分子生物學(xué)學(xué)習(xí)課件：第四部分RNA的生物合成

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1、目目 錄錄目目 錄錄1 第十七章第十七章 RNA的合成的合成 RNA Synthesis 目目 錄錄目目 錄錄2第一節(jié)第一節(jié) RNA合成概述合成概述RNA Synthesis Overview目目 錄錄目目 錄錄3 RNA合成合成(RNA synthesis)是以是以DNA或或RNA單鏈單鏈為模板，以核糖核苷三磷酸為模板，以核糖核苷三磷酸（NTP）為原料，為原料，由酶催化合成由酶催化合成RNA分子的過(guò)程。分子的過(guò)程。 RNA合成包括合成包括轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄和和RNA的復(fù)制。的復(fù)制。目目 錄錄一、一、RNA合成的兩種方式合成的兩種方式1. DNA依賴的依賴的RNA合成合成 DNA RNA前體前體 成熟成

2、熟RNA2. RNA依賴的依賴的RNA合成合成 RNA RNA轉(zhuǎn)錄加工復(fù)制目目 錄錄 轉(zhuǎn)錄是一種轉(zhuǎn)錄是一種DNA依賴的依賴的RNA合成合成(DNA-dependent RNA synthesis)，以一段，以一段DNA單鏈為模板，單鏈為模板，NTP為原料，在為原料，在DNA依賴的依賴的RNA聚合酶催化下按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合聚合酶催化下按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成成RNA的過(guò)程。是生物體的過(guò)程。是生物體RNA合成的主要方式。合成的主要方式。 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物包括信使轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物包括信使RNA、轉(zhuǎn)運(yùn)、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA、核糖體、核糖體RNA以及以及具具有各種特殊功能的小有各種特殊功能的小RNA(small RNA)。

3、轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄的RNA產(chǎn)物通常要經(jīng)過(guò)一系列加工和修飾才能成為成產(chǎn)物通常要經(jīng)過(guò)一系列加工和修飾才能成為成熟的熟的RNA分子。分子。1.轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄(transcription) 目目 錄錄 一些一些RNA病毒只有病毒只有RNA基因組，即其基因組完全由基因組，即其基因組完全由RNA構(gòu)成的，不含構(gòu)成的，不含DNA，它們?cè)谒拗骷?xì)胞中是以病，它們?cè)谒拗骷?xì)胞中是以病毒的單鏈毒的單鏈RNA為模板合成為模板合成RNA，這種，這種RNA合成方式合成方式稱為稱為RNA復(fù)制復(fù)制(RNA replication)，是一種是一種RNA依賴依賴的的RNA合成合成(RNA-dependent RNA synthesis)。2.RN

4、A復(fù)制復(fù)制(RNA replication)目目 錄錄u基因組中能基因組中能轉(zhuǎn)錄出轉(zhuǎn)錄出RNA的的DNA區(qū)段，稱為區(qū)段，稱為結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因(structural gene)。u結(jié)構(gòu)基因的兩股結(jié)構(gòu)基因的兩股DNA鏈中，作為模板轉(zhuǎn)錄出鏈中，作為模板轉(zhuǎn)錄出RNA的那一的那一股鏈，稱為股鏈，稱為模板鏈模板鏈(template strand)（也叫正義鏈）（也叫正義鏈）。u與模板鏈互補(bǔ)的另一條鏈，其編碼區(qū)的堿基序列與該基因與模板鏈互補(bǔ)的另一條鏈，其編碼區(qū)的堿基序列與該基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA的序列基本相同（僅的序列基本相同（僅T代替代替U），稱為），稱為編編碼鏈碼鏈(coding strand)（

5、也叫反義鏈）（也叫反義鏈）。 二、二、DNA依賴的依賴的RNA合成是不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄合成是不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄不一定非要是不一定非要是mRNA目目 錄錄目目 錄錄不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄(asymmetric transcription)轉(zhuǎn)錄對(duì)轉(zhuǎn)錄對(duì)DNA鏈的選擇性鏈的選擇性 u 在在DNA分子雙鏈上某一區(qū)段，一股鏈用作分子雙鏈上某一區(qū)段，一股鏈用作 模板指引轉(zhuǎn)錄，另一股鏈不轉(zhuǎn)錄模板指引轉(zhuǎn)錄，另一股鏈不轉(zhuǎn)錄 ；u 模板鏈并非永遠(yuǎn)在同一條單鏈上。模板鏈并非永遠(yuǎn)在同一條單鏈上。目目 錄錄 RNA鏈的轉(zhuǎn)錄，起始于鏈的轉(zhuǎn)錄，起始于DNA模板的一個(gè)特定位點(diǎn)，模板的一個(gè)特定位點(diǎn)，并在另一位點(diǎn)終止，此轉(zhuǎn)錄區(qū)域稱為一個(gè)并在另一位

6、點(diǎn)終止，此轉(zhuǎn)錄區(qū)域稱為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位轉(zhuǎn)錄單位( (transcriptional unit) )。 在在真核細(xì)胞真核細(xì)胞中，一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位通常是單個(gè)基因，中，一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位通常是單個(gè)基因，由一個(gè)結(jié)構(gòu)基因和相應(yīng)的順式調(diào)控元件組成，其轉(zhuǎn)由一個(gè)結(jié)構(gòu)基因和相應(yīng)的順式調(diào)控元件組成，其轉(zhuǎn)錄初級(jí)產(chǎn)物是錄初級(jí)產(chǎn)物是單順?lè)醋訂雾樂(lè)醋? (monocistron) )。 在在原核細(xì)胞原核細(xì)胞中一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位是由多個(gè)連續(xù)的基中一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位是由多個(gè)連續(xù)的基因組成，其轉(zhuǎn)錄初級(jí)產(chǎn)物是因組成，其轉(zhuǎn)錄初級(jí)產(chǎn)物是多順?lè)醋佣囗樂(lè)醋? (polycistron）。因此，單因此，單/順?lè)醋佣柬樂(lè)醋佣际鞘莔RNA！目目 錄錄 轉(zhuǎn)錄起始的信號(hào)是

