第十一章 RNA的生物合成

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1、目錄目錄第第11章章RNA的生物合成的生物合成RNA Biosynthesis(Transcription)目錄目錄n在生物界，在生物界，RNARNA合成有兩種方式：合成有兩種方式：一是一是DNA指導(dǎo)的指導(dǎo)的RNA合成，也叫轉(zhuǎn)錄，此為生物合成，也叫轉(zhuǎn)錄，此為生物體內(nèi)的主要合成方式，也是體內(nèi)的主要合成方式，也是本章介紹的主要內(nèi)容本章介紹的主要內(nèi)容。另一種是另一種是RNA指導(dǎo)的指導(dǎo)的RNA合成合成(RNA-dependentRNAsynthesis)，也叫，也叫RNA復(fù)制復(fù)制(RNAreplication),由由RNA依賴(lài)的依賴(lài)的RNA聚合酶聚合酶(RNA-dependentRNApolymera

2、se)催化，常見(jiàn)于病毒，是逆轉(zhuǎn)錄病毒以催化，常見(jiàn)于病毒，是逆轉(zhuǎn)錄病毒以外的外的RNA病毒在宿主細(xì)胞以病毒的單鏈病毒在宿主細(xì)胞以病毒的單鏈RNA為模為模板合成板合成RNA的方式。的方式。目錄目錄轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 (transcription)是是生物體以生物體以DNA為為模板合成模板合成RNA的過(guò)程的過(guò)程 。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄RNADNA 目錄目錄轉(zhuǎn)錄的知識(shí)是理解許多生物學(xué)現(xiàn)象和醫(yī)學(xué)問(wèn)題所轉(zhuǎn)錄的知識(shí)是理解許多生物學(xué)現(xiàn)象和醫(yī)學(xué)問(wèn)題所必需的。必需的。對(duì)于對(duì)于RNA生物過(guò)程的調(diào)節(jié)可以導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成速生物過(guò)程的調(diào)節(jié)可以導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成速率的改變，以及由此而引發(fā)的一系列代謝變化，率的改變，以及由此而引發(fā)的一系列代謝變化，因此

3、，了解因此，了解RNA代謝的基本原理就甚為重要。這代謝的基本原理就甚為重要。這些原理既關(guān)系到所有生物是如何適應(yīng)環(huán)境變化的，些原理既關(guān)系到所有生物是如何適應(yīng)環(huán)境變化的，也關(guān)系到細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的分化機(jī)制。也關(guān)系到細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的分化機(jī)制。復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別A-U，T-A，G-CA-T，G-C配對(duì)配對(duì)mRNA，tRNA，rRNA子代雙鏈子代雙鏈DNA（半保留復(fù)制）半保留復(fù)制）產(chǎn)物產(chǎn)物RNA聚合酶（聚合酶（RNA-pol）DNA聚合酶聚合酶酶酶NTPdNTP原料原料模板鏈轉(zhuǎn)錄（不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄）模板鏈轉(zhuǎn)錄（不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄）兩股鏈均復(fù)制兩股鏈均復(fù)制模板模板轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄復(fù)制復(fù)制A-U，T-A，G-CA-T

4、，G-C配對(duì)配對(duì)mRNA，tRNA，rRNA子代雙鏈子代雙鏈DNA（半保留復(fù)制）半保留復(fù)制）產(chǎn)物產(chǎn)物RNA聚合酶（聚合酶（RNA-pol）DNA聚合酶聚合酶酶酶NTPdNTP原料原料模板鏈轉(zhuǎn)錄（不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄）模板鏈轉(zhuǎn)錄（不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄）兩股鏈均復(fù)制兩股鏈均復(fù)制模板模板轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄復(fù)制復(fù)制目錄目錄n參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)：參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)：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)其他蛋白質(zhì)因子其他蛋白質(zhì)因子目錄目錄原核生物轉(zhuǎn)錄的模板和酶原核生物轉(zhuǎn)錄的模板和酶Templates&Enzymes in Prokaryoti

5、c Transcription第一節(jié)第一節(jié)目錄目錄一、原核生物轉(zhuǎn)錄的模板一、原核生物轉(zhuǎn)錄的模板 DNA分子上轉(zhuǎn)錄出分子上轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段，稱(chēng)為的區(qū)段，稱(chēng)為結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因(structuralgene)。轉(zhuǎn)錄的這種選擇性稱(chēng)為轉(zhuǎn)錄的這種選擇性稱(chēng)為不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄(asymmetrictranscription)，它有兩方面含義：在，它有兩方面含義：在DNA分子分子雙鏈上，一股鏈用作模板指引轉(zhuǎn)錄，另一股鏈不雙鏈上，一股鏈用作模板指引轉(zhuǎn)錄，另一股鏈不轉(zhuǎn)錄；其二是模板鏈并非總是在同一單鏈上。轉(zhuǎn)錄；其二是模板鏈并非總是在同一單鏈上。目錄目錄5GCAGTACATGTC33cgtgatgtacag55

6、GCAGUACAUGUC3NAlaValHisValC編碼鏈編碼鏈模板鏈模板鏈mRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯 DNA雙鏈中按堿基配對(duì)規(guī)律能指引轉(zhuǎn)錄生成雙鏈中按堿基配對(duì)規(guī)律能指引轉(zhuǎn)錄生成RNA的一股單鏈，稱(chēng)為的一股單鏈，稱(chēng)為模板鏈模板鏈(templatestrand)，也稱(chēng)，也稱(chēng)作作有意義鏈有意義鏈或或Watson鏈鏈。相對(duì)的另一股單鏈?zhǔn)?。相?duì)的另一股單鏈?zhǔn)蔷幘幋a鏈碼鏈(codingstrand)，也稱(chēng)為，也稱(chēng)為反義鏈反義鏈或或Crick鏈鏈。目錄目錄5 5 3 3 3 3 5 5 模板鏈模板鏈編碼鏈編碼鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈模板鏈結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向n不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄

