生物信息的传递(上)从DNARNA

第二章主要问题？Tm值的影响因素和应用价值？提取基因组DNA需要做哪些关键实验处理？如何鉴定质粒DNA的结构？体外DNA复制中需要哪些材料？DNA复制需要哪些酶的参与，其各自的作用是什么？巴巴拉·麦克林托克-20世纪传奇女科学家发现“跳舞基因”的启示？第三章：生物信息的传递（上）

-从DNA到RNA

基因表达（geneexpression）包括转录（transcription）和翻译（translation）两个阶段。

表达系统三种物质：DNA:贮存、传递RNA:贮存、传递、酶PRO:贮存、传递、酶翻译：翻译是指以新生的mRNA为模板，把核苷酸三联子遗传密码翻译成氨基酸序列、合成多肽链的过程，是基因表达的最终目的。转录：指拷贝出一条与DNA链序列完全相同（除了T→U之外）的RNA单链的过程，是基因表达的核心步骤从DNA到RNA1与RNA转录有关的概念2RNA合成的特点3RNA转录的基本过程4转录机器的主要成分5启动子与转录起始6转录的抑制7原核生物与真核生物转录产物比较8原核生物与真核生物mRNA的特征比较9真核生物RNA的转录后加工10RNA的编辑、再编码及化学修饰本章主要内容1

与转录有关的概念

酶：转录是一种酶促的核苷酸聚合过程，所需的酶叫做依赖DNA的RNA聚合酶。编码链（codingstrand/有义链sensestrand/正链）：指与mRNA序列（除T/U替换外）和方向相同的那条DNA链。模板链（templatestrand/无意义链antisensestrand/负链）：指DNA双链中能作为转录模板通过碱基互补原则指导mRNA前体合成的DNA链。sensestrandantisensestrand？依赖DNA的DNA聚合酶A5’ATG---AGGCGAGGA---TTTTTTTT3’B5’TAC---TCCGCTCCT---AAAAAAAA3’C5’UAC---UCCGCTCCT---UUUUUUUU3’D5’AUG---AGGCGAGGA---UUUUUUUU3’

某课题从一病人体内分离到一条基因，按照目前常用分子数据库的习惯，该双链DNA中：有义链

，无义链

，反义链

，模板链

，其转录出的RNA应该是哪条

？单项选择题DA无无无A5’ATG---AGGCGAGGA---TTTTTTTT3’B3’TAC---TCCGCTCCT---AAAAAAAA5’C5’UAC---UCCGCTCCT---UUUUUUUU3’D5’AUG---AGGCGAGGA---UUUUUUUU3’

某课题从一病人体内分离到一条基因，按照目前常用分子数据库的习惯，该双链DNA中：有义链

，无义链

，反义链

，模板链

，其转录出的RNA应该是哪条

？单项选择题DABBBA3’ATG---AGGCGAGGA---TTTTTTTT5’B5’TAC---TCCGCTCCT---AAAAAAAA3’C5’UAC---UCCGCUCCU---AAAAAAAA3’D5’AUG---AGGCGAGGA---UUUUUUUU3’

某课题从一病人体内分离到一条基因，按照目前常用分子数据库的习惯，该双链DNA中：有义链

，无义链

，反义链

，模板链

，其转录出的RNA应该是哪条

？单项选择题CBAAA1

与转录有关的概念

启动子（Promoter）：P85

结构基因的重要成分。是一段位于转录起始位点5′端上游区大约100~200bp以内的具有独立功能的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确地相结合并具有转录起始的特性。转录起始位点（transcriptioninitiationsite）：P86

指与新生RNA链第一个核苷酸相对应DNA链上的碱基位点，通常为嘌呤。1

与转录有关的概念P86上游序列、下游序列碱基位置sensestrand1

与转录有关的概念终止子（Terminator）：又叫终止区，DNA上促使转录终止的一段核苷酸序列，给RNA聚合酶提供转录终止信号。（补充）转录单位（transcriptionunit）：是一段可被RNA聚合酶转录成一条连续mRNA链的DNA，包括转录起始位点和终止信号。(P477)promoter转录起始位点Terminatortranscriptionunit1