7、由位于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游的一轉(zhuǎn)錄起始的信號(hào)是由位于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游的一段特殊序列段特殊序列啟動(dòng)子（啟動(dòng)子（promoter）所控制的，所控制的，通過(guò)通過(guò)RNA聚合酶對(duì)啟動(dòng)子的特異識(shí)別和結(jié)合來(lái)啟聚合酶對(duì)啟動(dòng)子的特異識(shí)別和結(jié)合來(lái)啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。動(dòng)轉(zhuǎn)錄。 轉(zhuǎn)錄的終止由轉(zhuǎn)錄的終止由DNA上的上的終止子終止子( (terminator)控制?？刂啤＞幋a蛋白質(zhì)或編碼蛋白質(zhì)或RNA序列的結(jié)構(gòu)基因與指導(dǎo)轉(zhuǎn)錄起序列的結(jié)構(gòu)基因與指導(dǎo)轉(zhuǎn)錄起始的啟動(dòng)子和指導(dǎo)轉(zhuǎn)錄終止的終止子共同組成始的啟動(dòng)子和指導(dǎo)轉(zhuǎn)錄終止的終止子共同組成轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄單位錄單位。目目 錄錄DNA依賴的依賴的RNA合成合成 DNA-Dependent RNA Synt

8、hesis 第二節(jié)第二節(jié)目目 錄錄原料原料: NTP (ATP、UTP、GTP、CTP) 模板模板: DNA酶酶: RNA聚合酶聚合酶(RNA polymerase, RNA-pol)其他蛋白質(zhì)因子與無(wú)機(jī)離子（如其他蛋白質(zhì)因子與無(wú)機(jī)離子（如Mg2+，Zn2+ ） 依賴依賴DNA的的RNA合成合成（轉(zhuǎn)錄）轉(zhuǎn)錄） RNA轉(zhuǎn)錄體系的組成：轉(zhuǎn)錄體系的組成：目目 錄錄 RNA合成方向?yàn)楹铣煞较驗(yàn)?3。 轉(zhuǎn)錄的過(guò)程分起始、延長(zhǎng)、終止轉(zhuǎn)錄的過(guò)程分起始、延長(zhǎng)、終止3階段，轉(zhuǎn)錄起始階段，轉(zhuǎn)錄起始又分為又分為RNA聚合酶及轉(zhuǎn)錄相關(guān)蛋白因子與聚合酶及轉(zhuǎn)錄相關(guān)蛋白因子與DNA的的結(jié)合階段和結(jié)合階段和RNA合成階段。合

9、成階段。 轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的相似點(diǎn)轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的相似點(diǎn) 模板均為模板均為DNA 延長(zhǎng)機(jī)理都是形成磷酸二酯鍵延長(zhǎng)機(jī)理都是形成磷酸二酯鍵 方向均為方向均為53目目 錄錄復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄模板模板原料原料酶酶產(chǎn)物產(chǎn)物配對(duì)配對(duì)兩股鏈均復(fù)制兩股鏈均復(fù)制 模板鏈轉(zhuǎn)錄（模板鏈轉(zhuǎn)錄（不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄） dNTP NTPDNA 聚合酶聚合酶 RNA 聚合酶聚合酶子代雙鏈子代雙鏈DNA（半保留復(fù)制）（半保留復(fù)制）mRNA, tRNA, rRNA A-T G-C A-U T-A G-C引物引物需要需要目目 錄錄（一）（一）RNA聚合酶不需要引物能直接啟動(dòng)聚合酶不需要引物能直接啟動(dòng)RNA鏈的

10、鏈的 合成合成 （二）原核生物只有一種（二）原核生物只有一種RNA聚合酶聚合酶（三）真核生物有三種（三）真核生物有三種RNA聚合酶聚合酶目目 錄錄RNA聚合酶通過(guò)在聚合酶通過(guò)在RNA的的3-羥基端加羥基端加入核苷酸延長(zhǎng)入核苷酸延長(zhǎng)RNA鏈，從鏈，從5到到3方向合方向合成成 R N A ， 與 雙 鏈與 雙 鏈DNA結(jié)合時(shí)活性最結(jié)合時(shí)活性最高高，且需要，且需要Mg2+，Zn2+ 。(NMP)n + NTP (NMP)n+1 + PPi RNA 延長(zhǎng)的延長(zhǎng)的RNA總的反應(yīng)可以表示為：總的反應(yīng)可以表示為：最不穩(wěn)定的堿最不穩(wěn)定的堿基配對(duì)：基配對(duì)：rU-dA目目 錄錄目目 錄錄核心酶核心酶(core e

