RNA的生物合成1课件.ppt

1、目录目录第第16章章RNA的生物合成的生物合成RNA Biosynthesis ( Transcription )目录目录一、教学目的一、教学目的在掌握原核生物转录的基础上，熟悉真核生物在掌握原核生物转录的基础上，熟悉真核生物RNA转录后的加工修饰。转录后的加工修饰。二、教学要求二、教学要求1、掌握、掌握RNA生物合成的模板、原核生物生物合成的模板、原核生物RNA聚聚合酶的组成及转录的过程。合酶的组成及转录的过程。2、熟悉真核生物、熟悉真核生物RNA聚合酶的分类及其功能和聚合酶的分类及其功能和转录后的加工修饰。转录后的加工修饰。3、了解、了解RNA复制的概念，复制的概念，RNA聚合酶的抑制剂，

2、聚合酶的抑制剂，真核生物转录起始和终止。真核生物转录起始和终止。目录目录n在生物界，在生物界，RNARNA合成有两种方式：合成有两种方式：一是一是DNA指导的指导的RNA合成，也叫合成，也叫转录转录，此为生物，此为生物体内的主要合成方式，也是体内的主要合成方式，也是本章介绍的主要内容本章介绍的主要内容。另一种是另一种是RNA指导的指导的RNA合成合成(RNA-dependentRNAsynthesis)，也叫，也叫RNA复制复制(RNAreplication),由由RNA依赖的依赖的RNA聚合酶聚合酶(RNA-dependentRNApolymerase)催化，常见于催化，常见于病毒病毒，是，

3、是逆转录病毒以逆转录病毒以外的外的RNA病毒病毒在宿主细胞以病毒的单链在宿主细胞以病毒的单链RNA为模为模板合成板合成RNA的方式。的方式。目录目录转录转录 (transcription)是是生物体以生物体以DNA为为模板合成模板合成RNA的过程的过程 。 转转录录RNADNA 小结小结复制和转录的区别复制和转录的区别A-U，T-A，G-CA-T，G-C配对配对mRNA，tRNA，rRNA子代双链子代双链DNA（半保留复制）半保留复制）产物产物RNA聚合酶（聚合酶（RNA-pol）DNA聚合酶聚合酶酶酶NTPdNTP原料原料模板链转录（不对称转录）模板链转录（不对称转录）两股链均复制两股链均复

4、制模板模板转录转录复制复制A-U，T-A，G-CA-T，G-C配对配对mRNA，tRNA，rRNA子代双链子代双链DNA（半保留复制）半保留复制）产物产物RNA聚合酶（聚合酶（RNA-pol）DNA聚合酶聚合酶酶酶NTPdNTP原料原料模板链转录（不对称转录）模板链转录（不对称转录）两股链均复制两股链均复制模板模板转录转录复制复制目录目录n参与转录的物质：参与转录的物质：原料原料: : NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)模板模板: : DNA酶酶 : : RNA聚合酶聚合酶(RNApolymerase,RNA-pol)其他蛋白质因子其他蛋白质因子目录目录原核生物转录的模板和酶原核生物转录

5、的模板和酶Templates & Enzymes in Prokaryotic Transcription第一节第一节目录目录一、原核生物转录的模板一、原核生物转录的模板 DNA分子上转录出分子上转录出RNA的区段，称为的区段，称为结构基因结构基因(structuralgene)。 转录的这种选择性称为转录的这种选择性称为不对称转录不对称转录(asymmetrictranscription)，它有两方面含义：，它有两方面含义：1.在在DNA分子分子双链上，双链上，一股链用作模板一股链用作模板指引转录，另一股链不指引转录，另一股链不转录；转录；2.其二是模板链其二是模板链并非总是在同一单链上。并

6、非总是在同一单链上。目录目录5GCAGTACATGTC33cgtgatgtacag55GCAGUACAUGUC3NAlaValHisValC编码链编码链模板链模板链mRNA蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译 DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成双链中按碱基配对规律能指引转录生成RNA的一股单链，称为的一股单链，称为模板链模板链(templatestrand)，也称，也称作作有意义链有意义链或或Watson链链。相对的另一股单链是。相对的另一股单链是编编码链码链(codingstrand)，也称为，也称为反义链反义链或或Crick链链。目录目录5 5 3 3 3 3 5 5 模板链模板链编码链编码