7、不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄目錄目錄二、二、RNA合成由合成由RNA聚合酶催化聚合酶催化（一）（一）RNA聚合酶能直接啟動(dòng)聚合酶能直接啟動(dòng)RNA鏈的合成鏈的合成 DNA依賴(lài)的依賴(lài)的RNA聚合酶催化合成聚合酶催化合成RNA；RNA合成的化學(xué)機(jī)制與合成的化學(xué)機(jī)制與DNA依賴(lài)的依賴(lài)的DNA聚合酶聚合酶催化催化DNA合成相似。合成相似。(NMP)n+NTP(NMP)n+1+PPiRNA延長(zhǎng)的延長(zhǎng)的RNA目錄目錄 DNA聚合酶在啟動(dòng)聚合酶在啟動(dòng)DNA鏈延長(zhǎng)時(shí)需要引物存鏈延長(zhǎng)時(shí)需要引物存在，而在，而RNA聚合酶聚合酶不需要引物不需要引物就能直接啟動(dòng)就能直接啟動(dòng)RNA鏈的延長(zhǎng)。鏈的延長(zhǎng)。RNA聚合酶和聚合酶和DNA的特殊序列

8、的特殊序列啟動(dòng)子啟動(dòng)子(promoter)結(jié)合后，就能啟動(dòng)結(jié)合后，就能啟動(dòng)RNA合成。合成。目錄目錄（二）（二）RNA聚合酶由多個(gè)亞基組成聚合酶由多個(gè)亞基組成 36512決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄 150618催化功能催化功能 155613結(jié)合結(jié)合DNA模板模板 70263辨認(rèn)起始點(diǎn)辨認(rèn)起始點(diǎn)亞亞 基基分分 子子 量量功功 能能目錄目錄核心酶核心酶(coreenzyme)全酶全酶(holoenzyme)轉(zhuǎn)錄起始階段轉(zhuǎn)錄起始階段轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)階段目錄目錄三、三、RNA聚合酶結(jié)合到聚合酶結(jié)合到DNA的啟動(dòng)子的啟動(dòng)子上起動(dòng)轉(zhuǎn)錄上起動(dòng)轉(zhuǎn)錄 轉(zhuǎn)錄是不連續(xù)、分區(qū)段進(jìn)行的。轉(zhuǎn)錄是不連續(xù)、分區(qū)

9、段進(jìn)行的。每一轉(zhuǎn)錄區(qū)段可視為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，稱(chēng)為每一轉(zhuǎn)錄區(qū)段可視為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，稱(chēng)為操縱操縱子子(operon)。操縱子包括若干個(gè)結(jié)構(gòu)基因及其上。操縱子包括若干個(gè)結(jié)構(gòu)基因及其上游游(upstream)的調(diào)控序列。的調(diào)控序列。5 3 3 5 結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因調(diào)控序列調(diào)控序列RNA-pol目錄目錄調(diào)控序列中的啟動(dòng)子是調(diào)控序列中的啟動(dòng)子是RNA聚合酶結(jié)合模板聚合酶結(jié)合模板DNA的部位，也是控制轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵部位。原核生物以的部位，也是控制轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵部位。原核生物以RNA聚合酶全酶結(jié)合到聚合酶全酶結(jié)合到DNA的啟動(dòng)子上而起動(dòng)轉(zhuǎn)的啟動(dòng)子上而起動(dòng)轉(zhuǎn)錄，其中由錄，其中由亞基辨認(rèn)啟動(dòng)子，其他亞基相互配合。亞基辨認(rèn)啟

10、動(dòng)子，其他亞基相互配合。對(duì)啟動(dòng)子的研究，常采用一種巧妙的方法即對(duì)啟動(dòng)子的研究，常采用一種巧妙的方法即RNA聚合酶保護(hù)法聚合酶保護(hù)法。目錄目錄nRNA聚合聚合酶保護(hù)法酶保護(hù)法目錄目錄開(kāi)始轉(zhuǎn)錄開(kāi)始轉(zhuǎn)錄TTGACAAACTGT-35區(qū)區(qū)(Pribnowbox)TATAATPuATATTAPy-10區(qū)區(qū)1-30-5010-10-40-205 3 3 5 RNA-pol辨認(rèn)位點(diǎn)辨認(rèn)位點(diǎn)(recognitionsite)5 5 RNA聚合酶保護(hù)區(qū)聚合酶保護(hù)區(qū)結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因3 3 n用用RNA聚合酶保護(hù)法研究轉(zhuǎn)錄起始區(qū)聚合酶保護(hù)法研究轉(zhuǎn)錄起始區(qū)目錄目錄nRNA聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起