11、nzyme)全酶全酶(holoenzyme) 大腸桿菌大腸桿菌RNA聚合酶聚合酶 （二）原核生物只有一種（二）原核生物只有一種RNA聚合酶聚合酶 亞基與全酶結(jié)合疏松易脫離。亞基與全酶結(jié)合疏松易脫離。作用是作用是識(shí)別啟動(dòng)子、識(shí)別啟動(dòng)子、啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，并參與啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，并參與RNA聚聚合酶與其它調(diào)節(jié)因子的相互作用，也可合酶與其它調(diào)節(jié)因子的相互作用，也可控制轉(zhuǎn)錄速率控制轉(zhuǎn)錄速率核心酶的作用是核心酶的作用是延長(zhǎng)延長(zhǎng)RNA鏈鏈 目目 錄錄目目 錄錄 催化合成催化合成mRNA、tRNA和和rRNA 亞基參與亞基參與 亞基的功能主要是結(jié)合底物三磷酸核苷亞基的功能主要是結(jié)合底物三磷酸核苷NTP（） 的功能是與的功能

12、是與 亞基的功能是亞基的功能是 RNA聚合酶聚合酶缺乏校讀缺乏校讀(proofreading)功能，雖然錯(cuò)誤多，功能，雖然錯(cuò)誤多，但對(duì)細(xì)胞的影響小。但對(duì)細(xì)胞的影響小。 有證據(jù)表明，大腸桿菌有證據(jù)表明，大腸桿菌RNA聚合酶還有第五種亞基（聚合酶還有第五種亞基（亞亞基）存在，其功能不詳基）存在，其功能不詳 原核生物原核生物RNA聚合酶的功能聚合酶的功能利福霉素可特異性結(jié)合利福霉素可特異性結(jié)合-亞基，阻止轉(zhuǎn)亞基，阻止轉(zhuǎn)錄起始，臨床上作為抗結(jié)核桿菌藥物錄起始，臨床上作為抗結(jié)核桿菌藥物目目 錄錄種類種類 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 45S-rRNAhnRNA5S-rRNAtRNAsnRNA對(duì)對(duì)-鵝膏蕈堿鵝膏蕈堿

13、的反應(yīng)的反應(yīng) 耐受耐受極敏感極敏感中度敏感中度敏感目目 錄錄目目 錄錄 所有真核生物的所有真核生物的RNA聚合酶都有聚合酶都有兩個(gè)不同的大兩個(gè)不同的大亞基亞基和和十幾個(gè)小亞基十幾個(gè)小亞基。 3種真核生物種真核生物RNA聚合酶都有核心亞基，與大聚合酶都有核心亞基，與大腸桿菌腸桿菌RNA聚合酶的核心亞基序列有同源性。聚合酶的核心亞基序列有同源性。u 如最大亞基如最大亞基RBP1與與亞基同源亞基同源u 次大亞基次大亞基RBP2與與亞基同源亞基同源 3種真核生物種真核生物RNA還還共有共有4種種5個(gè)小亞基。個(gè)小亞基。 此外，每種真核生物此外，每種真核生物RNA聚合酶還聚合酶還各自含有各自含有57個(gè)特有

14、小亞基。個(gè)特有小亞基。目目 錄錄目目 錄錄羧基末端結(jié)構(gòu)域羧基末端結(jié)構(gòu)域 (carboxyl-terminal domain, CTD)RNA聚合酶聚合酶最大亞基的羧基末端有一段由共有序列最大亞基的羧基末端有一段由共有序列為為Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser的重復(fù)序列構(gòu)成的片段。的重復(fù)序列構(gòu)成的片段。 這一序列在這一序列在RNA 聚合酶聚合酶中是獨(dú)一無(wú)二的中是獨(dú)一無(wú)二的 所有真核生物的所有真核生物的RNA聚合酶聚合酶都具有都具有CTD，只是共有，只是共有序列的重復(fù)程度不同序列的重復(fù)程度不同 去磷酸化的去磷酸化的CTD在轉(zhuǎn)錄起始中發(fā)揮作用，當(dāng)在轉(zhuǎn)錄起始中發(fā)揮作用，當(dāng)RNA聚合

15、聚合酶酶啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄離開(kāi)啟動(dòng)子后，啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄離開(kāi)啟動(dòng)子后，CTD被磷酸化被磷酸化含羥基多！含羥基多！目目 錄錄目目 錄錄二、二、RNA聚合酶通過(guò)結(jié)合啟動(dòng)子啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄聚合酶通過(guò)結(jié)合啟動(dòng)子啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄（一）原核（一）原核RNA聚合酶全酶通過(guò)聚合酶全酶通過(guò)識(shí)別轉(zhuǎn)錄識(shí)別轉(zhuǎn)錄 起始點(diǎn)并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄：DNA模板鏈開(kāi)始轉(zhuǎn)錄的特殊部位。從這開(kāi)始順模板鏈開(kāi)始轉(zhuǎn)錄的特殊部位。從這開(kāi)始順轉(zhuǎn)錄方向的區(qū)域稱為下游；反向區(qū)域，稱為上游。轉(zhuǎn)錄方向的區(qū)域稱為下游；反向區(qū)域，稱為上游。轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)標(biāo)記為點(diǎn)標(biāo)記為+1，則上游以負(fù)數(shù)表示；下游以正數(shù)表示。，則上游以負(fù)數(shù)表示；下游以正數(shù)表示。：是是RNA聚合酶識(shí)別并結(jié)合的部位，