7、链编码链编码链模板链模板链结构基因结构基因转录方向转录方向转录方向转录方向n不对称转录不对称转录目录目录二、二、RNA合成由合成由RNA聚合酶催化聚合酶催化（一）（一）RNA聚合酶能聚合酶能直接启动直接启动RNA链的合成链的合成 DNA依赖的依赖的RNA聚合酶聚合酶(DDRP)催化合成催化合成RNA； RNA合成的化学机制与合成的化学机制与DNA依赖的依赖的DNA聚合酶催聚合酶催化化DNA合成相似。合成相似。(NMP)n+NTP(NMP)n+1+PPiRNA延长的延长的RNA目录目录 DNA聚合酶在启动聚合酶在启动DNA链延长时需要引物存链延长时需要引物存在，而在，而RNA聚合酶不需要引物聚合

8、酶不需要引物就能直接启动就能直接启动RNA链的延长。链的延长。 RNA聚合酶和聚合酶和DNA的特殊序列的特殊序列启动子启动子(promoter)结合结合后，就能启动后，就能启动RNA合成。合成。RNA聚合酶作用特点聚合酶作用特点目录目录（二）（二）RNA聚合酶由多个亚基组成聚合酶由多个亚基组成 36512决定哪些基因被转录决定哪些基因被转录 150618催化功能催化功能 155613结合结合DNA模板模板 70263辨认起始点辨认起始点亚亚 基基分分 子子 量量功功 能能目录目录核心酶核心酶(coreenzyme)全酶全酶(holoenzyme) 转录起始阶段转录起始阶段转录延长阶段转录延长阶

9、段目录目录目录目录利福平为利福霉素类半合成广谱抗菌药，通用名：利福平为利福霉素类半合成广谱抗菌药，通用名：利福平片，英文名：利福平片，英文名：RIFAMPICINTABLETS。抗。抗结核病药，本品为糖衣片。除去包衣后显橙红色结核病药，本品为糖衣片。除去包衣后显橙红色或暗红色。对多种病原微生物均有抗菌活性。利或暗红色。对多种病原微生物均有抗菌活性。利福平口服吸收良好，服药后福平口服吸收良好，服药后1.54小时血药浓度小时血药浓度达峰值。本品与其他抗结核药联合用于各种结核达峰值。本品与其他抗结核药联合用于各种结核病的初治与复治，包括结核性脑膜炎的治疗。病的初治与复治，包括结核性脑膜炎的治疗。利福

10、平与依赖利福平与依赖DNA的的RNA多聚酶的多聚酶的亚单位牢固亚单位牢固结合，抑制细菌结合，抑制细菌RNA的合成，防止该酶与的合成，防止该酶与DNA结结合，从而阻断合，从而阻断RNA转录过程，使转录过程，使DNA和和蛋白蛋白的合的合成停止。成停止。目录目录利福平发明于利福平发明于1965年，利福平的发现使结核病的治年，利福平的发现使结核病的治疗又发生了一次更大的飞跃，有的专家对利福平的疗又发生了一次更大的飞跃，有的专家对利福平的抗结核作用评价非常高，认为现在抗抗结核作用评价非常高，认为现在抗痨痨治疗已进入治疗已进入利福平时代，并认为过去要手术治疗的结核病，有利福平时代，并认为过去要手术治疗的结

11、核病，有了利福平完全可以不需手术而把病情控制下来。我了利福平完全可以不需手术而把病情控制下来。我们在实际工作中，已证明利福平是一种很好的抗痨们在实际工作中，已证明利福平是一种很好的抗痨药。药。利福平的灭菌特性为：它与结核菌的菌体利福平的灭菌特性为：它与结核菌的菌体核糖核酸核糖核酸聚合酶结合后，干扰聚合酶结合后，干扰脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸及及蛋白质蛋白质的合成，的合成，从而达到了灭菌的目的。另外，利福平还对好多种从而达到了灭菌的目的。另外，利福平还对好多种细菌有抗菌作用，所以，利福平不仅可以治疗结核细菌有抗菌作用，所以，利福平不仅可以治疗结核病还可以在其他疾病中起抗菌消炎作用。病还可以在其他疾