11、始區(qū)的結(jié)合:目錄目錄目錄目錄原核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程原核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程The Process of Transcription in Prokaryote第二節(jié)第二節(jié)目錄目錄 RNA聚合酶必須準(zhǔn)確地結(jié)合在轉(zhuǎn)錄模板的聚合酶必須準(zhǔn)確地結(jié)合在轉(zhuǎn)錄模板的起始區(qū)域。起始區(qū)域。DNA雙鏈解開(kāi)，使其中的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄雙鏈解開(kāi)，使其中的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板。的模板。一、轉(zhuǎn)錄起始需要一、轉(zhuǎn)錄起始需要RNA聚合酶全酶聚合酶全酶n轉(zhuǎn)錄起始需解決兩個(gè)問(wèn)題：轉(zhuǎn)錄起始需解決兩個(gè)問(wèn)題：目錄目錄nE.coli的轉(zhuǎn)錄起始和延長(zhǎng)的轉(zhuǎn)錄起始和延長(zhǎng)2.DNA雙鏈局部解開(kāi)，形成雙鏈局部解開(kāi)，形成開(kāi)放轉(zhuǎn)錄復(fù)合體開(kāi)放轉(zhuǎn)錄復(fù)合體(opentran

12、scriptioncomplex)；1.RNA聚合酶全酶聚合酶全酶(2)與模板結(jié)合，形成與模板結(jié)合，形成閉閉合轉(zhuǎn)錄復(fù)合體合轉(zhuǎn)錄復(fù)合體(closedtranscriptioncomplex)；3.在在RNA聚合酶作用下發(fā)生第一次聚合反應(yīng)，形聚合酶作用下發(fā)生第一次聚合反應(yīng)，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物：成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物：RNApol(2)-DNA-pppGpN-OH3 轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物:5-pppG-OH+NTP5-pppGpN-OH3+ppin轉(zhuǎn)錄起始過(guò)程：轉(zhuǎn)錄起始過(guò)程：目錄目錄第一個(gè)磷酸二酯鍵生成后，第一個(gè)磷酸二酯鍵生成后，亞基即從轉(zhuǎn)錄起亞基即從轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物上脫落，核心酶連同四磷酸二核苷始

13、復(fù)合物上脫落，核心酶連同四磷酸二核苷酸，繼續(xù)結(jié)合于酸，繼續(xù)結(jié)合于DNA模板上，酶沿模板上，酶沿DNA鏈前鏈前移，進(jìn)入延長(zhǎng)階段。移，進(jìn)入延長(zhǎng)階段。目錄目錄二、二、原核生物的轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)時(shí)蛋白質(zhì)原核生物的轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)時(shí)蛋白質(zhì)的翻譯也同時(shí)進(jìn)行的翻譯也同時(shí)進(jìn)行1.亞基脫落，亞基脫落，RNApol聚合酶核心酶變構(gòu)，聚合酶核心酶變構(gòu)，與模板結(jié)合松弛，沿著與模板結(jié)合松弛，沿著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不斷聚合，不斷聚合，RNA鏈鏈不斷延長(zhǎng)。不斷延長(zhǎng)。(NMP)n+NTP(NMP)n+1+PPi轉(zhuǎn)錄空泡轉(zhuǎn)錄空泡(transcriptionbubble)：RNA-pol（核心酶

14、）（核心酶）DNARNAn轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)：轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)：5 3 DNAn原核生物轉(zhuǎn)錄過(guò)程中的羽毛狀現(xiàn)象原核生物轉(zhuǎn)錄過(guò)程中的羽毛狀現(xiàn)象核糖體核糖體RNARNA聚合酶聚合酶在同一在同一DNA模板上，有多個(gè)轉(zhuǎn)錄同時(shí)在進(jìn)行；模板上，有多個(gè)轉(zhuǎn)錄同時(shí)在進(jìn)行；轉(zhuǎn)錄尚未完成，翻譯已在進(jìn)行。轉(zhuǎn)錄尚未完成，翻譯已在進(jìn)行。這種形狀說(shuō)明：這種形狀說(shuō)明：目錄目錄依賴(lài)依賴(lài)Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止非依賴(lài)非依賴(lài)Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止三、原核生物轉(zhuǎn)錄終止分為依賴(lài)三、原核生物轉(zhuǎn)錄終止分為依賴(lài)(Rho)因因子與非依賴(lài)子與非依賴(lài)因子兩大類(lèi)因子兩大類(lèi)n依據(jù)是否需要蛋白質(zhì)因子的參與，原核生物依據(jù)是否需要蛋白質(zhì)因子的參與，原核

15、生物轉(zhuǎn)錄終止分為：轉(zhuǎn)錄終止分為：目錄目錄因子是由相同亞基組成的六聚體蛋白質(zhì)，因子是由相同亞基組成的六聚體蛋白質(zhì)，亞基分子量亞基分子量46kD。因子能結(jié)合因子能結(jié)合RNA，又以對(duì)，又以對(duì)polyC的結(jié)合力的結(jié)合力最強(qiáng)。最強(qiáng)。因子還有因子還有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）依賴(lài)（一）依賴(lài)因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止n因子：因子：目錄目錄n因子的作用原理：因子的作用原理：目錄目錄目錄目錄目前認(rèn)為，目前認(rèn)為，因子終止轉(zhuǎn)錄的作用是：與因子終止轉(zhuǎn)錄的作用是：與RNA轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物結(jié)合，結(jié)合后錄產(chǎn)物結(jié)合，結(jié)合后因子和因子和RNA聚合酶都可發(fā)聚合酶都可發(fā)生構(gòu)象變化，

16、從而使生構(gòu)象變化，從而使RNA聚合酶停頓，解螺旋聚合酶停頓，解螺旋酶的活性使酶的活性使DNA/RNA雜化雙鏈拆離，利于產(chǎn)物雜化雙鏈拆離，利于產(chǎn)物從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物中釋放從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物中釋放。目錄目錄（二）（二）非依賴(lài)非依賴(lài) Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止DNA模板上靠近終止處，有些特殊的堿模板上靠近終止處，有些特殊的堿基序列，轉(zhuǎn)錄出基序列，轉(zhuǎn)錄出RNA后，后，RNA產(chǎn)物形成特殊產(chǎn)物形成特殊的結(jié)構(gòu)來(lái)終止轉(zhuǎn)錄。的結(jié)構(gòu)來(lái)終止轉(zhuǎn)錄。5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU.3 5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGG

17、CUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU.3 RNA5 TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT.3 DNAUUUU.UUUU.5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU.3近終止區(qū)的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物形成發(fā)夾近終止區(qū)的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物形成發(fā)夾(hairpin)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)是非依賴(lài)是非依賴(lài)因子終止的普遍現(xiàn)象。因子終止的普遍現(xiàn)象。n莖環(huán)結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)錄終止的機(jī)理：莖環(huán)結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)錄終止的機(jī)理：使使RNA聚合酶變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓；聚合酶變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓；使轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解離，

18、使轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解離，RNA產(chǎn)物釋放。產(chǎn)物釋放。5 pppG5 3 3 5 RNA-pol目錄目錄目錄目錄真核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程真核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程The Process of Transcription in Eukaryote第三節(jié)第三節(jié)目錄目錄真核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程比原核復(fù)雜。二者的轉(zhuǎn)錄真核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程比原核復(fù)雜。二者的轉(zhuǎn)錄起始過(guò)程有較大區(qū)別，轉(zhuǎn)錄終止也不相同。起始過(guò)程有較大區(qū)別，轉(zhuǎn)錄終止也不相同。目錄目錄一、一、真核生物有三種真核生物有三種DNA依賴(lài)性依賴(lài)性RNA聚合酶聚合酶n 真核生物具有真核生物具有3種不同的種不同的RNA聚合酶聚合酶:RNA聚合酶聚合酶（RNAPol）RNA聚合酶聚合酶（

19、RNAPol）RNA聚合酶聚合酶（RNAPol）目錄目錄種類(lèi)種類(lèi)對(duì)鵝膏蕈堿對(duì)鵝膏蕈堿的反應(yīng)的反應(yīng)45S-rRNAhnRNA5S-rRNAtRNAsnRNA耐受耐受極敏感極敏感中度敏感中度敏感轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物真核生物的真核生物的RNARNA聚合酶聚合酶目錄目錄真核生物真核生物RNA聚合酶的結(jié)構(gòu)比原核生物復(fù)雜，所聚合酶的結(jié)構(gòu)比原核生物復(fù)雜，所有真核生物的有真核生物的RNA聚合酶都有兩個(gè)不同的大亞基聚合酶都有兩個(gè)不同的大亞基和十幾個(gè)小亞基和十幾個(gè)小亞基.RNA聚合酶聚合酶由由12個(gè)亞基組成，其最大的亞基稱(chēng)個(gè)亞基組成，其最大的亞基稱(chēng)為為RBP1。RNA聚合酶聚合酶最大亞基的羧基末端有一段共有序最大亞基

20、的羧基末端有一段共有序列列(consensussequence)為為T(mén)yr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser的重復(fù)序列片段，稱(chēng)為的重復(fù)序列片段，稱(chēng)為羧基末端結(jié)構(gòu)域羧基末端結(jié)構(gòu)域(carboxyl-terminaldomain,CTD)。CTD對(duì)于維對(duì)于維持細(xì)胞的活性是必需的。持細(xì)胞的活性是必需的。目錄目錄二、轉(zhuǎn)錄起始需要啟動(dòng)子二、轉(zhuǎn)錄起始需要啟動(dòng)子、RNA聚合酶聚合酶和轉(zhuǎn)錄因子的參與和轉(zhuǎn)錄因子的參與（一）轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段具有啟動(dòng)子核心（一）轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段具有啟動(dòng)子核心序列序列 不同物種、不同細(xì)胞或不同的基因，轉(zhuǎn)錄起始不同物種、不同細(xì)胞或不同的基因，轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游可以有不

21、同的點(diǎn)上游可以有不同的DNA序列，但這些序列都序列，但這些序列都可統(tǒng)稱(chēng)為可統(tǒng)稱(chēng)為順式作用元件順式作用元件(cis-actingelement)。目錄目錄n一個(gè)典型的真核生物基因上游序列一個(gè)典型的真核生物基因上游序列:53調(diào)控序列調(diào)控序列TATA盒盒InrYYANYYTA-30+1TATAAA目錄目錄順式作用元件包括啟動(dòng)子、啟動(dòng)子上游元件順式作用元件包括啟動(dòng)子、啟動(dòng)子上游元件(upstreampromoterelements)或或promoter-proximalelements)等近端調(diào)控元件和增強(qiáng)子等近端調(diào)控元件和增強(qiáng)子(enhancer)等遠(yuǎn)隔序列。等遠(yuǎn)隔序列。起始點(diǎn)上游多數(shù)有共同的起始點(diǎn)

22、上游多數(shù)有共同的TATA序列，稱(chēng)為序列，稱(chēng)為Hognest盒或盒或TATA盒盒(TATAbox)。通常認(rèn)為這。通常認(rèn)為這就是就是啟動(dòng)子的核心序列啟動(dòng)子的核心序列。目錄目錄許多許多RNA聚合酶聚合酶II識(shí)別的啟動(dòng)子具有保守的共有識(shí)別的啟動(dòng)子具有保守的共有序列：位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)附近的起始子序列：位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)附近的起始子(intiator，Inr)。啟動(dòng)子上游元件啟動(dòng)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，多在轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)約多在轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)約-40-100nt的位置，比較常見(jiàn)的位置，比較常見(jiàn)的是的是GC盒和盒和CAAT盒。盒。增強(qiáng)子增強(qiáng)子是能夠結(jié)合特異基因調(diào)節(jié)蛋白，是能夠結(jié)合特異