16、一般位于起始點(diǎn)聚合酶識(shí)別并結(jié)合的部位，一般位于起始點(diǎn)上游。（上游。（但真核生物但真核生物RNA聚合酶聚合酶在下游在下游）細(xì)菌中細(xì)菌中，他們識(shí)別、結(jié)合，他們識(shí)別、結(jié)合的啟動(dòng)子分別在的啟動(dòng)子分別在-10和和-35之間存在的相似短序列，稱為之間存在的相似短序列，稱為共有共有序列序列(consensus sequence)，對(duì)其的識(shí)別、結(jié)合啟動(dòng)子非常重，對(duì)其的識(shí)別、結(jié)合啟動(dòng)子非常重要。要。目目 錄錄目目 錄錄開(kāi)始轉(zhuǎn)錄開(kāi)始轉(zhuǎn)錄T T G A C AA A C T G T-35 區(qū)區(qū)普里布諾盒普里布諾盒 ( (Pribnow box) ): : RNA-pol結(jié)合結(jié)合位點(diǎn)位點(diǎn)T A T A A T PuA

17、 T A T T A Py-10 區(qū)區(qū)1-30-5010-10-40-205 3 3 5 原核生物原核生物RNA-pol位點(diǎn)位點(diǎn)( (recognition site) :) :亞基結(jié)合位點(diǎn)亞基結(jié)合位點(diǎn) 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 -60富含富含A和和T 上游啟動(dòng)子元件上游啟動(dòng)子元件（UP元件元件）: :亞基結(jié)合位點(diǎn)亞基結(jié)合位點(diǎn)有助于有助于DNA局局部雙鏈的打開(kāi)部雙鏈的打開(kāi)（也是打開(kāi)處）（也是打開(kāi)處）注意區(qū)分：注意區(qū)分：原核生物原核生物Pribnow盒：盒：TATAAT真核生物真核生物TATA盒：盒：TATAAAA目目 錄錄 RNA聚合酶與啟動(dòng)子結(jié)合及啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄

18、的效率很大程聚合酶與啟動(dòng)子結(jié)合及啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的效率很大程度上取決于度上取決于: 共有序列共有序列:-35序列在很大程度上序列在很大程度上決定了啟動(dòng)子的強(qiáng)度決定了啟動(dòng)子的強(qiáng)度。 共有序列的間隔距離共有序列的間隔距離:-10和和-35序列之間的距離多為序列之間的距離多為 16 19bp。 共有序列與轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的距離共有序列與轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的距離:-10區(qū)域的共有序列與區(qū)域的共有序列與 轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)之間的距離多為轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)之間的距離多為6個(gè)核苷酸左右。個(gè)核苷酸左右。 目目 錄錄目目 錄錄原核原核RNA聚合酶全酶的不同在于聚合酶全酶的不同在于亞基的不同。亞基的不同。有些原核有些原核RNA聚合酶具有與聚合酶具有與

19、70不同的不同的亞基，這些亞基，這些RNA聚合酶所識(shí)別啟動(dòng)子的共有序列與含聚合酶所識(shí)別啟動(dòng)子的共有序列與含70亞基的亞基的RNA聚合酶所識(shí)別的啟動(dòng)子共有序列也不同。例如聚合酶所識(shí)別的啟動(dòng)子共有序列也不同。例如: 熱休克基因熱休克基因:32(分子質(zhì)量分子質(zhì)量32kD) 細(xì)胞移動(dòng)和細(xì)胞化學(xué)趨化相關(guān)基因細(xì)胞移動(dòng)和細(xì)胞化學(xué)趨化相關(guān)基因:28 氮代謝相關(guān)基因氮代謝相關(guān)基因:54通過(guò)不同的通過(guò)不同的亞基，亞基，RNA聚合酶識(shí)別并結(jié)合啟動(dòng)聚合酶識(shí)別并結(jié)合啟動(dòng)子，啟動(dòng)不同基因的轉(zhuǎn)錄。子，啟動(dòng)不同基因的轉(zhuǎn)錄。目目 錄錄目目 錄錄原核生物的轉(zhuǎn)錄起始與延長(zhǎng)原核生物的轉(zhuǎn)錄起始與延長(zhǎng): :1. RNA聚合酶識(shí)別結(jié)合啟動(dòng)

20、子，形成聚合酶識(shí)別結(jié)合啟動(dòng)子，形成閉合轉(zhuǎn)錄復(fù)閉合轉(zhuǎn)錄復(fù)合體合體 (closed transcription complex)。（。（RNA分子保持雙螺旋結(jié)構(gòu)分子保持雙螺旋結(jié)構(gòu)）2. DNA雙鏈局部打開(kāi)，雙鏈局部打開(kāi)，閉合轉(zhuǎn)錄復(fù)合體變成閉合轉(zhuǎn)錄復(fù)合體變成開(kāi)放開(kāi)放轉(zhuǎn)錄復(fù)合體轉(zhuǎn)錄復(fù)合體 (open transcription complex)。（。（-10序列打開(kāi)序列打開(kāi)）3. 轉(zhuǎn)錄復(fù)合體的構(gòu)象發(fā)生改變，并離開(kāi)啟動(dòng)子。轉(zhuǎn)錄復(fù)合體的構(gòu)象發(fā)生改變，并離開(kāi)啟動(dòng)子。4. 當(dāng)當(dāng)RNA聚合酶進(jìn)入延長(zhǎng)階段，聚合酶進(jìn)入延長(zhǎng)階段，亞基即與亞基即與RNA聚合酶解離，由核心聚合酶解離，由核心酶催化酶催化RNA鏈延伸。鏈延

