中最高的。

rDNA40sRNA18s、5.8、28srRNA加工RNApolI转录当前59页，总共138页。研究发现，不同真核生物的rRNA转录起始位点邻近的序列完全不同——RNA聚合酶I启动子区有较大变异。rRNA基因具有转录的种属特异性。当前60页，总共138页。rRNA基因的特点：以基因家族、基因簇的形式串联排列，外显子较为保守，内含子的长度和序列有较大差异。18S、28S,5.8SrRNA拷贝区ETS区ITS区NTS（IGS）——启动子区rRNA前体当前61页，总共138页。当前62页，总共138页。NTS区的作用：转录起始识别含启动子序列——核心元件人位于-45~+20小鼠-39~+9

3’端含增强子——-150~-170bp间上游调控区（UCE）5’端转录终止序列包含了起始位点，决定转录起始明显增强核心启动子的转录活性，决定转录强弱当前63页，总共138页。当前64页，总共138页。非洲爪蟾非转录区的结构当前65页，总共138页。类型II基因调控区：由三部分组成核心元件区：——决定是否转录由-30bp左右的TATAbox和起始位点（INR）组成上游调控区UPE：具多种调控元件CCAAT框、GC框、GCCACACCC框等，含其中一种或多种，决定转录强弱（转录活化和转录起始频率），启动子的强弱起决于UPE的类型。决定转录起始的选择，绝大多数真核基因正确表达所必需确定真正的起始位点当前66页，总共138页。当前67页，总共138页。Sequenceelementswithinatypicaleukaryoticgene1GCTATACAATGC-25-50-80-95-1301

basedonthethymidinekinasegeneoctamertranscriptionelementpromoterTATAbox(TATAAAA)

locatedapproximately25-30bpupstreamofthe+1startsitedeterminestheexactstartsite(notinallpromoters)bindstheTATAbindingprotein(TBP)whichisasubunitofTFIIDGCbox(CCGCCC)

bindsSp1(Specificityfactor1)CAATbox(GGCCAATCT)

bindsCTF(CAATboxtranscriptionfactor)Octamer(ATTTGCAT)

bindsOTF(Octamertranscriptionfactor)+1ATTTGCAT当前68页，总共138页。调控区的模块模型（调控因子模块）调控区由一些独立的功能元件组成，每个单元约7~20bp的小段，这些序列又称模块（元件）。每个元件可以与一种或多种转录调控因子结合，多个元件组合构成某个基因的调控区。启动子：多个元件，从特定的位点以一定方向指导RNA合成；增强子：若干元件作为整体促进远端的转录。当前69页，总共138页。RNA聚合酶II启动子当前70页，总共138页。远端调控区：位于转录起始位点更上游；如β–珠蛋白基因的远端调控区在-1300—-3300间增强子：使与它连锁的基因转录频率明显增强的DNA序列，作为基因表达的重要调节元件。特点：1.增强效应明显（10–200倍）；2.增强效应与其位置和取向无关；3.大多为重复序列，一般50bp；