12、病中起抗菌消炎作用。目录目录三、三、RNA聚合酶结合到聚合酶结合到DNA的启动子的启动子上起动转录上起动转录 转录是转录是不连续、分区段不连续、分区段进行的。进行的。 每一转录区段可视为一个转录单位，称为每一转录区段可视为一个转录单位，称为操纵操纵子子(operon)。操纵子包括若干个。操纵子包括若干个结构基因及其上结构基因及其上游游(upstream)的调控序列的调控序列。5 3 3 5 结构基因结构基因调控序列调控序列RNA-pol目录目录调控序列中的调控序列中的启动子启动子是是RNA聚合酶聚合酶结合模板结合模板DNA的部位的部位，也是，也是控制转录起始的关键部位控制转录起始的关键部位。原

13、核生物以原核生物以RNA聚合酶全酶结合到聚合酶全酶结合到DNA的启动子的启动子上而起动转录，其中由上而起动转录，其中由亚基辨认启动子亚基辨认启动子，其他亚，其他亚基相互配合。基相互配合。对启动子的研究，常采用一种巧妙的方法即对启动子的研究，常采用一种巧妙的方法即RNA聚合酶保护法聚合酶保护法。目录目录nRNA聚合聚合酶保护法酶保护法目录目录开始转录开始转录TTGACAAACTGT-35区区(Pribnowbox)TATAATPuATATTAPy-10区区1-30-5010-10-40-205 3 3 5 RNA-pol辨认位点辨认位点(recognitionsite)5 5 RNA聚合酶保护区

14、聚合酶保护区结构基因结构基因3 3 n用用RNA聚合酶保护法研究转录起始区聚合酶保护法研究转录起始区目录目录nRNA聚合酶全酶在转录起始区的结合聚合酶全酶在转录起始区的结合:目录目录原核生物的转录过程原核生物的转录过程The Process of Transcription in Prokaryote第二节第二节目录目录 RNA聚合酶必须准确地聚合酶必须准确地结合在转录模板的结合在转录模板的起始区域。起始区域。 DNA双链解开，使其中的双链解开，使其中的一条链作为转录一条链作为转录的模板。的模板。一、转录起始需要一、转录起始需要RNA聚合酶全酶聚合酶全酶n转录起始需解决两个问题：转录起始需解决

15、两个问题：目录目录nE.coli的转录起始和延长的转录起始和延长2.DNA双链局部解开，形成双链局部解开，形成开放转录复合体开放转录复合体(opentranscriptioncomplex)；1.RNA聚合酶全酶聚合酶全酶( 2)与模板结合，形成与模板结合，形成闭闭合转录复合体合转录复合体(closedtranscriptioncomplex)；3.在在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形成转录起始复合物：成转录起始复合物：RNApol( 2)-DNA-pppGpN-OH3 转录起始复合物转录起始复合物: :5 -pppG-OH+NTP5 -pppGpN-

16、OH3 +ppin转录起始过程：转录起始过程：目录目录第一个磷酸二酯键生成后，第一个磷酸二酯键生成后，亚基即从转录起亚基即从转录起始复合物上脱落始复合物上脱落，核心酶核心酶连同四磷酸二核苷连同四磷酸二核苷酸，继续结合于酸，继续结合于DNA模板上，模板上，酶沿酶沿DNA链前链前移移，进入延长阶段。，进入延长阶段。目录目录二、二、原核生物的转录延长时蛋白质原核生物的转录延长时蛋白质的翻译也同时进行的翻译也同时进行1. 亚基脱落亚基脱落，RNApol聚合酶聚合酶核心酶变构核心酶变构，与模板结合松弛，沿着与模板结合松弛，沿着DNA模板前移；模板前移；2.在在核心酶核心酶作用下，作用下，NTP不断聚合不