21、伸。 目目 錄錄目目 錄錄1. 原核生物原核生物RNA聚合酶催化轉(zhuǎn)錄起始即核苷酸鏈聚合酶催化轉(zhuǎn)錄起始即核苷酸鏈中的中的第一個(gè)磷酸二酯鍵形成第一個(gè)磷酸二酯鍵形成后（即形成后（即形成轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物復(fù)合物），）， 亞基脫落，亞基脫落，RNA- pol聚合酶核心酶聚合酶核心酶變構(gòu)，變構(gòu)，與模板結(jié)合松弛與模板結(jié)合松弛，沿著，沿著DNA模板鏈前移模板鏈前移。5 -pppG -OH + NTP 5 -pppGpN - OH 3 + ppiRNA pol ( 2) - DNA - pppGpN- OH 3 轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物: :(二二)原核生物由核心酶完成原核生物由核心酶完成RNA鏈的延伸

22、鏈的延伸 5端的第一個(gè)核苷酸端的第一個(gè)核苷酸通常為通常為GTP，且，且5端三磷酸保留。端三磷酸保留。起始階段結(jié)束、延伸階段開(kāi)起始階段結(jié)束、延伸階段開(kāi)始的標(biāo)志！始的標(biāo)志！目目 錄錄 2. 在核心酶作用下，在核心酶作用下，NTP不斷聚合，不斷聚合，RNA 鏈不斷延長(zhǎng)。鏈不斷延長(zhǎng)。 (NMP) n + NTP (NMP) n+1 + Ppi參入的參入的NTP上的上的-磷酸可與磷酸可與RNA新鏈的新鏈的3-OH結(jié)合結(jié)合形成磷酸二酯鍵。同時(shí)該形成磷酸二酯鍵。同時(shí)該NTP的的、-磷酸脫離磷酸脫離，形成焦磷酸后迅速水解，釋放能量推動(dòng)轉(zhuǎn)錄。，形成焦磷酸后迅速水解，釋放能量推動(dòng)轉(zhuǎn)錄。在轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)階段，核心酶與模板

23、是在轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)階段，核心酶與模板是非特異性非特異性的、松弛地結(jié)合的、松弛地結(jié)合。目目 錄錄目目 錄錄：在轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程中，：在轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程中，核心酶沿著核心酶沿著DNA分子向下游移動(dòng)，分子向下游移動(dòng)，DNA雙鏈需解開(kāi)雙鏈需解開(kāi)1020bp，裸露出局部單鏈區(qū)，和，裸露出局部單鏈區(qū)，和RNA聚合酶核心酶聚合酶核心酶、RNA結(jié)合在一起形成的空泡狀結(jié)構(gòu)，又稱結(jié)合在一起形成的空泡狀結(jié)構(gòu)，又稱轉(zhuǎn)錄復(fù)轉(zhuǎn)錄復(fù)合物合物。組成：組成：RNA-pol （核心酶核心酶） DNA RNA目目 錄錄目目 錄錄目目 錄錄目目 錄錄隨著隨著RNA聚合酶的移動(dòng)，下游的聚合酶的移動(dòng)，下游的DNA需要不斷解旋，導(dǎo)致下需要不斷解旋，導(dǎo)致

24、下游產(chǎn)生正超螺旋；上游產(chǎn)生負(fù)超螺旋。需要解旋酶、拓?fù)洚悩?gòu)游產(chǎn)生正超螺旋；上游產(chǎn)生負(fù)超螺旋。需要解旋酶、拓?fù)洚悩?gòu)酶來(lái)維持局部的解鏈狀態(tài)。酶來(lái)維持局部的解鏈狀態(tài)。在整個(gè)延伸過(guò)程中，轉(zhuǎn)錄泡大小不變，隨著核心酶向前移動(dòng)。在整個(gè)延伸過(guò)程中，轉(zhuǎn)錄泡大小不變，隨著核心酶向前移動(dòng)。此外，原核生物的蛋白質(zhì)翻譯同時(shí)進(jìn)行此外，原核生物的蛋白質(zhì)翻譯同時(shí)進(jìn)行形成羽毛狀現(xiàn)象！形成羽毛狀現(xiàn)象！目目 錄錄目目 錄錄（三）真核（三）真核RNA聚合酶聚合酶催化轉(zhuǎn)錄需要催化轉(zhuǎn)錄需要其他蛋白質(zhì)因子其他蛋白質(zhì)因子 真核生物的轉(zhuǎn)錄起始上游區(qū)段比原核生物多樣化，轉(zhuǎn)真核生物的轉(zhuǎn)錄起始上游區(qū)段比原核生物多樣化，轉(zhuǎn)錄起始時(shí)，錄起始時(shí)，RNA-p

25、ol與模板的結(jié)合需要一些稱為轉(zhuǎn)錄因子與模板的結(jié)合需要一些稱為轉(zhuǎn)錄因子( (transcription factors) )的蛋白質(zhì)，其起始過(guò)程比原核生物的蛋白質(zhì)，其起始過(guò)程比原核生物復(fù)雜。復(fù)雜。真核生物真核生物RNA聚合酶聚合酶識(shí)別的啟動(dòng)子共有序列識(shí)別的啟動(dòng)子共有序列3-305調(diào)控序列TATA盒InrTATAAAYYAN YYTA+1目目 錄錄 不同物種、不同細(xì)胞或不同基因，轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游可以有不同物種、不同細(xì)胞或不同基因，轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游可以有不同的不同的DNA序列，但這些序列都可統(tǒng)稱為順式作用元件。序列，但這些序列都可統(tǒng)稱為順式作用元件。 包括啟動(dòng)子、啟動(dòng)子上游元件等包括啟動(dòng)子、啟動(dòng)子上游元