与转录有关的概念转录方向RNApolymeraeseRNA聚合酶（RNApolymerase);启动子(Promoter);转录起始点(startpoint);终止子(Terminator);上游(Upstream);下游（Downstream);近端(proximal);远端(distal)基因表达盒结构组成1

与转录有关的概念信使RNA(messengerRNA,mRNA)转移RNA(transferRNA,tRNA)核糖体RNA(ribosomalRNA,rRNA)其他一些小RNA（smallRNA,sRNA)转录产物：翻译出蛋白质RNA的结构：P73RNA在细胞中的分布：P74,P129表4-71与RNA转录有关的概念2RNA合成的特点3RNA转录的基本过程4转录机器的主要成分5启动子与转录起始6转录的抑制7原核生物与真核生物转录产物比较8原核生物与真核生物mRNA的特征比较9真核生物RNA的转录后加工10RNA的编辑、再编码及化学修饰本章主要内容2RNA合成的特点

从DNA合成反应的化学本质、极性和模板的使用这三方面来说，转录与复制是相同的。但是，也存在三个主要不同点：

A、转录中不需要RNA引物；

B、转录反应一般只用一小段DNA做模板；

C、在转录中，一般都只有一条DNA链可以作为模板。RNA合成的

特点（P74）即转录，依赖于DNA的RNA的合成小测验喽！！（6分钟）

共2道题,20空，每空5分?2-1复制与转录异同对比。

复制转录模板原料酶产物配对方向化学键引物13579111315246810121416?2-2请标出以下区域、位点、链的名称。1区域4位点2区域3链1与RNA转录有关的概念2RNA合成的特点3RNA转录的基本过程4转录机器的主要成分5启动子与转录起始6转录的抑制7原核生物与真核生物转录产物比较8原核生物与真核生物mRNA的特征比较9真核生物RNA的转录后加工10RNA的编辑、再编码及化学修饰本章主要内容3RNA转录的基本过程

包括：模板识别、转录起始、通过启动子、转录延长、转录终止。3.1模板识别（templaterecognition）指RNA聚合酶与启动子DNA作用并与之结合。注：真核生物RNA聚合酶不能直接识别启动子，需要转录（调控）因子辅助，形成转录前起始复合物（P75）。3RNA转录的基本过程3.2转录起始（initiation）指RNA链上第一个核苷酸键的产生。在DNA上形成转录泡、转录起始复合物。RNA聚合酶与启动子的结合模式图RNA聚合酶与启动子可逆性结合，形成封闭复合物；封闭复合物（closedcomplex）

与酶结合的一小段DNA序列的“熔解”导致封闭复合物转变为开放复合物；开放复合物（opencomplex）

开放复合物与最初的两个NTP结合转变成RNA聚合酶、模板DNA、新生RNA组成的三元复合物。三元复合物（ternarycomplex）转录起始复合物

合成并释放2~9个核苷酸的短RNA转录物

尽快释放σ亚基，生成转录延伸复合物（P77）“流产式起始”由核心酶、模板DNA、新生RNA链组成

三元复合物的两条反应途径（P76）转录起始复合物3RNA转录的基本过程3.3通过启动子（P76）指转录起始后到9个核苷酸短链的形成的过程。通过启动子的时间代表一个启动子的强弱。一般来说，通过启动子的时间越短，该基因转录起始的频率也越高。3.4转录的延伸指RNA连续合成的过程。DNA的转录循环假说--解释了RNA链的延伸（了解）？变化：DNA和聚合酶分子构象变化（核心酶与DNA模板的结合是松弛的非特异性的）。转录延伸复合物与DNA模板的结合极稳定。3RNA转录的基本过程3.4转录的延伸

转录延伸阶段，原核/真核生物之间没有太大差别。

核苷酸不断加到RNA链的3`-OH上，RNA链就延长。RNA链延伸的速度不恒定，在DNA某些区域，转录速度减慢或停止，这种速度的降低叫Pause，常发生在富含GC区。RNApolymerasecanrecoverfrompausingRNApolymeraseduringelongationRNApolymeraseisstalled&backtracks3`regionofRNAiscleavedNew3`endislocatedincatalyticsiteCatalyticsiteresumeselongation3RNA转录的基本过程3.5转录终止