17、断聚合，RNA链链不断延长。不断延长。(NMP)n +NTP(NMP)n+1 + PPi转录空泡转录空泡(transcriptionbubble)：RNA-pol（核心酶）（核心酶）DNARNAn转录延长：转录延长：5 3 DNAn原核生物转录过程中的羽毛状现象原核生物转录过程中的羽毛状现象核糖体核糖体RNARNA聚合酶聚合酶在同一在同一DNA模板上，模板上，有多个转录同时在进行有多个转录同时在进行；转录尚未完成，翻译已在进行。转录尚未完成，翻译已在进行。这种形状说明：这种形状说明：目录目录依赖依赖Rho因子的转录终止因子的转录终止非依赖非依赖Rho因子的转录终止因子的转录终止三、原核生物转录

18、终止分为依赖三、原核生物转录终止分为依赖(Rho)因因子与非依赖子与非依赖因子两大类因子两大类n依据是否需要蛋白质因子的参与，原核生物依据是否需要蛋白质因子的参与，原核生物转录终止分为：转录终止分为：目录目录因子是由相同亚基组成的六聚体蛋白质，因子是由相同亚基组成的六聚体蛋白质，亚基分子量亚基分子量46kD。因子能结合因子能结合RNA，又以对，又以对polyC的结合力的结合力最强。最强。因子还有因子还有ATP酶活性和解螺旋酶酶活性和解螺旋酶(helicase)的活性。的活性。（一）依赖（一）依赖因子的转录终止因子的转录终止n因子：因子：目录目录n因子的作用原理：因子的作用原理：目录目录目前认为

19、，目前认为，因子终止转录的作用是：因子终止转录的作用是：与与RNA转转录产物结合录产物结合，结合后，结合后因子因子和和RNA聚合酶聚合酶都可发都可发生生构象变化构象变化，从而，从而使使RNA聚合酶停顿聚合酶停顿，解螺旋解螺旋酶的活性使酶的活性使DNA/RNA杂化双链拆离杂化双链拆离，利于产物，利于产物从转录复合物中释放从转录复合物中释放。目录目录（二）（二） 非依赖非依赖 Rho因子的转录终止因子的转录终止DNA模板上靠近终止处，有些模板上靠近终止处，有些特殊的碱特殊的碱基序列基序列，转录出，转录出RNA后，后，RNA产物形成产物形成特殊特殊的结构来终止转录的结构来终止转录。5UUGCAGCC

20、UGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU. 3 5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU. 3 RNA5 TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT. 3 DNAUUUU. UUUU.5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU. 3近终止区的转录产物形成发夹近终止区的转录产物形成发夹(hairpin)结构结构是非依赖是非依赖因

21、子终止的普遍现象。因子终止的普遍现象。n茎环结构使转录终止的机理：茎环结构使转录终止的机理：使使RNA聚合酶变构，转录停顿；聚合酶变构，转录停顿；使转录复合物趋于解离，使转录复合物趋于解离，RNA产物释放。产物释放。5 pppG5 3 3 5 RNA-pol目录目录真核生物的转录过程真核生物的转录过程The Process of Transcription in Eukaryote第三节第三节目录目录真核生物的转录过程比原核复杂。二者的转录真核生物的转录过程比原核复杂。二者的转录起始过程有较大区别起始过程有较大区别，转录终止也不相同。，转录终止也不相同。目录目录一、一、真核生物有三种真核生物有

22、三种DNA依赖性依赖性RNA聚合酶聚合酶n 真核生物具有真核生物具有3种不同的种不同的RNA聚合酶聚合酶: RNA聚合酶聚合酶（RNAPol） RNA聚合酶聚合酶（RNAPol） RNA聚合酶聚合酶（RNAPol）目录目录种类种类对鹅膏蕈碱对鹅膏蕈碱的反应的反应45S-rRNAhnRNA5S-rRNAtRNAsnRNA耐受耐受极敏感极敏感中度敏感中度敏感转录产物转录产物真核生物的真核生物的RNARNA聚合酶聚合酶目录目录二、转录起始需要启动子二、转录起始需要启动子、RNA聚合酶聚合酶和转录因子的参与和转录因子的参与（一）转录起始前的上游区段具有启动子核心（一）转录起始前的上游区段具有启动子核心