26、件等近端調(diào)控元件近端調(diào)控元件和增強(qiáng)子等和增強(qiáng)子等遠(yuǎn)隔序列遠(yuǎn)隔序列。 起始起始點(diǎn)上游多數(shù)共有點(diǎn)上游多數(shù)共有TATA序列，稱為序列，稱為Hognest盒盒/TATA盒盒。通常認(rèn)為這是啟動(dòng)子的。通常認(rèn)為這是啟動(dòng)子的核心序列核心序列。 許多許多RNA聚合酶聚合酶識(shí)別的啟動(dòng)子具有保守的共有序列：位識(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)附近的起始子于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)附近的起始子(Inr)（真核生物特有）。（真核生物特有）。 啟動(dòng)子上游元件是位于啟動(dòng)子上游元件是位于TATA盒上游的盒上游的DNA序列，多在轉(zhuǎn)序列，多在轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)約錄起始點(diǎn)約-40-100nt的位置，比較常見(jiàn)的是的位置，比較常見(jiàn)的是GC盒和盒

27、和CAAT盒。盒。目目 錄錄目目 錄錄 l轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子(transcription factors, TF) ：RNA聚合酶聚合酶II啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄時(shí)需要一些其他蛋白質(zhì)輔助，才啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄時(shí)需要一些其他蛋白質(zhì)輔助，才能形成具有活性的轉(zhuǎn)錄復(fù)合體，這些蛋白質(zhì)被稱為轉(zhuǎn)錄因子。能形成具有活性的轉(zhuǎn)錄復(fù)合體，這些蛋白質(zhì)被稱為轉(zhuǎn)錄因子。l通用轉(zhuǎn)錄因子通用轉(zhuǎn)錄因子(general transcription factors)： 所有的所有的 RNA聚合酶聚合酶II啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄都需要的轉(zhuǎn)錄因子，包括啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄都需要的轉(zhuǎn)錄因子，包括TFIIA、TFIIB、 TFIID、 TFIIE、 TFIIF、 TFIIH。高度保。高度保

28、守。守。l基本轉(zhuǎn)錄機(jī)構(gòu)基本轉(zhuǎn)錄機(jī)構(gòu)(Basal transcription apparatus)： 通用轉(zhuǎn)錄因子和通用轉(zhuǎn)錄因子和RNA聚合酶組成轉(zhuǎn)錄任何啟動(dòng)子所需的聚合酶組成轉(zhuǎn)錄任何啟動(dòng)子所需的 機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。反式作用因子中，能直接反式作用因子中，能直接/間接結(jié)合間接結(jié)合RNA聚合酶的聚合酶的目目 錄錄目目 錄錄RNA聚合酶聚合酶轉(zhuǎn)錄起始和延長(zhǎng)所需的蛋白質(zhì)因子轉(zhuǎn)錄起始和延長(zhǎng)所需的蛋白質(zhì)因子蛋白因子蛋白因子亞基數(shù)亞基數(shù)功能功能起始階段起始階段TBP/TFD1特異識(shí)別特異識(shí)別TATA盒盒TFA3穩(wěn)定穩(wěn)定TFB與與TBP對(duì)啟動(dòng)子的結(jié)合對(duì)啟動(dòng)子的結(jié)合TFB1結(jié)合結(jié)合TBP , , 并并結(jié)合聚合酶結(jié)合聚合

29、酶-TFF復(fù)合體復(fù)合體（橋梁作用）（橋梁作用）TFE2結(jié)合結(jié)合TFH, , 具有具有ATP酶和酶和解旋酶解旋酶的活性的活性TFF2緊密與緊密與聚合酶聚合酶結(jié)合結(jié)合；也與；也與TFB結(jié)合；阻結(jié)合；阻遏聚合酶遏聚合酶和非特異的和非特異的DNA序列結(jié)合（序列結(jié)合（一說(shuō)一說(shuō)解螺旋酶是它解螺旋酶是它）TFH12有解旋酶的活性活性使有解旋酶的活性活性使DNA解開(kāi)雙鏈；使聚解開(kāi)雙鏈；使聚合酶合酶的的CTD磷酸化磷酸化；結(jié)合核苷酸；結(jié)合核苷酸- -切除修復(fù)切除修復(fù)蛋白蛋白目目 錄錄 可分為可分為4 個(gè)期：個(gè)期： 裝配期裝配期 起始期起始期 延長(zhǎng)期延長(zhǎng)期 終止期終止期目目 錄錄RNA聚合酶聚合酶II和通用轉(zhuǎn)錄因

30、子形成閉合復(fù)合體和通用轉(zhuǎn)錄因子形成閉合復(fù)合體 TATA-結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白(TATA-binding protein, TBP)結(jié)合啟動(dòng)子的結(jié)合啟動(dòng)子的TATA盒盒 TFIIB與與TBP結(jié)合，結(jié)合，TFIIB也能與也能與DNA結(jié)合。結(jié)合。TFIIA不是必不是必需的，它能穩(wěn)定已與需的，它能穩(wěn)定已與DNA結(jié)合的結(jié)合的TFIIB-TBP復(fù)合體復(fù)合體，并且，并且在在TBP與不具有特征序列的啟動(dòng)子結(jié)合時(shí)（這種結(jié)合比較弱）與不具有特征序列的啟動(dòng)子結(jié)合時(shí)（這種結(jié)合比較弱）發(fā)揮重要作用發(fā)揮重要作用 TFIIB-TBP復(fù)合體與復(fù)合體與由由RNA聚合酶聚合酶II和和TFIIF組成的復(fù)合體組成的復(fù)合體結(jié)合（結(jié)合（TF