当前71页，总共138页。4.增强效应有严密的组织和细胞特异性，只有特定的蛋白质（转录因子）参与才能发挥其功能；5.没有基因专一性。作用机制：通过改变模板DNA的整体结构（影响DNA-Pro复合物的结构或改变DNA超螺旋密度）eg.形成Z-DNA，增强子才有功能。一个增强子并不限于促进某一特殊启动子的转录，它能刺激附近的任一启动子。当前72页，总共138页。当前73页，总共138页。当前74页，总共138页。类型III——tRNA、5srRNA、小分子RNARNA聚合酶III的转录产物都是短的RNA，不编码蛋白质，以RNA的形式执行生物学功能，多数作为蛋白质合成机器的组分（tRNA）tRNA基因结构特点：串联重复排列，多拷贝。启动子有三种类型：基因内启动子基因外启动子混合启动子当前75页，总共138页。基因内启动子：转录起始识别区位于转录区域内部，转录起始频率由转录起始位点负责。5srRNA基因启动子（Ａ、Ｃ框）位于+55～+80bp之间非洲爪蟾tRNA基因启动子位于+8～+72间，其中Ａ框+8～+30，Ｂ框+51～+72。当前76页，总共138页。当前77页，总共138页。5SrRNA基因启动子在转录区内当前78页，总共138页。基因外启动子：位于转录序列上游TATA结构——类似于类型Ⅱ的TATA框近端序列元件PSE–60bp远端序列元件DSE–250bp（增强子）混合启动子：具有基因内和基因外混合启动子元件。如：海胆硒代半胱氨酸tRNA基因当前79页，总共138页。真核生物基因的转录因子真核生物RNA聚合酶不具有全能性，需严格依赖一些蛋白因子才能识别并结合到启动子特定序列上，启动转录反应（调控区的模块模型—每一个元件都是一种或多种蛋白因子特异识别的序列——一个元件叫一个模块，很多模块组成一个调控区）。当前80页，总共138页。转录因子通用转录因子／普遍性转录因子主要与启动子核心元件ＴＡＴＡ框结合，是同类基因转录都必须的转录因子，如TFⅡA、B、D、E等。转录调控因子与上游调控区和远端调控区（增强子）结合，影响转录水平，在一些特定的基因转录中起作用。（不同基因的特殊转录调控因子）转录因子：以反式作用影响转录的因子。当前81页，总共138页。

转录因子一般有两种结构域，一种是与DNA特异序列结合的结构域；一种是与相邻蛋白质结合的结构域。如：亮氨酸拉链结构、锌指结构有的蛋白因子只具有蛋白质相互作用结构域，在两种不同的蛋白质间起桥梁作用。当前82页，总共138页。亮氨酸拉链模型及它在转录因子两个分子二聚体化中的作用当前83页，总共138页。二聚体化转录因子C/EBP的亮氨酸拉链和DNA结合结构域的结构模型当前84页，总共138页。三类基因的转录因子1.类型IrRNAUBF上游结合因子与上游调控元件UCE结合SL1与核心元件结合，具有种属特异性，能使RNA聚合酶I正确的与起始位点结合，作用类似于σ因子，又叫“定位因子”TFIARNA聚合酶I的激活因子当前85页，总共138页。当前86页，总共138页。UBF与UCE结合，SL1与UBF结合，使UBF向前移动改善UBF与核心元件结合，形成一个跨越核心元件—UCE的蛋白质-DNA复合体RNA聚合酶I结合上去，形成开放性起始复合物转录开始当前87页，总共138页。类型Ⅲ基因转录因子tRNA、5sRNA、SnRNA

普遍性转录因子：TFⅢB、C转录调控因子：TFⅢA——卵母细胞5sRNA特异蛋白因子A框TFⅢBTFⅢCTFⅢARNApolⅢ

激活因子增强子结合因子使RNApolⅢ正确定位于起始位点当前88页，总共138页。当前89页，总共138页。类型Ⅱ基因转录因子TFⅡA、B、D、E等当前90页，总共138页。类型Ⅱ基因调控区域与各种转录因子的结合位置当前91页，总共138页。当前92页，总共138页。类型Ⅱ基因转录的起始当前93页，总共138页。当前94页，总共138页。当前95页，总共138页。转录终止：目前对真核基因转录了解较少，RNApolⅠ的转录产物是大分子RNA，经剪切加工成成熟rRNA；RNApolⅡ的初级转录产物经加工后为mRNA；RNApolⅢ的体外转录与体内转录产物具有相同的末端，因此是研究真核基因转录终止的较好对象。

当前96页，总共138页。

SV40的终止有类似与大肠杆菌的转录终止子（不依赖于p因子），转录产物形成发夹结构，末端有一串U，终止序列产物中有特定的剪切和修饰信号。当前97页，总共138页。真核基因转录后的加工