指RNA链延伸到终止位点，不再形成磷酸二酯键，RNA－DNA分离，转录泡瓦解，DNA恢复双链，RNA和RNA聚合酶都被释放出来。对生物RNA聚合酶终止方面信息的掌握远不如起始方面。大肠杆菌的两类终止子RNA合成的抗终止3.5.1大肠杆菌的两类终止子

又内源性终止子（intrinsicterminator）在体外无其他因子参与，核心酶也能在某些位点终止转录，这些位点称内源性终止子。不依赖于ρ因子的终止作用依赖于ρ因子的终止作用？不依赖于ρ因子的终止作用

内源性终止子的基本结构（P78）二级结构中的发夹(长度7-20bp);发夹靠近基部通常有一个G-C富集区。转录单位最末端的连续约6个A残基组成的片段。

终止效率与发卡结构和寡聚U的长短有关。在大肠杆菌中，符合此标准的序列约有一半基因拥有内源性终止子。发卡结构寡聚UrU.dAρ因子是大肠杆菌的一种基本蛋白质，只在终止阶段发挥作用，由6个相同亚基组成。亚基具有一个RNA结合域和ATP水解域大肠杆菌中的ρ-依赖型终止子约有一半左右。依赖于ρ因子(rho-dependentterminator)的终止作用ρ因子的基本结构ρ因子的作用机理(P79了解)“热追踪（hot-pursuit）”模型：

ρ因子最初结合到RNA终止子上游（新生RNA链5’端）一个伸展（约70个核苷酸）单链区；结合上后，发挥其NTP酶活性供能在RNA上滑动；到达RNA-DNA杂合链区域，发挥它的解旋酶活性，使双链体结构解开。

ρ因子比聚合酶移动的速度快。当酶遇到终止子时暂停，若ρ因子在此处赶上，终止发生。依赖于ρ因子(rho-dependentterminator)的终止作用3.5.2抗终止定义：RNA聚合酶越过一个或多个终止子实现通读。是细菌操纵子和噬菌体调控回路中机制之一两种作用方式：①破坏终止点RNA的茎-环结构，即破坏mRNA终止子特定的二级结构。②抗终止蛋白作用于RNA聚合酶(P81,3-9)。

λ噬菌体的N蛋白，能够识别转录所形成的茎-环结构，并与之结合；

N蛋白、NusA蛋白、RNA聚合酶形成蛋白复合物，改变RNA聚合酶的构象，使之对终止信号不敏感。3.5.2抗终止Antiterminationextendsthetranscriptionunit抗终止蛋白作用在RNA聚合酶上，使之越过特定终止子而通读1与RNA转录有关的概念2RNA合成的特点3RNA转录的基本过程4转录机器的主要成分5启动子与转录起始6转录的抑制7原核生物与真核生物转录产物比较8原核生物与真核生物mRNA的特征比较9真核生物RNA的转录后加工10RNA的编辑、再编码及化学修饰本章主要内容4转录机器的主要成分

在细菌中，一种RNA聚合酶几乎负责所有mRNA、rRNA、tRNA的合成；大多数原核生物的RNA聚合酶组成是相同的。RNA聚合酶4.1原核生物RNA聚合酶大肠杆菌RNA聚合酶原核生物RNA聚合酶真核生物RNA聚合酶线粒体叶绿体RNA聚合酶大肠杆菌RNA聚合酶的结构示意图

核心酶（corepolymerase）(α2ββ

)起始因子全酶（holoenayme）(α2ββ

)核心酶：具有催化转录活性，负责合成RNA仅在起始转录时需要，作用：辨认转录起始位点

大肠杆菌RNA聚合酶的核心酶aabb’w装配核心酶；在启动子识别、RNA聚合酶与其他调控因子相互作用中发挥作用

组成了催化中心；它们在序列上与真核生物RNA聚合酶的两个大亚基有同源性是酶与DNA模板结合的主要成分能与模板DNA、RNA产物、核苷酸底物结合利福平和利福霉素能结合在β亚基上而抑制此酶的作用σ亚基（σ因子P82）σ因子仅能保证细菌RNA聚合酶稳定地结合到启动子上，它通常在RNA链合成8~9个碱基后释放。作用：