31、IIF作用是通過(guò)和作用是通過(guò)和RNA聚合酶聚合酶一起與一起與TFIIB相互相互作用，降低作用，降低RNA聚合酶聚合酶與與DNA的非特異性部位的結(jié)合來(lái)的非特異性部位的結(jié)合來(lái)協(xié)助協(xié)助RNA聚合酶靶向結(jié)合啟動(dòng)子）聚合酶靶向結(jié)合啟動(dòng)子） TFIIE和和TFIIH加入加入，形成閉合復(fù)合體，裝配完成，形成閉合復(fù)合體，裝配完成 轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物(PIC)目目 錄錄 TFIIH具有解旋酶具有解旋酶(helicase)活性活性，能使轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)附近的，能使轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)附近的DNA雙螺旋解開(kāi)，使閉合復(fù)合體成為開(kāi)放復(fù)合體，啟動(dòng)轉(zhuǎn)雙螺旋解開(kāi)，使閉合復(fù)合體成為開(kāi)放復(fù)合體，啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。錄。 TFIIH還具有激酶

32、活性還具有激酶活性，它的一個(gè)亞基能使，它的一個(gè)亞基能使RNA聚合酶聚合酶II的的CTD磷酸化。還有一種使磷酸化。還有一種使CTD磷酸化的蛋白質(zhì)是周期蛋磷酸化的蛋白質(zhì)是周期蛋白依賴性激酶白依賴性激酶9 (cyclin-dependent kinase 9，CDK9)。CTD磷酸化能使開(kāi)放復(fù)合體的構(gòu)象發(fā)生改變，啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。磷酸化能使開(kāi)放復(fù)合體的構(gòu)象發(fā)生改變，啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。CTD磷酸化在延長(zhǎng)期也很重要，而且影響轉(zhuǎn)錄后加工過(guò)程中轉(zhuǎn)磷酸化在延長(zhǎng)期也很重要，而且影響轉(zhuǎn)錄后加工過(guò)程中轉(zhuǎn)錄復(fù)合體和參與加工的酶之間的相互作用。錄復(fù)合體和參與加工的酶之間的相互作用。 當(dāng)合成一段含有當(dāng)合成一段含有6070個(gè)核苷酸的個(gè)核苷

33、酸的RNA時(shí)，時(shí)，TFIIE和和TFIIH釋放釋放，RNA聚合酶聚合酶II進(jìn)入轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)期。進(jìn)入轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)期。 目目 錄錄在整個(gè)延長(zhǎng)期，在整個(gè)延長(zhǎng)期，TFIIF始終與始終與RNA聚合酶聚合酶II相連相連延長(zhǎng)因子延長(zhǎng)因子(elongation factors)增強(qiáng)了增強(qiáng)了RNA聚合酶聚合酶II的活性的活性延長(zhǎng)因子也能抑制轉(zhuǎn)錄中發(fā)生的轉(zhuǎn)錄暫?，F(xiàn)象延長(zhǎng)因子也能抑制轉(zhuǎn)錄中發(fā)生的轉(zhuǎn)錄暫停現(xiàn)象延長(zhǎng)因子協(xié)調(diào)參與延長(zhǎng)因子協(xié)調(diào)參與mRNA轉(zhuǎn)錄后加工的蛋白復(fù)合轉(zhuǎn)錄后加工的蛋白復(fù)合體之間的相互作用體之間的相互作用沒(méi)有翻譯沒(méi)有翻譯/轉(zhuǎn)錄同步的現(xiàn)象，但可觀察到轉(zhuǎn)錄同步的現(xiàn)象，但可觀察到核小體移核小體移位和解聚位和解聚現(xiàn)象現(xiàn)

34、象 目目 錄錄 一旦一旦RNA合成結(jié)束，轉(zhuǎn)錄即終止。合成結(jié)束，轉(zhuǎn)錄即終止。RNA聚合酶聚合酶II，進(jìn)入再循環(huán)，啟動(dòng)另一次轉(zhuǎn)錄。進(jìn)入再循環(huán)，啟動(dòng)另一次轉(zhuǎn)錄。 真核生物的轉(zhuǎn)錄終止是和轉(zhuǎn)錄后修飾（如加尾修飾）密切相真核生物的轉(zhuǎn)錄終止是和轉(zhuǎn)錄后修飾（如加尾修飾）密切相關(guān)的關(guān)的。 轉(zhuǎn)錄不是在轉(zhuǎn)錄不是在polyA尾的位置上（即轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)）終止，尾的位置上（即轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)）終止，而是超出數(shù)百乃至上千個(gè)核苷酸后才停頓（終止子位置）。而是超出數(shù)百乃至上千個(gè)核苷酸后才停頓（終止子位置）。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在讀碼框的下游。常有一組共同序列已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在讀碼框的下游。常有一組共同序列，再下游有相當(dāng)多的再下游有相當(dāng)多的

35、GT序列。這些序列稱為序列。這些序列稱為轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)。目目 錄錄目目 錄錄（四）真核（四）真核RNA聚合酶聚合酶和聚合酶和聚合酶啟啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄與聚合酶動(dòng)轉(zhuǎn)錄與聚合酶基本相似基本相似 RNA聚合酶聚合酶和和 也有各自特異的通用轉(zhuǎn)錄因子，也有各自特異的通用轉(zhuǎn)錄因子，識(shí)別各自特異的識(shí)別各自特異的DNA調(diào)控元件。調(diào)控元件。 聚合酶聚合酶和聚合酶和聚合酶啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄不需啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄不需ATP，而聚合酶，而聚合酶則需要水解則需要水解ATP。目目 錄錄目目 錄錄1. 真核生物真核生物RNA聚合酶聚合酶啟動(dòng)的轉(zhuǎn)啟動(dòng)的轉(zhuǎn)錄錄 rRNA人類核糖體人類核糖體RNA前體分子的基因有前體分子的基因有2個(gè)轉(zhuǎn)錄控個(gè)