1.真核基因转录产物的特点：含内含子，需经剪接去除；需要修饰（加帽、加尾，稀有碱基）；转录和翻译是两个相对独立的过程。

2.加工类型:加帽、加尾修饰——甲基化、酰基化剪接RNA编辑当前98页，总共138页。3.RNA加工的意义：活化——使无活性的前体RNA加工成有活性的成熟RNA；（rRNA、tRNA的剪接、修饰）改变基因的编码产物——同一转录产物，不同剪接方式，编辑方式，蛋白产物不同；调节方式——加工会影响RNA的活性、半衰期、运输等，影响RNA功能的发挥；当前99页，总共138页。StepsinmRNAprocessing(hnRNAistheprecursorofmRNA)capping(occursco-transcriptionally)cleavageandpolyadenylation(formsthe3’end)splicing(occursinthenucleuspriortotransport)exon1intron1exon2capcapcappoly(A)cappoly(A)Transcriptionofpre-mRNAandcappingatthe5’endCleavageofthe3’endandpolyadenylationSplicingtoremoveintronsequencesTransportofmaturemRNAtothecytoplasm当前100页，总共138页。加帽(Cap0、CapI、CapII三种帽子结构)在细胞核中进行，hnRNA的5’端常为GTP，帽子化过程后，形成m7G5’ppp5’Np结构。5’帽子的功能：保护mRNA免受5’-核酸外切酶降解；使mRNA进入细胞质；对翻译起识别作用（m7G5’ppp5’Np优先与核糖体结合）。当前101页，总共138页。三种帽结构当前102页，总共138页。三种帽结构当前103页，总共138页。初级转录物的切除与多聚腺苷酸化当前104页，总共138页。Cappingoccursco-transcriptionallyshortlyafterinitiationguanylyltransferase(nuclear)transfersGresidueto5’endmethyltransferases(nuclearandcytoplasmic)addmethyl groupsto5’terminalGandattwo2’ribosepositionson thenexttwonucleotidescappinginvolvesformationofa5’-5’triphosphatebondcapfunctionprotects5’endofmRNA(increasesmRNAstability)requiredforinitiationofproteinsynthesispppNpNmGpppNmpNm当前105页，总共138页。Polyadenylationcleavageoftheprimarytranscriptoccursapproximately10-30nucleotides3’-wardoftheAAUAAAconsensussitepolyadenylationcatalyzedby

poly(A)polymeraseapproximately200adenylateresiduesareaddedpoly(A)isassociatedwithpoly(A)bindingprotein(PBP)functionofpoly(A)tailistostabilizemRNAmGpppNmpNmAAUAAAmGpppNmpNmAAUAAAAAAAAA3’cleavagepolyadenylation当前106页，总共138页。编码蛋白质的结构基因在核浆中被转录，RNA分子很大，且很不稳定，由于大小很不一致，称为核内不均一RNA（hnRNA），其中mRNA是由hnRNA加工成的。hnRNA25%——mRNA75%——在核内降解hnRNA先加帽，hnRNA尾端被切去一段后，加poly（A）尾，切除内含子成为mRNA，进入细胞浆内。当前107页，总共138页。剪接——把断裂基因转录本中的内含子除去真核生物基因是断裂基因(splitgene)外显子(exon)与内含子(intron)内含子的剪接方式自我剪接（由RNA分子本身完成）：Ⅰ型Ⅱ型剪接体SnRNP参与——mRNA酶蛋白参与的剪接——tRNA当前108页，总共138页。-珠蛋白的mRNA与基因杂交-珠蛋白的pre-mRNA与基因的杂交当前109页，总共138页。鸡卵清蛋白mRNA与基因杂交图当前110页，总共138页。自我剪接Ⅰ型内含子rRNA特点：需要鸟苷酸参与（GTP、GMP、GDP），G的2’或3’-OH对5’端剪接点亲核攻击，通过构象上的拉力或电子丢失，使剪接点上链的削弱和断裂。此反应不需要ATP，由GTP提供能量，RNA有自行剪接能力，又称自身催化作用。