23、基因調(diào)節(jié)蛋白，促進(jìn)鄰近促進(jìn)鄰近或遠(yuǎn)隔特定基因表達(dá)的或遠(yuǎn)隔特定基因表達(dá)的DNA序列。序列。目錄目錄轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)TATA盒盒CAAT盒盒GC盒盒增強(qiáng)子增強(qiáng)子n順式作用元件順式作用元件(cis-actingelement)AATAAA切離加尾切離加尾轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)修飾點(diǎn)修飾點(diǎn)外顯子外顯子翻譯起始點(diǎn)翻譯起始點(diǎn)內(nèi)內(nèi)含含子子 OCT-1OCT-1：ATTTGCAT八聚體八聚體目錄目錄n真核生物真核生物RNA聚合酶聚合酶轉(zhuǎn)錄的基因及其轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄的基因及其轉(zhuǎn)錄起始上游序列起始上游序列目錄目錄（二）（二）轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子能直接、間接辨認(rèn)和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段能直接、間接辨認(rèn)和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段DNA的的蛋

24、白質(zhì)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種，統(tǒng)稱(chēng)為蛋白質(zhì)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種，統(tǒng)稱(chēng)為反式作用因反式作用因子子(trans-actingfactors)。反式作用因子中，直接或間接結(jié)合反式作用因子中，直接或間接結(jié)合RNA聚合酶聚合酶的，則稱(chēng)為的，則稱(chēng)為轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子(transcriptionalfactors,TF)。參與參與RNA-pol轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄的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促進(jìn)促進(jìn)RNA-pol結(jié)合及作結(jié)合及作為其他因子結(jié)合的橋梁為其他因子結(jié)合的橋梁33TFB穩(wěn)定穩(wěn)定TFD-DNA復(fù)合物復(fù)合物12，19，35TFA

25、輔助輔助TBP-DNA結(jié)合結(jié)合TAF*結(jié)合結(jié)合TATA盒盒TBP*38TFD功功能能亞基組成，分子量亞基組成，分子量(kD)轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子蛋白激酶活性，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促進(jìn)促進(jìn)RNA-pol結(jié)合及作結(jié)合及作為其他因子結(jié)合的橋梁為其他因子結(jié)合的橋梁33TFB穩(wěn)定穩(wěn)定TFD-DNA復(fù)合物復(fù)合物12，19，35TFA輔助輔助TBP-DNA結(jié)合結(jié)合TAF*結(jié)合結(jié)合TATA盒盒TBP*38TFD功功能能亞基組成，分子量亞基組成，分子量(kD)轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子目錄目錄RNA聚合酶聚合酶II與啟動(dòng)子的結(jié)合、啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄

26、需要多與啟動(dòng)子的結(jié)合、啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄需要多種蛋白質(zhì)因子的協(xié)同作用。通常包括：可誘導(dǎo)因種蛋白質(zhì)因子的協(xié)同作用。通常包括：可誘導(dǎo)因子或上游因子與增強(qiáng)子或啟動(dòng)子上游元件的結(jié)合；子或上游因子與增強(qiáng)子或啟動(dòng)子上游元件的結(jié)合；通用轉(zhuǎn)錄因子在啟動(dòng)子處的組裝；輔激活因子和通用轉(zhuǎn)錄因子在啟動(dòng)子處的組裝；輔激活因子和/或中介子在通用轉(zhuǎn)錄因子或中介子在通用轉(zhuǎn)錄因子/RNA聚合酶聚合酶II復(fù)合物與復(fù)合物與可誘導(dǎo)因子、上游因子之間的輔助和中介作用?？烧T導(dǎo)因子、上游因子之間的輔助和中介作用。因子和因子之間互相辨認(rèn)、結(jié)合，以準(zhǔn)確地控制因子和因子之間互相辨認(rèn)、結(jié)合，以準(zhǔn)確地控制基因是否轉(zhuǎn)錄、何時(shí)轉(zhuǎn)錄?；蚴欠褶D(zhuǎn)錄、何時(shí)轉(zhuǎn)錄。目錄目

27、錄型基因中的四類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子型基因中的四類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子具體組分具體組分 結(jié)合序列結(jié)合序列 功能功能 基本組分基本組分 TBP,TFA,B,E,G,F和和HTBP結(jié)合結(jié)合TATA盒盒轉(zhuǎn)錄起始定位；轉(zhuǎn)錄起始定位；轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄起始和延長(zhǎng)錄起始和延長(zhǎng)輔激活因子輔激活因子 TAFs和中介和中介子子在可誘導(dǎo)因子和上游在可誘導(dǎo)因子和上游因子與基本轉(zhuǎn)錄因子、因子與基本轉(zhuǎn)錄因子、RNA聚合酶結(jié)合中聚合酶結(jié)合中起聯(lián)結(jié)和中介作用起聯(lián)結(jié)和中介作用上游因子上游因子 SP1、ATF、CTF等等啟動(dòng)子上游啟動(dòng)子上游元件元件協(xié)助基本轉(zhuǎn)錄因子，協(xié)助基本轉(zhuǎn)錄因子，提高轉(zhuǎn)錄效率和專(zhuān)一提高轉(zhuǎn)錄效率和專(zhuān)一性性可誘導(dǎo)因子可誘導(dǎo)因子 如

