基因组学第章的合成和加工

第一节细菌RNA的合成与加工细菌中转录物的合成延伸和终止的选择调控细菌RNA的加工细菌RNA的降解目前一页\总数三十七页\编于十六点细菌的转录延伸RNA合成的化学基础大肠杆菌转录延伸复合物RNA聚合酶覆盖的模板DNA片段长约30bp，包含12-14bp的转录泡，其中RNA-DNA杂合链的长度是8-9bp目前二页\总数三十七页\编于十六点细菌RNA聚合酶内的相互作用目前三页\总数三十七页\编于十六点细菌转录延伸复合体模型目前四页\总数三十七页\编于十六点细菌转录的终止转录的终止(1)—固有终止子内源性(固有性)终止子(intrinsicterminator)，在体外没有任何其它因子的参与时，仍能终止转录的某些位点。特征：1）反向回文序列转录后形成发夹结构，在发夹的基部有GC富含区；2）回文序列后有一段A，转录出最末端连续多个U，形成的A-U碱基配对仅有两个氢键，从而终止比延伸更有利。目前五页\总数三十七页\编于十六点活性位点翼状结构目前六页\总数三十七页\编于十六点转录的终止(2)--ρ-依赖性终止子ρ-依赖性终止子(Rhodependentterminator)，需要ρ因子辅助。特征：1）形成发夹不如内源性终止子牢固，但可以使RNA聚合酶暂停；2）ρ因子有解旋酶活性，当RNA聚合酶暂停时，它跟上并打开RNA-DNA碱基配对，释放出转录物，终止转录。目前七页\总数三十七页\编于十六点延伸和终止的选择调控抗终止作用忽略终止信号衰减作用导致提前终止转录物降解蛋白能够防止后退的聚合酶被卡住目前八页\总数三十七页\编于十六点抗终止作用忽略终止信号λ噬菌体感染周期中的抗终止作用目前九页\总数三十七页\编于十六点衰减作用导致提前终止目前十页\总数三十七页\编于十六点色氨酸操纵子的衰减作用转录起始点与trpE基因间可形成两个发夹：其中小的为终止信号，而大的更靠近起始点也更稳定；两发夹环位置重叠，一次只能形成一个；RNA聚合酶与RNA转录物5’端核糖体间相对位置决定形成哪一个发夹环：若核糖体暂停，形成大发夹，继续转录，并随即翻译成蛋白；核糖体随RNA聚合酶移动，会占据形成大发夹环茎部的位置，只能形成小发夹，终止转录。色氨酸的量可调节大小发夹环的形成；终止信号上游有一个可编码14个氨基酸（内含两个色氨酸）的短ORF，色氨酸不足时蛋白质合成停止，核糖体暂停，则聚合酶继续转录，反之则终止。目前十一页\总数三十七页\编于十六点不同细菌中色氨酸操纵子调控的复杂性不同枯草芽孢杆菌：只存在衰减机制，而且衰减与否不由核糖体在mRNA上移动速度决定，而由一种RNA结合蛋白TRAP(trpRNA-bindingattenuationprotein)介导目前十二页\总数三十七页\编于十六点转录物降解蛋白防止后退的RNA聚合酶被卡住目前十三页\总数三十七页\编于十六点细菌RNA的加工E.coli前体rRNA的加工E.coli前体tRNA的加工目前十四页\总数三十七页\编于十六点细菌RNA的降解特异性mRNA降解是调节基因组表达的一种强力方式。细菌mRNA通常很快被降解，其半衰期一般不超过几分钟。