负责模板链的选择和转录的起始，它是酶的别构效应物，使酶专一性识别模板上的启动子；

提高酶（RNA聚合酶）对启动子区DNA序列的亲和力，降低酶与模板DNA的非特异性结合；

在某些细菌不同生长发育阶段，识别不同启动子，调控不同基因转录的起始。标志着转录起始的终止，转录进入延伸期4.2真核生物RNA聚合酶种类分布转录产物对α-鹅膏蕈碱的敏感性

Ⅰ核仁45SrRNA不敏感

Ⅱ核质hnRNA（mRNA）敏感Ⅲ核质tRNA，5sRNA，SnRNA

具有物种特异性P83表3-4aab’wRPB3RPB11RPB2RPB1RPB6Fig.RNA聚合酶的组成prokaryoticeukaryoticb两个大亚基与细菌的β、β′同源由多个亚基组成，一般是8~16个亚基晶体结构：现状大体像

一只蟹爪活性中心裂（酶活性位点）TheshapeofDNApolis？原核生物RNA聚合酶真核生物RNA聚合酶线粒体/叶绿体RNA聚合酶不受α-鹅膏蕈碱抑制4.3线粒体/叶绿体RNA聚合酶细胞核中的RNA聚合酶相比，较小；线粒体的RNA聚合酶只有一条多肽链，是已知最小的聚合酶之一；叶绿体RNA聚合酶由多个亚基组成，结构与细菌RNA聚合酶相似。1与RNA转录有关的概念2RNA合成的特点3RNA转录的基本过程4转录机器的主要成分5启动子与转录起始6转录的抑制7原核生物与真核生物转录产物比较8原核生物与真核生物mRNA的特征比较9真核生物RNA的转录后加工10RNA的编辑、再编码及化学修饰本章主要内容

启动子—一段位于转录起始位点5′端上游区的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确地相结合并具有转录起始的特性。

启动子位于基因上游，分两类：RNA聚合酶直接识别型启动子和蛋白质因子辅助RNA聚合酶识别型启动子。在特异的启动位点，RNA聚合酶起始转录需要的，但本身不是酶的一部分的辅助因子（蛋白质），称为转录因子（transcriptionfactor，TF）5启动子与转录起始原核生物启动子与转录起始真核生物启动子与转录起始RNA聚合酶与启动子区的识别增强子及其功能5启动子与转录起始5.1原核生物启动子与转录起始

原核生物启动子区的结构特征

-10区和-35区间的间距与转录起始RNA聚合酶对启动子的识别是转录的第一步；大肠杆菌RNA聚合酶与启动子的相互作用主要包括：--识别、--结合、--解离（P85）。？设计实验P86Pribnow-－10sequenceP86-－35sequence5.1原核生物启动子与转录起始？原核生物启动子区的结构特征5.1原核生物启动子与转录起始－10区：

一致性序列为TATAAT

又叫TATAbox，或Pribnowbox

是RNA-pol的结合位点细菌常见的突变（P88）：下降突变：TATAAT→AATAAT

上升突变：增加Pribnowbox序列的一致性？原核生物启动子区的结构特征有何应用价值？

-35区：一致性序列为TTGACA；是RNA聚合酶全酶的识别位点，对全酶有很高的亲和性。如果-35区序列发生突变或缺失，将大大降低对全酶的亲和性，即降低RNA聚合酶与启动子的结合速度，但不影响转录起始位点附近DNA双链的解开。

？-10区和-35区间的间距与转录起始(P88)

最佳间距：原核生物中，-10区与-35区之间距离约是16~19bp(占90%)，少数15~20bp。17bp最佳。

应用：

1）正确认识已有启动子，分析其活性；

2）根据研究目的人工构建启动子。5.1原核生物启动子与转录起始5启动子与转录起始5启动子与转录起始原核生物启动子与转录起始真核生物启动子与转录起始RNA聚合酶与启动子区的识别增强子及其功能5启动子与转录起始5.2真核生物启动子与转录起始RNA聚合酶Ⅱ启动子的结构特征真核生物启动子与转录起始转录因子-25~-35区含TATA序列(TATAbox)-70~-80区含CCAAT序列(CAATbox)在-80~-110区含有GCCACCC或GGGCGGG序列（GCbox)在其它位置可能还有增强子区？RNA聚合酶Ⅱ启动子的结构特征