28、如MyoD、HIF-1等等增強(qiáng)子等遠(yuǎn)增強(qiáng)子等遠(yuǎn)隔調(diào)控序列隔調(diào)控序列時(shí)間和空間（組織）時(shí)間和空間（組織）特異性地調(diào)控轉(zhuǎn)錄特異性地調(diào)控轉(zhuǎn)錄目錄目錄（三）（三）轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物真核生物真核生物RNA-pol不與不與DNA分子直接結(jié)合，分子直接結(jié)合，而需依靠眾多的轉(zhuǎn)錄因子，形成而需依靠眾多的轉(zhuǎn)錄因子，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物(pre-initiationcomplex,PIC)。目錄目錄nPIC的形成的形成目錄目錄目錄目錄（四）少數(shù)幾個(gè)反式作用因子的搭配啟動(dòng)特定（四）少數(shù)幾個(gè)反式作用因子的搭配啟動(dòng)特定基因的轉(zhuǎn)錄基因的轉(zhuǎn)錄為了保證轉(zhuǎn)錄的準(zhǔn)確性，不同基因需不同轉(zhuǎn)錄為了保證轉(zhuǎn)錄的準(zhǔn)確

29、性，不同基因需不同轉(zhuǎn)錄因子。因子。拼板理論拼板理論(piecingtheory)：少數(shù)幾個(gè)反式作用少數(shù)幾個(gè)反式作用因子（主要是可誘導(dǎo)因子和上游因子）之間互因子（主要是可誘導(dǎo)因子和上游因子）之間互相作用，再與基本轉(zhuǎn)錄因子、相作用，再與基本轉(zhuǎn)錄因子、RNA聚合酶搭聚合酶搭配而有針對(duì)性地結(jié)合、轉(zhuǎn)錄相應(yīng)的基因。可誘配而有針對(duì)性地結(jié)合、轉(zhuǎn)錄相應(yīng)的基因?？烧T導(dǎo)因子和上游因子常常通過(guò)輔激活因子或中介導(dǎo)因子和上游因子常常通過(guò)輔激活因子或中介子與基本轉(zhuǎn)錄因子、子與基本轉(zhuǎn)錄因子、RNA聚合酶結(jié)合，但有聚合酶結(jié)合，但有時(shí)也可直接與基本轉(zhuǎn)錄因子、時(shí)也可直接與基本轉(zhuǎn)錄因子、RNA聚合酶結(jié)聚合酶結(jié)合。合。目錄目錄三三、真

30、核生物轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程中沒(méi)有、真核生物轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程中沒(méi)有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象真核生物轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程與原核生物大致相似，真核生物轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程與原核生物大致相似，但因有核膜相隔，沒(méi)有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象。但因有核膜相隔，沒(méi)有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象。RNA-pol前移處處都遇上核小體。前移處處都遇上核小體。轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程中可以觀察到核小體移位和解聚轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程中可以觀察到核小體移位和解聚現(xiàn)象。現(xiàn)象。RNA-PolRNA-PolRNA-Pol核小體核小體轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄延延長(zhǎng)長(zhǎng)中中的的核核小小體體移移位位轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向目錄目錄四、真核生物的轉(zhuǎn)錄終止和加尾修飾四、真核生物的轉(zhuǎn)錄終止和加尾修飾同時(shí)進(jìn)行

31、同時(shí)進(jìn)行真核生物的轉(zhuǎn)錄終止，是和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相真核生物的轉(zhuǎn)錄終止，是和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)的。關(guān)的。真核生物真核生物mRNA有聚腺苷酸有聚腺苷酸(polyA)尾巴結(jié)構(gòu)，尾巴結(jié)構(gòu)，是轉(zhuǎn)錄后才加進(jìn)去的。是轉(zhuǎn)錄后才加進(jìn)去的。轉(zhuǎn)錄不是在轉(zhuǎn)錄不是在polyA的位置上終止，而是超出數(shù)的位置上終止，而是超出數(shù)百個(gè)乃至上千個(gè)核苷酸后才停頓。已發(fā)現(xiàn)，在百個(gè)乃至上千個(gè)核苷酸后才停頓。已發(fā)現(xiàn)，在讀碼框架的下游，常有一組共同序列讀碼框架的下游，常有一組共同序列AATAAA，再下游還有相當(dāng)多的再下游還有相當(dāng)多的GT序列。這些序列稱(chēng)為序列。這些序列稱(chēng)為轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)。目錄目錄n真核生物的轉(zhuǎn)錄終止及加尾修

32、飾真核生物的轉(zhuǎn)錄終止及加尾修飾目錄目錄真核生物真核生物RNA的加工的加工Post-transcriptional Modification of Eukaryotic RNA第四節(jié)第四節(jié)目錄目錄真核生物轉(zhuǎn)錄生成的真核生物轉(zhuǎn)錄生成的RNA分子是初級(jí)分子是初級(jí)RNA轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄物錄物(primaryRNAtranscript)，幾乎所有的初，幾乎所有的初級(jí)級(jí)RNA轉(zhuǎn)錄物都要經(jīng)過(guò)加工，才能成為具有功轉(zhuǎn)錄物都要經(jīng)過(guò)加工，才能成為具有功能的成熟的能的成熟的RNA。加工主要在細(xì)胞核中進(jìn)行。加工主要在細(xì)胞核中進(jìn)行。目錄目錄n幾種主要的修飾方式：幾種主要的修飾方式：1.剪接剪接(splicing)2.剪切剪切(cl