细菌mRNA按3’-5’方向降解RNaseE和RNaseIII，在RNA分子内形成切口RNaseII按3’-5’方向切除PNPase，也从mRNA3’-5’方向降解，需要无机磷酸盐作为辅助底物目前十五页\总数三十七页\编于十六点第二节真核生物RNA的合成与加工由RNA聚合酶II进行真核生物mRNA的合成核前体mRNA的内含子剪切真核细胞前体rRNA和前体tRNA的剪接真核生物RNA的化学修饰真核生物RNA的降解目前十六页\总数三十七页\编于十六点由RNA聚合酶II进行真核生物mRNA的合成转录起始后，加帽反应立即发生真核细胞mRNA的延伸mRNA合成的终止与polyA形成同时发生真核生物mRNA合成的调节目前十七页\总数三十七页\编于十六点启动子清除、脱离与加帽反应启动子清除，前起始复合物向开始合成的复合体过渡启动子脱离，聚合酶离开启动子，形成转录物加帽发生于转录物达30bp前。目前十八页\总数三十七页\编于十六点加帽反应加一个G到5’端—鸟苷酸转移酶G甲基化---鸟嘌呤甲基转移酶帽子结构在不同生物中甲基化程度不同。目前十九页\总数三十七页\编于十六点真核细胞mRNA的延伸真核转录物更长，需要延伸因子来帮助聚合酶以保持转录复合物稳定目前二十页\总数三十七页\编于十六点合成终止与加尾反应Poly(A)聚合酶是加尾酶3’端内部切断，再加尾加尾信号AATAAA,位于加尾处上游10-30bp切割处为CA，其后有富含GU区辅助因子：CPSF与CstF加尾与终止同时目前二十一页\总数三十七页\编于十六点加尾与终止的联系目前二十二页\总数三十七页\编于十六点真核生物mRNA合成的调节TFIIS可能降解游离RNA真核生物转录过程中延伸还是终止的调节机制以对RNA聚合酶II的CTD磷酸化状态的调节为中心mRNA的polyA的形成是真核生物中重要的调节机制。目前二十三页\总数三十七页\编于十六点核前体mRNA的内含子剪切

内含子的类型目前二十四页\总数三十七页\编于十六点GU-AG内含子的保守剪接位点序列剪接位点：外显子—内含子交界处序列5’端含GU：5’-AG↓GUAAGU-3’(供体位点)3’端含AG：5’-PyPyPyPyPyPyNCAG↓-3’(受体位点,Py：C或U)目前二十五页\总数三十七页\编于十六点内含子剪接概况分支位点，内含子内部的含A位点，序列在酵母中完全保守为：5’-UACUAAC-3’，在动物中为5’-PyNPyPyPuAPy-3’5’剪接位点被剪开，内含子5’端连接到分支位点A的2’位置，3’剪接位点被剪开，内含子被释放，左右外显子相连羟基攻击目前二十六页\总数三十七页\编于十六点剪接装置的中心是细胞核小RNA(snRNA)剪接装置/剪接体，参与剪接的非mRNA装置，包括核小核糖核蛋白snRNP(snRNA+蛋白)和其他相关蛋白。中心组分：五种snRNA(U1、2、4、5、6)待命复合体：起始剪接。U1+SF1等前剪接复合物：与分支位点结合。待命+U2剪接体：3’剪接点套索。前剪接+U4/5/6目前二十七页\总数三十七页\编于十六点剪接装置介导的剪接实际上更复杂目前二十八页\总数三十七页\编于十六点可变剪接目前二十九页\总数三十七页\编于十六点涉及果蝇性别决定的基因在表达过程中的剪接调控目前三十页\总数三十七页\编于十六点人slo基因目前三十一页\总数三十七页\编于十六点反式剪接来自不同转录单位的外显子来自于SLRNA的前导外显子通过剪接被连接到不同的RNA分子上目前三十二页\总数三十七页\编于十六点真核细胞前体rRNA的剪接真核前体rRNA中的内含子不多见内含子是自催化的，不需要蛋白质I类内含子目前三十三页\总数三十七页\编于十六点真核细胞前体tRNA的剪接tRNA内含子在低等真核生物中较为常见，脊椎动物中较少前体tRNA的剪接不涉及转酯反应两个剪接位点被核糖核酸酶切割酿酒酵母前体tRNA的剪接目前三十四页\总数三十七页\编于十六点真核生物RNA的化学修饰酵母U24-snoR