23、序列序列 不同物种、不同细胞或不同的基因，转录起始不同物种、不同细胞或不同的基因，转录起始点上游可以有点上游可以有不同的不同的DNA序列序列，但这些序列都，但这些序列都可统称为可统称为顺式作用元件顺式作用元件(cis-actingelement)。目录目录n一个典型的真核生物基因上游序列一个典型的真核生物基因上游序列:53调控序列调控序列TATA盒盒InrYYANYYTA-30+1TATAAA目录目录顺式作用元件包括顺式作用元件包括启动子、启动子上游元件启动子、启动子上游元件(upstreampromoterelements)或或promoter-proximalelements)等近端调控元

24、件和增强子等近端调控元件和增强子(enhancer)等远隔序列等远隔序列。起始点上游多数有共同的起始点上游多数有共同的TATA序列序列，称为，称为Hognest盒或盒或TATA盒盒(TATAbox)。通常认为这。通常认为这就是就是启动子的核心序列启动子的核心序列。目录目录许多许多RNA聚合酶聚合酶II识别的启动子具有保守的共有识别的启动子具有保守的共有序列：位于转录起始点附近的起始子序列：位于转录起始点附近的起始子(intiator，Inr)。启动子上游元件启动子上游元件是位于是位于TATA盒上游的盒上游的DNA序列，序列，多在转录起始点约多在转录起始点约-40-100nt的位置，比较常见的位

25、置，比较常见的是的是GC盒和盒和CAAT盒盒。增强子增强子是能够结合是能够结合特异基因调节蛋白特异基因调节蛋白，促进促进邻近邻近或远隔特定或远隔特定基因表达的基因表达的DNA序列序列。目录目录转录起始点转录起始点TATA盒盒CAAT盒盒GC盒盒增强子增强子n顺式作用元件顺式作用元件(cis-actingelement)AATAAA切离加尾切离加尾转录终止点转录终止点修饰点修饰点外显子外显子翻译起始点翻译起始点内内含含子子 OCT-1OCT-1：ATTTGCAT八聚体八聚体目录目录n真核生物真核生物RNA聚合酶聚合酶转录的基因及其转录转录的基因及其转录起始上游序列起始上游序列目录目录（二）（二）

26、 转录因子转录因子能直接、间接辨认和结合转录上游区段能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNA的的蛋白质蛋白质，现已发现数百种，统称为，现已发现数百种，统称为反式作用因反式作用因子子(trans-actingfactors)。反式作用因子中，反式作用因子中，直接或间接结合直接或间接结合RNA聚合酶聚合酶的，则称为的，则称为转录因子转录因子(transcriptionalfactors,TF)。参与参与RNA-pol转录的转录的TF蛋白激酶活性，使蛋白激酶活性，使CTD磷磷酸化酸化TFHATPase57（ ） 34（ ）TFE解螺旋酶解螺旋酶30，74TFF促进促进RNA-pol结合及作结合及作为

27、其他因子结合的桥梁为其他因子结合的桥梁33TFB稳定稳定TFD-DNA复合物复合物12，19，35TFA辅助辅助TBP-DNA结合结合TAF*结合结合TATA盒盒TBP*38TFD功功能能亚基组成，分子量亚基组成，分子量(kD)转录因子转录因子蛋白激酶活性，使蛋白激酶活性，使CTD磷磷酸化酸化TFHATPase57（ ） 34（ ）TFE解螺旋酶解螺旋酶30，74TFF促进促进RNA-pol结合及作结合及作为其他因子结合的桥梁为其他因子结合的桥梁33TFB稳定稳定TFD-DNA复合物复合物12，19，35TFA辅助辅助TBP-DNA结合结合TAF*结合结合TATA盒盒TBP*38TFD功功能能

28、亚基组成，分子量亚基组成，分子量(kD)转录因子转录因子目录目录三三、真核生物转录延长过程中、真核生物转录延长过程中没有没有转录与翻译同步的现象转录与翻译同步的现象真核生物转录延长过程与原核生物大致相似，真核生物转录延长过程与原核生物大致相似，但因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象。但因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象。RNA-pol前移处处都遇上核小体。前移处处都遇上核小体。转录延长过程中可以观察到核小体移位和解聚转录延长过程中可以观察到核小体移位和解聚现象。现象。目录目录 课堂小结，布置复习思考题的内容，课堂小结，布置复习思考题的内容， 执业医师资格考试题的讨论；执业医师资格考试题的