习惯上将TATA区上游的保守序列称为上游启动子元件（upstreampromoterelement，UPE）或上游激活序列（UAS）不同的启动子上还有其它类型的UPE，它们是转录调控因子结合的位点，影响着转录活化和频率5.2真核生物启动子与转录起始(P89)

TATAbox主要控制转录精确的起始；

缺失TATAbox，转录将在许多位点上开始，起始点不固定。？真核生物启动子与转录起始CAATbox（-70~-80区）、GCbox（-80~-110区）、增强子区都是控制转录起始效率，影响启动子的生物活性；

CAATbox对转录起始频率的影响最大。基因变异的影响

基因转录实际上是RNA聚合酶、转录调控因子和启动子区各种调控元件相互作用的结果。(P91)5.2真核生物启动子与转录起始

真核生物转录起始需要多种蛋白因子的协助，它们与RNA聚合酶Ⅱ形成转录起始复合物，共同参与转录的起始。转录因子（TranscriptionFactor，TF)包括（P88/P91）：TFII-D、TFII-A、TFII-B、TFII-F、TFII-E、TFII-H等。5.2真核生物启动子与转录起始转录(调控)因子TFII-D：首先与TATA区结合

TFII-A：稳定TFII-D与TATA区结合

TFII-B：帮助RNA酶与启动子区结合

TFII-F：与RNA酶结合

TFII-E与TFII-H：促进转录起始

结合顺序：D-A-B-F-E-H5启动子与转录起始5.2真核生物启动子与转录起始5启动子与转录起始原核生物启动子与转录起始真核生物启动子与转录起始RNA聚合酶与启动子区的识别增强子及其功能

RNA聚合酶既是双链DNA结合蛋白，又是单链结合蛋白（P87）。一般认为，RNA聚合酶并不直接识别碱基对本身，而是通过氢键互补的方式加以识别。因此启动子功能既受DNA序列影响，又受其构象影响。应用：同一表达盒在基因组不同位置可能有不同的转录强度。5.3RNA聚合酶与启动子区的识别5启动子与转录起始5启动子与转录起始原核生物启动子与转录起始真核生物启动子与转录起始RNA聚合酶与启动子区的识别增强子及其功能

增强子（Enhancer）：能提高转录起始效率的序列，或称为强化子。增强子可位于转录起始点的5′或3′端，而且一般与所调控的靶基因的距离无关。5.4增强子及其功能5启动子与转录起始

增强子的作用特点：

1．远距离效应：一般位于上游-200bp处，增强远处启动子的转录；（远端调控区）

2．无方向性：位置可在基因5’上游、基因内或3’下游；

3．顺式调节：只调节位于同一染色体上的靶基因；5.4增强子及其功能5启动子与转录起始

增强子的作用特点：

4．无物种和基因特异性：对同源基因或异源基因同样有效；

5．具有组织或细胞特异性；

6．有相位性：其作用与DNA构象有关；

7.有的增强子可以对外部信号产生反应，如热休克基因。5.4增强子及其功能5启动子与转录起始5启动子与转录起始5.4增强子及其功能5启动子与转录起始5.4增强子及其功能5启动子与转录起始原核生物启动子与转录起始真核生物启动子与转录起始RNA聚合酶与启动子区的识别增强子及其功能1与RNA转录有关的概念2RNA合成的特点3RNA转录的基本过程4转录机器的主要成分5启动子与转录起始6转录的抑制7原核生物与真核生物转录产物比较8原核生物与真核生物mRNA的特征比较9真核生物RNA的转录后加工10RNA的编辑、再编码及化学修饰本章主要内容制药6转录的抑制

