高中生物奥赛-RNA的加工

RNA

加工一、RNA的加工：将各种前体RNA分子加工成成熟的、有活性的RNA的过程概述二、RNA加工的类型：1、剪切：就是剪去局部序列；2、剪接：是指剪切后又将某些片段连接起来。3、末端添加核苷酸：如tRNA的3′-末端添加-CCA。4、修饰：在碱基及核糖分子进行化学修饰。5、RNA编辑：某些RNA，特别是mRNA自DNA模板上所获得的遗传信息，在转录作用后又发生了变化。rRNA的加工tRNA的加工mRNA的加工可变mRNA的加工一、原核生物rRNA的加工

rRNA的加工16SrRNA23SrRNA5SrRNAtRNAtRNA大肠杆菌最初的转录物〔30S〕1、核糖核蛋白复合体〔RNP〕形成初生转录物形成一些茎环结构，随后与一些蛋白结合形成核糖核蛋白复合体〔RNP〕茎环结构RNP原核生物rRNA的加工2、甲基化修饰：S-腺苷甲硫氨酸将甲基化基团加在腺嘌呤碱基上3、剪切：〔1〕RNA酶Ⅲ剪切释放出5S，16S，23S前体分子；〔2〕随后RNA酶M5,M16,M23分别在每一前体分子的5’端和3’端进行剪切。甲基化甲基化基团剪切（RNA酶Ⅲ）最初转录物中间转录物成熟RNA核酸酶核酸酶二、真核细胞rRNA的加工〔一〕概述1、rRNA基因：RNA聚合酶Ⅰ转录—转录物需要加工

2、5srRNA基因：RNA聚合酶Ⅲ转录--转录物不需加工18SrRNA5.8SrRNA28SrRNArRNA前体成熟的rRNAETS1ITS1ITS2ETS220S+32Spre-rRNA5.8S-28SBasepair〔二〕真核细胞rRNA前体的加工过程18SrRNA5.8SrRNA28SrRNA〔1〕广泛地进行甲基化修饰，主要是在28S及18S中。〔2〕除掉外部转录间隔区(ETS)1和2，再切去内部转录间隔区〔ITS〕，释放出32S和20S的两个前RNA。〔3〕随后rRNA前体经核酸酶顺序剪切下生成18S、5.8S、28SrRNA。tRNA的加工一、原核tRNA的加工1、“斩头”，形成5′末端；〔RNaseP〕2、“去尾”，切除3’端多余的核苷酸直至CCA，形成3′-OH末端〔RNaseD〕；3、修饰：甲基化等RNaseP：是由一个RNA分子和一个蛋白分子组成的一种内切酶，RNP〔核糖核蛋白〕的一种。功能：修剪前tRNA分子，使之产生出成熟的5’端。核酶：具有催化功能的RNA分子。可行使核酸内切酶的功能剪切前tRNA。二、真核tRNA的加工tRNA前体RNApolⅢTGGCNNAGTGCGGTTCGANNCCDNARNaseP、内切酶目录1、切除3’端多余的核苷酸和5’端的前导区以及内含子tRNA核苷酸转移酶、连接酶ATPADP目录2、在3’端添加CCA3、碱基修饰（2）还原反应如：UDHU（3）核苷内的转位反应如：Uψ（4）脱氨反应如：A