33、eavage)3.修飾修飾(modification)4.添加添加(addition)目錄目錄一、真核生物一、真核生物mRNA的加工包括的加工包括首、尾修飾和剪接首、尾修飾和剪接（一）前體（一）前體mRNA在在5-末端加入末端加入“帽帽”結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)大多數(shù)真核大多數(shù)真核mRNA的的5-末端有末端有7-甲基鳥(niǎo)嘌呤甲基鳥(niǎo)嘌呤的帽結(jié)構(gòu)。的帽結(jié)構(gòu)。這個(gè)真核這個(gè)真核mRNA加工過(guò)程的起始步驟由兩種加工過(guò)程的起始步驟由兩種酶，酶，加帽酶加帽酶(cappingenzyme)和和甲基轉(zhuǎn)移酶甲基轉(zhuǎn)移酶(methyltransferase)催化完成。催化完成。目錄目錄n帽子結(jié)構(gòu)：帽子結(jié)構(gòu)：目錄目錄5 pppGp5 G

34、pppGppppGppi鳥(niǎo)苷酸鳥(niǎo)苷酸轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶5 m7GpppGp甲基轉(zhuǎn)移酶甲基轉(zhuǎn)移酶SAMn帽子結(jié)構(gòu)的生成過(guò)程：帽子結(jié)構(gòu)的生成過(guò)程：5 ppGp磷酸酶磷酸酶Pi目錄目錄目錄目錄n帽子結(jié)構(gòu)的意義：帽子結(jié)構(gòu)的意義：可以使可以使mRNA免遭核酸酶的攻擊；免遭核酸酶的攻擊；也能與帽結(jié)合蛋白質(zhì)復(fù)合體也能與帽結(jié)合蛋白質(zhì)復(fù)合體(cap-bindingcomplexofprotein)結(jié)合，并參與結(jié)合，并參與mRNA和核和核糖體的結(jié)合，啟動(dòng)蛋白質(zhì)的生物合成。糖體的結(jié)合，啟動(dòng)蛋白質(zhì)的生物合成。目錄目錄（二）前體（二）前體mRNA在在3端特異位點(diǎn)斷裂并加上端特異位點(diǎn)斷裂并加上多聚腺苷酸尾多聚腺苷酸尾1.hnR

35、NA 和和 snRNA 核內(nèi)的初級(jí)核內(nèi)的初級(jí)mRNA稱(chēng)為稱(chēng)為雜化核雜化核RNA(hetero-nuclearRNA,hnRNA)snRNA(smallnuclearRNA)核內(nèi)的蛋白質(zhì)核內(nèi)的蛋白質(zhì)小分子核糖核酸蛋白體小分子核糖核酸蛋白體（并接體（并接體,splicesome）snRNA目錄目錄尾部修飾是和轉(zhuǎn)錄終止同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程。尾部修飾是和轉(zhuǎn)錄終止同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程。polyA的有無(wú)與長(zhǎng)短，是維持的有無(wú)與長(zhǎng)短，是維持mRNA作為翻譯模作為翻譯模板的活性，以及增加板的活性，以及增加mRNA本身穩(wěn)定性的因素。本身穩(wěn)定性的因素。一般真核生物在胞漿內(nèi)出現(xiàn)的一般真核生物在胞漿內(nèi)出現(xiàn)的mRNA，其，其poly

36、A長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為100至至200個(gè)核苷酸之間，也有少數(shù)例外。個(gè)核苷酸之間，也有少數(shù)例外。前體前體mRNA分子的斷裂和加多聚腺苷酸尾是多分子的斷裂和加多聚腺苷酸尾是多步驟過(guò)程。步驟過(guò)程。AAUAAAG/U53Poly(A)信號(hào)信號(hào)Poly(A)位點(diǎn)位點(diǎn)mRNACPSFG/U53CPSFCFI,CFII,CStFCPSFCStFCFICFIIPAPCPSFCStFCFICFIIPAPATPG/UPPPiCFIICFICStF慢速多腺苷酸化慢速多腺苷酸化PABCPSFAAAAAAAAAAOHPAPATPPPiPAB快速快速多腺苷酸化多腺苷酸化CPSFAAAAAAAAAA AAAAAAAAAAHOAAA

37、AAAAAAAPAPCPSFAAAAAAAAAAOHPAP目錄目錄真核生物結(jié)構(gòu)基因，由若干個(gè)編碼區(qū)和非真核生物結(jié)構(gòu)基因，由若干個(gè)編碼區(qū)和非編碼區(qū)互相間隔開(kāi)但又連續(xù)鑲嵌而成，去除非編碼區(qū)互相間隔開(kāi)但又連續(xù)鑲嵌而成，去除非編碼區(qū)再連接后，可翻譯出由連續(xù)氨基酸組成編碼區(qū)再連接后，可翻譯出由連續(xù)氨基酸組成的完整蛋白質(zhì)，這些基因稱(chēng)為斷裂基因。的完整蛋白質(zhì)，這些基因稱(chēng)為斷裂基因。斷裂基因斷裂基因(splitegene)CABD編碼區(qū)編碼區(qū)A、B、C、D非編碼區(qū)非編碼區(qū)目錄目錄2.外顯子外顯子(exon)和內(nèi)含子和內(nèi)含子(intron)外顯子：外顯子：在斷裂基因及其初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出在斷裂基因及其初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物