DNA模板功能抑制剂

RNA聚合酶抑制剂

RNA转录的抑制剂根据其作用性质主要分为：具有抗菌、抗癌作用1与RNA转录有关的概念2RNA合成的特点3RNA转录的基本过程4转录机器的主要成分5启动子与转录起始6转录的抑制7原核生物与真核生物转录产物比较8原核生物与真核生物mRNA的特征比较9真核生物RNA的转录后加工10RNA的编辑、再编码及化学修饰本章主要内容8原核生物与真核生物mRNA的特征比较原核生物mRNA特征真核生物mRNA特征

虽然mRNA在细胞内执行功能相同，但其生物合成过程和成熟mRNA的结构在原/真核生物细胞内是不同的。原核生物真核生物合成（转录）翻译翻译起始密码子转录后是否需要加工修饰一个mRNA编码多肽数量在细胞核质内发生在同一个细胞空间内在细胞质内AUGAUG(有时GUG/UUG)转/翻几乎同时进行是多个一个8原核生物与真核生物mRNA的特征比较原核生物mRNA特征真核生物mRNA特征SD序列（Shine-Dalgarnosequence）：在原核生物起始密码AUG上游7~12个核苷酸处的一种4~7个核苷酸的保守片段,它与16SrRNA3′端反相互补，帮助将mRNA的AUG置于核糖体的适当位置以便起始翻译过程。它是1974年由J.Shine和L.Dalgarno发现的,故此而命名。

半衰期短；许多是以多顺反子形式存在；

5`端无帽子结构；

3`端没有或只有较短的poly(A)。非常保守又高度自我互补，发卡结构8原核生物与真核生物mRNA的特征比较5′端帽子的形成及其生物学功能3′端poly(A)尾的形成及其生物学功能原核生物mRNA特征真核生物mRNA特征

许多是以单顺反子形式存在；

5′端存在帽子结构；

绝大部分真核生物mRNA3′端含poly(A)尾巴。

顺反子(cistron):指编码蛋白质的DNA单位。8原核生物与真核生物mRNA的特征比较5′端帽子的形成及其生物学功能

真核生物的mRNA（除叶绿体和线粒体）5′都经过修饰。转录始于核苷三磷酸（经常是A或G）。初始序列：5′pppA/GpNpNpNp…

5′5′5′-5′Gppp+pppA/GpNpNp…

GpppA/GpNpNp…+PP+P

鸟苷酸转移酶5′加G反应非常迅速。在新生链mRNA达到50个核苷酸之前，甚至可能在RNA聚合酶Ⅱ离开转录起始位点之前帽子结构就加上了。mRNA几乎一诞生就戴上帽子了帽子覆盖了mRNA的5`端，它可在几个位点被甲基化GAAGuanine-7-methyl-transferase2`-O-methyl-transferaseCap010~15%100%8原核生物与真核生物mRNA的特征比较5′端帽子的形成及其生物学功能

生物学功能：使mRNA免遭核酸酶的破坏，保持其结构的稳定性；利于mRNA被蛋白质起始因子所识别，从而促进翻译的起始。8原核生物与真核生物mRNA的特征比较3′端poly(A)尾的形成及其生物学功能除组蛋白基因外，真核生物的mRNA3′端都有poly(A)尾。其长度因mRNA种类不同而有变化，一般为40~200个左右。高等真核生物（不包括酵母）的mRNA，还有一个共同特征：即在poly(A)添加位点的上游15~30个核苷酸区域内存在一段高度保守的AAUAAA序列（P98）。

AAUAAA对于初级转录产物的准确切割及加poly(A)是必需的。相对应模板AATAAA。RNA聚合酶Ⅱ不在此处终止，而往往继续转录。大部分基因初级转录产物有poly（A）位点下0.2~2kb序列初级转录本(primarytranscript)/hnRNA（核不均一RNA）/原始转录产物/mRNA前体加尾信号8原核生物与真核生物mRNA的特征比较3′端poly(A)尾的形成及其生物学功能