29、讨论； 执业医师资格考试真题执业医师资格考试真题 1 一个操纵子通常含有一个操纵子通常含有 2002A一个启动序列和一个编码基因一个启动序列和一个编码基因B一个启动序列和数个编码基因一个启动序列和数个编码基因C数个启动序列和一个编码基因数个启动序列和一个编码基因D数个启动序列和数个编码基因数个启动序列和数个编码基因E两个启动序列和数个编码基因两个启动序列和数个编码基因本题正确答案：本题正确答案：B目录目录2.原核生物原核生物DNA分子上能被分子上能被RNA聚合酶特异聚合酶特异结合的部位叫作结合的部位叫作 2000A外显子外显子B增强子增强子C密码子密码子D终止子终止子E启动子启动子本题正确答案

30、：本题正确答案：E目录目录真核生物真核生物RNA的加工的加工Post-transcriptional Modification of Eukaryotic RNA第四节第四节目录目录真核生物转录生成的真核生物转录生成的RNA分子是分子是初级初级RNA转转录物录物(primaryRNAtranscript)，几乎所有的初，几乎所有的初级级RNA转录物都要转录物都要经过加工经过加工，才能成为具有功，才能成为具有功能的能的成熟的成熟的RNA。加工主要在加工主要在细胞核细胞核中进行。中进行。目录目录n几种主要的修饰方式：几种主要的修饰方式：1.剪接剪接(splicing)2.剪切剪切(cleavage

31、)3. 修饰修饰(modification)4. 添加添加(addition)目录目录一、真核生物一、真核生物mRNA的加工包括的加工包括首、尾修饰和剪接首、尾修饰和剪接（一）前体（一）前体mRNA在在5-末端加入末端加入“帽帽”结构结构大多数真核大多数真核mRNA的的5-末端有末端有7-甲基鸟嘌呤甲基鸟嘌呤的帽结构。的帽结构。这个真核这个真核mRNA加工过程的起始步骤由两种加工过程的起始步骤由两种酶，酶，加帽酶加帽酶(cappingenzyme)和和甲基转移酶甲基转移酶(methyltransferase)催化完成。催化完成。 目录目录n帽子结构：帽子结构：目录目录5 pppGp5 Gppp

32、GppppGppi鸟苷酸鸟苷酸转移酶转移酶5 m7GpppGp甲基转移酶甲基转移酶SAMn帽子结构的生成过程：帽子结构的生成过程：5 ppGp磷酸酶磷酸酶Pi目录目录n帽子结构的意义：帽子结构的意义：可以使可以使mRNA免遭核酸酶的攻击免遭核酸酶的攻击；也能与也能与帽结合蛋白质复合体帽结合蛋白质复合体(cap-bindingcomplexofprotein)结合结合，并参与，并参与mRNA和核和核糖体的结合糖体的结合，启动蛋白质的生物合成。，启动蛋白质的生物合成。目录目录（二）前体（二）前体mRNA在在3端特异位点断裂并加上端特异位点断裂并加上多聚腺苷酸尾多聚腺苷酸尾1. hnRNA 和和 s

33、nRNA 核内的初级核内的初级mRNA称为称为杂化核杂化核RNA(hetero-nuclearRNA,hnRNA) snRNA(smallnuclearRNA)核内的蛋白质核内的蛋白质小分子核糖核酸蛋白体小分子核糖核酸蛋白体（并接体（并接体, , splicesome）snRNA目录目录尾部修饰尾部修饰是和是和转录终止转录终止同时进行的过程。同时进行的过程。polyA的有无与长短，是维持的有无与长短，是维持mRNA作为翻译模作为翻译模板的活性板的活性，以及增加，以及增加mRNA本身本身稳定性稳定性的因素。的因素。一般真核生物在胞浆内出现的一般真核生物在胞浆内出现的mRNA，其，其polyA长度