38、上出現(xiàn)，并表達(dá)為成熟現(xiàn)，并表達(dá)為成熟RNA的核酸序列。的核酸序列。內(nèi)含子：內(nèi)含子：隔斷基因的線(xiàn)性表達(dá)而在剪接過(guò)程隔斷基因的線(xiàn)性表達(dá)而在剪接過(guò)程中被除去的核酸序列。中被除去的核酸序列。雞卵清蛋白雞卵清蛋白基因基因hnRNA首、尾修飾首、尾修飾hnRNA剪接剪接成熟的成熟的mRNA雞雞卵卵清清蛋蛋白白基基因因及及其其轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄、錄、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄后后修修飾飾目錄目錄雞卵清蛋白成熟雞卵清蛋白成熟mRNA與與DNA雜交電鏡圖雜交電鏡圖DNAmRNA目錄目錄3.內(nèi)含子的分類(lèi)內(nèi)含子的分類(lèi)根據(jù)基因的類(lèi)型和剪接的方式，通常把根據(jù)基因的類(lèi)型和剪接的方式，通常把內(nèi)含子分為內(nèi)含子分為4 4類(lèi)：類(lèi)：I I：主要存在于線(xiàn)粒體、葉

39、綠體及某些低等真核生物主要存在于線(xiàn)粒體、葉綠體及某些低等真核生物的的 rRNA基因；基因；II II：也發(fā)現(xiàn)于線(xiàn)粒體、葉綠體，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是也發(fā)現(xiàn)于線(xiàn)粒體、葉綠體，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是mRNA；IIIIII：是常見(jiàn)的形成套索結(jié)構(gòu)后剪接，大多數(shù)是常見(jiàn)的形成套索結(jié)構(gòu)后剪接，大多數(shù)mRNA基因有此類(lèi)內(nèi)含子；基因有此類(lèi)內(nèi)含子；IVIV：是是tRNA基因及其初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中的內(nèi)含子，剪基因及其初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中的內(nèi)含子，剪接過(guò)程需酶及接過(guò)程需酶及ATP。目錄目錄4.mRNA的剪接的剪接 除去除去hnRNAhnRNA中的內(nèi)含子，將外顯子連接。中的內(nèi)含子，將外顯子連接。snRNP與與hnRNA結(jié)合成為并接體結(jié)合成為并接體目錄目

40、錄UACUACA-AGUGU4U5U6E1E2U1U2UACUACA-AGUGU6E1E2U1、U4、U5pG-OH(ppG-OH,pppG-OH)U-OHGpUpGpA第一次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)第一次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)第二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)第二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)UpAGpU外顯子外顯子1內(nèi)含子內(nèi)含子外顯子外顯子2G-OHUpUpGpA剪接過(guò)程的二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)剪接過(guò)程的二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)(twicetransesterification)目錄目錄 RNA編輯作用說(shuō)明，基因的編碼序列經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄后加工，是可有多用途分化的，因此也稱(chēng)為分化加工(differential RNA processing)。5.mRNA的編輯的編輯(mRNAeditin

41、g)人類(lèi)人類(lèi)apoB基因基因mRNA（14500個(gè)核苷酸）個(gè)核苷酸）肝臟肝臟apoB100（分子量為（分子量為500000）腸道細(xì)胞腸道細(xì)胞apoB48（分子量為（分子量為240000）mRNA編輯編輯目錄目錄二、二、tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工的轉(zhuǎn)錄后加工tRNA前體前體RNA pol TGGCNNAGTGCGGTTCGANNCCDNARNAaseP、內(nèi)切酶內(nèi)切酶tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶、核苷酸轉(zhuǎn)移酶、連接酶連接酶ATPADP堿基修飾堿基修飾（2）還原反應(yīng)）還原反應(yīng)如：如：UDHU（3）核苷內(nèi)的轉(zhuǎn)位反應(yīng)）核苷內(nèi)的轉(zhuǎn)位反應(yīng)如：如：U（4）脫氨反應(yīng)）脫氨反應(yīng)如：如：AI如：如：AAm（1）甲基化）甲基化（1

42、 1）（1 1）（3 3）（2 2）（4 4）目錄目錄三、三、rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工的轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄45S-rRNA剪接剪接18S-rRNA5.8S和和28S-rRNArDNA內(nèi)含子內(nèi)含子內(nèi)含子內(nèi)含子28S5.8S18S目錄目錄四、核四、核酶酶具有酶促活性的具有酶促活性的RNA稱(chēng)為核酶。稱(chēng)為核酶。核酶核酶(ribozyme)目錄目錄四膜蟲(chóng)四膜蟲(chóng)rRNA內(nèi)含子的二級(jí)結(jié)構(gòu)內(nèi)含子的二級(jí)結(jié)構(gòu)四膜蟲(chóng)四膜蟲(chóng)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錄目錄最簡(jiǎn)單的核酶二級(jí)結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的核酶二級(jí)結(jié)構(gòu)槌頭狀結(jié)構(gòu)槌頭狀結(jié)構(gòu)(hammerheadstructure)底物部分底物部分通常為通常為60個(gè)核苷酸左右個(gè)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組催化部份和底物部份組成錘頭結(jié)構(gòu)成錘頭結(jié)構(gòu)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。目錄目錄核酶研究的意義核酶研究的意義核酶的發(fā)現(xiàn)，對(duì)中心法則作了重要補(bǔ)充；核酶的發(fā)現(xiàn)是對(duì)傳統(tǒng)酶學(xué)的挑戰(zhàn)；利用核酶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合成人工核酶。目錄目錄人工設(shè)計(jì)的核酶人工設(shè)計(jì)的核酶粗線(xiàn)表示合成的核酸分子粗線(xiàn)表示合成的核酸分子細(xì)線(xiàn)表示天然的核酸分子細(xì)線(xiàn)表示天然的核酸分子X(jué)表示一致性序列表示一致性序列箭頭表示切斷點(diǎn)箭頭表示切斷點(diǎn)