核酸酶Ribozyme——具有催化活性的RNA分子。当前111页，总共138页。GroupI内含子剪接当前112页，总共138页。四膜虫rRNA的自我剪接当前113页，总共138页。Ⅱ型内含子剪接过程：离下游外显子7~8bp处有一分支点A，A的3’-OH进攻外显子5’端磷酸，使剪接点上链断裂。此反应不需要鸟苷酸参与当前114页，总共138页。ChemistryofmRNAsplicingtwocleavage-ligationreactionstransesterificationreactions-exchangeofone phosphodiesterbondforanother-notcatalyzedby traditionalenzymesbranchsiteadenosineforms2’,5’phosphodiesterbond withguanosineat5’endofintronG-p-G-UA-G-p-G2’OH-A-5’3’intron1exon1exon2Pre-mRNAFirstclevage-ligation(transesterification)reactionbranchsiteadenosine当前115页，总共138页。G-OH3’A-G-p-GU-G-5’-p-2’-A5’3’AAO-G-p-G5’3’U-G-5’-p-2’-AA3’G-ASplicingintermediateLariatexon1exon1exon2exon2intron1intron1Secondclevage-ligationreactionSplicedmRNAligationofexonsreleaseslariatRNA(intron)当前116页，总共138页。GroupII内含子剪接当前117页，总共138页。剪接体的剪接——真核mRNA前体内含子的剪接

hnRNA的3’和5’剪接点具有保守的结构序列，提供了正确的剪接信号。哺乳动物或酵母mRNA的剪接只有形成剪接体后才能进行。剪接体——包括mRNA前体、细胞核小分子RNA（snRNA）和蛋白因子组成的复合体。细胞核小分子核糖核蛋白snRNP

当前118页，总共138页。真核生物内含子5’剪接位点和3’剪接位点的保守顺序当前119页，总共138页。snRNP至少有五种：U1——与5’剪接点结合U2——与内含子分支点结合U4/U6

U5——与3’剪接点结合当前120页，总共138页。剪接过程：U1与5’剪接点结合，U2与分支点结合，U4/U6复合物结合，形成完整的“剪接体”

5’剪接点被切开，形成5’-外显子和套索中间产物U4离开剪接体，3’剪接点切开两个外显子共价连接，形成成熟mRNA和套索状内含子当前121页，总共138页。RecognitionofsplicesitesinvariantGUandAGdinucleotidesatintronendsdonor(upstream)andacceptor(downstream)splicesites arewithinconservedconsensussequencessmallnuclearRNA(snRNA)U1recognizesthe donorsplicesitesequence(base-pairinginteraction)U2snRNAbindstothebranchsite(base-pairinginteraction) Y=UorCforpyrimidine;N=anynucleotideG/GUAAGU..................…A.......…YYYYYNYAG/Gdonor(5’)splicesiteacceptor(3’)splicesitebranchsiteU1U2当前122页，总共138页。Spliceosome-assemblyofthesplicingapparatussnRNAsareassociatedwithproteins(snRNPsor“snurps”)splicingsnRNAs-U1,U2,U4,U5,U6antibodiestosnRNPsareseenintheautoimmune diseasesystemiclupuserythematosus(SLE)G-p-G-UA-G-p-G2’OH-A-5’3’intron1exon1exon2SpliceosomeassemblyStep1:bindingofU1andU2snRNPsU1=hnRNPproteinsU2当前123页，总共138页。G-p-G-UA-G-p-G2’OH-A-5’3’intron1exon1exon2Step2:bindingofU4,U5,U6U1U5U2U4U6G-p-G-UA-G-p-G2’OH-A-5’3’intron1exon1exon2Step3:U1isreleased,thenU4isreleasedU5U2U6当前124页，总共138页。G-p-G5’3’U-G-5’-p-2’-AA3’G-Aintron1mRNA2’OH-AU5U2U6Step4:U6bindsthe5’splicesiteandthetwosplicingreactionsoccur,catalyzedbyU2andU6snRNPs当前125页，总共138页。SnRNA参与的mRNA前体的剪接当前126页，总共138页。自我剪接与剪接体催化的剪接比较当前127页，总共138页。酶蛋白参与的——tRNA前体的剪接tRNA前体的内含子中有一段与tRNA的反密码子互补的序列，因而使反密码臂的构象发生了改变——反密码臂伸长了很多；tRNA前体剪接中需要核酸内切酶和RNA连接酶

当前128页，总共138页。tRNA的前体加工当前129页，总共138页。剪接过程