生物学功能：维持基因的转录活性，并进行正常剪接加工，以产生功能性RNA；保持mRNA的稳定性，防止被降解。

应用（广泛应用于分子克隆）：利用Poly(A)从总RNA中分离mRNA；设计寡聚dT（Oligo(dT)）片段合成cDNA。注：多达1/3无Poly(A)，记为PolyA-EukaryoticmRNAProkaryoticmRNA8原核生物与真核生物mRNA的特征比较1与RNA转录有关的概念2RNA合成的特点3RNA转录的基本过程4转录机器的主要成分5启动子与转录起始6转录的抑制7原核生物与真核生物转录产物比较8原核生物与真核生物mRNA的特征比较9真核生物RNA的转录后加工10RNA的编辑、再编码及化学修饰本章主要内容9真核生物RNA的转录后加工几个重要概念mRNA的剪接tRNA的转录后加工rRNA的转录后加工9真核生物RNA的转录后加工9.1几个重要概念

断裂基因（splitegene）：真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成。

内含子（intron）：DNA片段（？），P474。

外显子（exon）：被表达为蛋白质（？），P475。UTR（un-translationregion）：5’UTR，5’端起始密码子之前的非翻译区；3’UTR，3’端终止密码子之后的非翻译区。CDS（codonsequence）：编码序列。

ORF（openreadingframe）：开放阅读框/可译框架，(P473)

指一组连续的含有三联密码子的能够被翻译成为多肽链的DNA序列。它由起始密码子开始，到终止密码子结束。9.1几个重要概念-基因的结构（重点自学，要理解，下节课提问）

基因的结构（真核）

-DNA水平启动子序列区转录序列区终止子序列区

基因的结构（真核）

-初级转录本水平exonintron9真核生物RNA的转录后加工9.1几个重要概念

基因的结构（真核）

-初级转录本水平

基因的结构（真核）

-成熟mRNA水平exonintron5’UTRCDS3’UTR5’UTRCDS3’UTR5’

端帽子3’

端poly(A)尾9真核生物RNA的转录后加工9.1几个重要概念

基因的结构（原核）启动子序列区转录序列区终止子序列区DNA水平5’UTRCDS3’-UTRmRNA水平9真核生物RNA的转录后加工几个重要概念mRNA的剪接tRNA的转录后加工rRNA的转录后加工9真核生物RNA的转录后加工9.2mRNA的剪接RNA的剪接（RNAsplicing）：从mRNA前体分子中切除内含子，并使基因中外显子拼接形成成熟mRNA的过程。9.2.1mRNA的剪接过程（P102）许多相对分子质量较小的snRNA（如U1、U2、U3、U4、U5、U6）以及这些RNA的结合核蛋白即snRNPs（smallnuclearribonucleo-proteinpaticle）参与了mRNA的剪接。每个snRNP含有一个snRNA和几种（少于20种）蛋白质，每个snRNP都含有一个由8种蛋白质组成的结构中心。

snRNP和其他一些辅助蛋白质共同构成了剪接体。1）2）3）4）5）6）剪接过程Correctsplicingremoves3intronsbypairwiserecognitionofthejunctionsPairingofwrongjunctionswouldremoveexons9真核生物RNA的转录后加工9.2mRNA的剪接9.2.2剪接发生的位点

GU-AG法则（GU-AGrule）：多数细胞核mRNA前体中内含子的5’边界序列为GU，3’边界序列为AG。因此，GU表示供体(donor)衔接点的5’端，AG表示受体(acceptor)衔接点的3’端序列。习惯上，把这种保守序列模式称为GU-AG法则。在内含子左侧的连接点称为供体，右侧的称为受体。Chambon法则Intron-exonboudarieshaveshortconsensussequencesintheintron9真核生物RNA的转录后加工9.3mRNA的剪接

哺乳动物细胞中，mRNA前体上的snRNP是从5’向下游“扫描”，选择在分支点富含嘧啶区（图3-26）3’下游的第一个AG作为剪接的3’位点。

AG前第一个核苷酸可以影响剪接效率，（P103）一般是：CAG=UAG>AAG>GAGGC-AG型和AU-AC型内含子（P106）人基因组中：GU-AG＞98%，GC-AG＜1%，AU-AC≈0.1%