34、为长度为100至至200个个核苷酸之间，也有少数例外。核苷酸之间，也有少数例外。前体前体mRNA分子的分子的断裂和加多聚腺苷酸尾断裂和加多聚腺苷酸尾是多是多步骤过程。步骤过程。目录目录真核生物结构基因，由若干个真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因。的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因。 断裂基因断裂基因(splitegene)CABD编码区编码区A、B、C、D非编码区非编码区目录目录2.外显子外

35、显子(exon)和内含子和内含子(intron) 外显子：外显子：在断裂基因及其初级转录产物上出在断裂基因及其初级转录产物上出现，并现，并表达为成熟表达为成熟RNA的核酸序列。的核酸序列。 内含子：内含子：隔断基因的线性表达而在剪接过程隔断基因的线性表达而在剪接过程中中被除去的核酸序列被除去的核酸序列。鸡卵清蛋白鸡卵清蛋白基因基因hnRNA首、尾修饰首、尾修饰hnRNA剪接剪接成熟的成熟的mRNA鸡鸡卵卵清清蛋蛋白白基基因因及及其其转转录、录、转转录录后后修修饰饰目录目录鸡卵清蛋白成熟鸡卵清蛋白成熟mRNA与与DNA杂交电镜图杂交电镜图DNAmRNA目录目录4.mRNA的剪接的剪接 除去除去h

36、nRNAhnRNA中的内含子，将外显子连接。中的内含子，将外显子连接。snRNP与与hnRNA结合成为并接体结合成为并接体目录目录 RNA编辑作用说明，基因的编辑作用说明，基因的编码序列经过转录编码序列经过转录后加工，是可有多用途分化的后加工，是可有多用途分化的，因此也称为分，因此也称为分化加工化加工(differentialRNAprocessing)。5.mRNA的编辑的编辑(mRNAediting)人类人类apoB基因基因mRNA（14500个核苷酸）个核苷酸）肝脏肝脏apoB100（分子量为（分子量为500000）肠道细胞肠道细胞apoB48（分子量为（分子量为240000）mRNA编

37、辑编辑目录目录二、二、tRNA的转录后加工的转录后加工tRNA前体前体RNA pol TGGCNNAGTGCGGTTCGANNCCDNARNAaseP、内切酶内切酶tRNA核苷酸转移酶、核苷酸转移酶、连接酶连接酶ATPADP碱基修饰碱基修饰（2）还原反应）还原反应如：如：UDHU（3）核苷内的转位反应）核苷内的转位反应如：如：U（4）脱氨反应）脱氨反应如：如：AI如：如：AAm（1）甲基化）甲基化（1 1）（1 1）（3 3）（2 2）（4 4）目录目录三、三、rRNA的转录后加工的转录后加工转录转录45S-rRNA剪接剪接18S-rRNA5.8S和和28S-rRNArDNA内含子内含子内含子

38、内含子28S5.8S18S目录目录四、核四、核酶酶具有酶促活性的具有酶促活性的RNA称为核酶。称为核酶。核酶核酶(ribozyme)目录目录四膜虫四膜虫rRNA内含子的二级结构内含子的二级结构四膜虫四膜虫rRNA的剪接采用的剪接采用自我剪接自我剪接方式方式5 -端核苷酸序列端核苷酸序列目录目录最简单的核酶二级结构最简单的核酶二级结构槌头状结构槌头状结构(hammerheadstructure)底物部分底物部分通常为通常为60个核苷酸左右个核苷酸左右同一分子上包括有催化同一分子上包括有催化部份和底物部份部份和底物部份催化部份和底物部份组催化部份和底物部份组成锤头结构成锤头结构除除rRNA外，外，tRNA、mRNA的加工也可采用的加工也可采用自我剪接方式。自我剪接方式。 目录目录核酶研究的意义核酶研究的意义核酶的发现，对中心法则作了重要补充；核酶的发现是对传统酶学的挑战；利用核酶的结构设计合成人工核酶。 目录目录人工设计的核酶人工设计的核酶粗线表示合成的核酸分子粗线表示合成的核酸分子细线表示天然的核酸分子细线表示天然的核酸分子X表示一致性序列表示一致性序列箭头表示切断点箭头表示切断点