I如：AAm（1）甲基化（1）（1）（3）（2）（4）目录二、真核tRNA的加工和原核的区别1、增加了剪接内含子的过程；2、真核生物CCA多由tRNA核苷酸转移酶添加，而原核多由tRNA基因编码。前体mRNA的加工一、mRNA加工原核生物中mRNA转录物根本不需要或很少需要加工。真核生物RNApolⅡ的产物种类很多，大小不一。该酶转录物的群体统称为核内不均一RNA〔hnRNA〕前mRNA:即将被加工成mRNA分子的转录物。前mRNA分子经过5’端加帽、3’端剪切及加多聚A尾、剪接和甲基化加工产生出成熟的mRNA分子前mRNAsnRNA〔核内小RNA〕1、hnRNP：hnRNA+蛋白2、snRNP：snRNA+蛋白功能：参与前mRNA的剪接hnRNA二、hnRNP前mRNA加工过程5’端加帽〔5’-capping〕3’端加尾剪接〔splicing〕甲基化修饰〔methylation〕〔一〕5’端加帽〔5’-capping2、5’帽的作用：〔1〕防止被5’外切核酸酶降解〔2〕翻译时可被起始因子和核糖体识别〔3〕有助于mRNA越过核膜，进入胞质3、5-capping:m7G(5’-5’,mRNAguanyltransferase鸟苷转移酶)Base1:2’-OH甲基化；A(N6-甲基化)Base2:2’-OH甲基化5’帽子5pppNp…5GpppNp…pppGppi鸟苷酸转移酶5m7GpppNp…甲基转移酶SAM5ppNp…磷酸酶Pi真核生物mRNA转录后加工--“加帽”〔1〕mRNA5′末端pppNp在磷酸酶作用下脱Pi，形成ppNp-。〔2〕在鸟苷酸转移酶作用下，与Gppp反响形成GpppNp-,连接方式为5‘-5’三磷酸桥。〔3〕在甲基转移酶作用下，由腺苷蛋氨酸(SAM)提供甲基，在鸟嘌呤的N-7上甲基化〔4〕在连接于鸟苷酸的第一个〔或第二个〕核苷酸2－OH上又进行甲基化，最后形成m7GpppNmp。〔二〕3’端加尾1、3’端:polyApoly(A)聚合酶--Poly(A)polymerase(PAP);

2、作用：〔1〕稳定mRNA〔2〕有助于mRNA从核到细胞质转运3、3’末端多聚A尾的生成〔1〕识别因子识别AAUAAA〔2〕剪切因子(CF)在加尾位点AAUAAA下游11－30nt处剪切RNA；〔3〕poly(A)聚合酶合成poly(A)尾巴；〔三〕剪接〔splicing〕切除内含子将外显子连接在一起的过程叫做剪接。剪接也需要有一组特殊序列：5‘端一般有5’-GU-3’3’端通常是是5‘-AG-3’剪接体的形成1、剪接体〔spliceosome〕是由几种非特异的小核糖核蛋白(UsnRNP)与mRNA前体结合而成2、剪接因子〔1〕UsnRNPs：U1、U2、U5、U4/U6〔2〕化学组成：U-RNA+proteinsU-RNAs(uracilrichRNA)：snRNAs〔3〕特点：snRNP中的RNA成分与5’端和3’端剪接点及分支点的多种保守碱基配对U1U1U2U4/6U5U1U2U4/6U5U1U2OHOHUACUAACGUAGOHUACUAACUGAG3、剪接体的形成3、剪接体的形成：〔1〕U1snRNP识别外显子的5′末端剪接序，并与其互补而结合〔2〕U2snRNP识别并结合于分支部位〔3〕U5snRNP，识别并结合于内含子3′末端剪接位点〔4〕U4，U6也参加到剪接体中，起配合作用〔5〕mRNA与snRNP形成复合体---剪接体GUAGAUGAGAGUAGA套索结构套索的形成及剪接1212〔三〕前mRNA的内含子的剪接1、分支点A的2′-OH攻击5′端交界处的磷酸二酯键，形成套索〔lariat〕结构2、切下的外显子1的3′-OH攻击内含子3′端的交界处磷酸二酯键，同时释放出套索状的内含子。甲基化修饰〔methylation〕许多前mRNA所经历的最终修饰或加工是某些碱基的甲基化。最常见的是A残基N6位置的甲基化。甲基化可变mRNA加工多数情况下真核生物的一个特定前mRNA会产生出一种以上的mRNA。当特定外显子被剪掉，在成熟的mRNA分子中不保存该外显子序列，就发生了可变加工。类型：可变剪接可变poly加工可变poly