注意：这几种内含子在很多基因组内同时存在，有时甚至出现在同一条基因里。GU-AG型内含子（dh转录剪接）

I类、

II类、Ⅲ

类内含子snRNP是GU-AG型内含子剪接所必需的生物体内内含子的种类内含子类型细胞内定位GU-AG,GC-AG,AU-AC细胞核pre-mRNAI类内含子细胞核pre-rRNA，细胞器，少数细菌II类内含子细胞器，部分细菌Ⅲ类内含子细胞器tRNA前体中的内含子细胞核，pre-tRNA9真核生物RNA的转录后加工9.3mRNA的剪接

I类内含子和II类内含子具有RNA自我切割的能力。

I类内含子比II类内含子更普遍，两类之间几乎没有联系。但是这两类RNA在体外都能进行自我剪接，而不需要其它蛋白质提供酶活性。但在体内还是需要蛋白质来帮助折叠。

自我剪接（self-splicing,autosplicing)：像催化作用一样，内含子能从RNA里切下自已，而这只依赖于内含子中的RNA序列。

I类内含子和

II类内含子原始转录产物完成剪接的RNARNA剪接中间产物上游外显子的自由3`-OH作为亲核基团攻击内含子3`位核苷酸上的磷酸二酯键，使内含子被完全切开自由鸟苷酸的3`-OH作亲核基团攻击内含子5`端的磷酸二酯键，从上游切开RNA链I类内含子的自我剪接过程GTP、GDP、GMP、G原始转录产物内含子本身的某个腺苷酸的2`-OH作为亲核基因攻击内含子5`端的磷酸二酯键2`,5`－磷酸二酯键RNA剪接产物与3`末端相连上游外显子的3`-OH作为亲核基团攻击内子3`位核苷酸上的磷酸二酯键,使套索结构完全解离套索结构中的腺苷酸带有3个磷酸二酯键完成剪接的RNA内含子II类内含子的自我剪接过程9真核生物RNA的转录后加工9.2mRNA的剪接

可变剪接（alternativesplicing）：依靠使用剪接位点的改变，从单一RNA转录物中得到不同的剪接体。又称内含子的变位剪接。在高的真核生物中，内含子通常是有序或组成性从mRNA前体中被剪接；然而，在个体发育或细胞分化时可以有选择地越过某些外显子或某个剪接点进行变位剪接，产生出组织或发育阶段特异性mRNA。顺式剪接（cis-splicing）：剪接发生在同一条RNA分子上；

反式剪接（trans-splicing）：剪接发生在不同的RNA分子上。腺病毒的E1A基因黑腹果蝇的traTrans-splicingoccursonlyinspecialcircumstances9真核生物RNA的转录后加工几个重要概念mRNA的剪接tRNA的转录后加工rRNA的转录后加工1与RNA转录有关的概念2RNA合成的特点3RNA转录的基本过程4转录机器的主要成分5启动子与转录起始6转录的抑制7原核生物与真核生物转录产物比较8原核生物与真核生物mRNA的特征比较9真核生物RNA的转录后加工10RNA的编辑、再编码及化学修饰本章主要内容10RNA的编辑、再编码及化学修饰RNA的编辑RNA的再编码RNA的化学修饰核酶RNA在生物进化中的地位10RNA的编辑、再编码及化学修饰10.1RNA的编辑RNA的编辑(RNAediting):某些RNA，特别是mRNA前体的一种加工方式，它导致了DNA所编码的遗传信息的改变（如插入、删除或取代一些核苷酸残基）。

RNA编辑的机制：位点特异性脱氨基作用；引导RNA指导的尿嘧啶插入或删除。

RNA编辑的生物学意义：

校正作用：基因突变中丢失的信息可通过RNA编辑恢复；

调控翻译：构建/去除起始密码子/终止密码子，调控基因表达；

扩充遗传信息：是基因获得新的结构和功能，利于生物进化。单碱基突变：CUThehumanapolipoproteingeneStopcodeInliverInintestines10RNA的编辑、再编码及化学修饰10.2RNA的再编码RNA的再编码（RNArecoding）：RNA编码和读码方式的改变。

RNA再编码的方式：

核糖体程序性+1/-1位移：mRNA读码信号发生+1/-1移位；

核糖体跳跃：核糖体跳过n个核苷酸读码；

终止子通读的编码：硒代半胱氨酸，吡咯赖氨酸。