36、轉(zhuǎn)錄控制區(qū)：制區(qū)：核心元件核心元件(core element)：位于起始點(diǎn)周圍（：位于起始點(diǎn)周圍（-45+20），本身就足以起始轉(zhuǎn)錄，對(duì)轉(zhuǎn)錄是），本身就足以起始轉(zhuǎn)錄，對(duì)轉(zhuǎn)錄是必須的。必須的。上游調(diào)控元件上游調(diào)控元件(upstream control element, UCE)：從：從-100開(kāi)始，約有開(kāi)始，約有50bp長(zhǎng)，可以長(zhǎng)，可以增強(qiáng)增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄效率轉(zhuǎn)錄效率。目目 錄錄目目 錄錄有兩種有兩種DNA結(jié)合蛋白能使聚合酶結(jié)合蛋白能使聚合酶準(zhǔn)確地啟動(dòng)準(zhǔn)確地啟動(dòng)r R N A 前 體 分 子 基 因 的 轉(zhuǎn) 錄前 體 分 子 基 因 的 轉(zhuǎn) 錄 ： 上 游 結(jié) 合 因 子上 游 結(jié) 合 因 子(upst

37、ream binding factor, UBF) 先與先與DNA結(jié)合，結(jié)合結(jié)合，結(jié)合的部位是的部位是UCE和核心元件的上游部分，再由另一種和核心元件的上游部分，再由另一種叫叫選擇性因子選擇性因子1 (selectivity factor 1, SL1)結(jié)合，然后結(jié)合，然后由聚合酶由聚合酶結(jié)合，并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。結(jié)合，并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。SL1本身無(wú)特異性，本身無(wú)特異性，但一旦與但一旦與UBF結(jié)合就可協(xié)同結(jié)合到此覆蓋的結(jié)合就可協(xié)同結(jié)合到此覆蓋的DNA延延伸區(qū)域。由伸區(qū)域。由4種蛋白質(zhì)組成，其中一個(gè)亞基就是種蛋白質(zhì)組成，其中一個(gè)亞基就是TBP。目目 錄錄目目 錄錄2.真核生物真核生物RNA聚合酶聚合酶啟動(dòng)的轉(zhuǎn)

38、錄啟動(dòng)的轉(zhuǎn)錄tRNA, 5S-rRNARNA-pol 識(shí)別的啟動(dòng)子位于被轉(zhuǎn)錄的序列之中，識(shí)別的啟動(dòng)子位于被轉(zhuǎn)錄的序列之中，起始位點(diǎn)下游，稱為起始位點(diǎn)下游，稱為內(nèi)啟動(dòng)子內(nèi)啟動(dòng)子 (internal promoter)。tRNA基因基因 tRNA基因的內(nèi)部啟動(dòng)子基因的內(nèi)部啟動(dòng)子 A boxB box5S-rRNA5S-rRNA基因的內(nèi)部啟動(dòng)子基因的內(nèi)部啟動(dòng)子C boxA、B盒不僅具有啟動(dòng)子功能，還可編碼tRNA中的2部分序列目目 錄錄目目 錄錄當(dāng)當(dāng)RNA聚合酶沿聚合酶沿DNA模板移動(dòng)到基因模板移動(dòng)到基因3-端的終止子序端的終止子序列時(shí)，轉(zhuǎn)錄停止。原核生物基因轉(zhuǎn)錄的方式有列時(shí)，轉(zhuǎn)錄停止。原核生物基因

39、轉(zhuǎn)錄的方式有2種：種： 依賴依賴因子的終止因子的終止 不依賴不依賴因子的終止因子的終止因子又稱終止因子因子又稱終止因子(termination factor)，是一種六聚，是一種六聚體蛋白，具有促進(jìn)轉(zhuǎn)錄終止的活性和體蛋白，具有促進(jìn)轉(zhuǎn)錄終止的活性和NTPase活性，后活性，后者為轉(zhuǎn)錄終止活性必須。者為轉(zhuǎn)錄終止活性必須。RNA合成終止的主要過(guò)程：合成終止的主要過(guò)程：終止終止RNA鏈延長(zhǎng)鏈延長(zhǎng)釋放新生釋放新生RNA鏈鏈RNA聚合酶從聚合酶從DNA上釋放上釋放三、某些特異序列三、某些特異序列終止子是終止子是RNA合合 成的終止信號(hào)成的終止信號(hào) 目目 錄錄終止序列終止序列轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄的RNA有兩個(gè)特征：有

40、兩個(gè)特征：1. 有幾個(gè)連續(xù)的尿嘧啶有幾個(gè)連續(xù)的尿嘧啶(U)；2. 在這幾個(gè)連續(xù)尿嘧啶序列之前有一段富含鳥(niǎo)嘌呤在這幾個(gè)連續(xù)尿嘧啶序列之前有一段富含鳥(niǎo)嘌呤(G) 和胞嘧啶和胞嘧啶(C) 并能并能自身反向互補(bǔ)自身反向互補(bǔ)的堿基序列。的堿基序列。 這些使得新合成的這些使得新合成的RNA形成具有形成具有莖環(huán)的發(fā)夾結(jié)莖環(huán)的發(fā)夾結(jié)構(gòu)，緊隨其后的一串構(gòu)，緊隨其后的一串U。目目 錄錄目目 錄錄E. coli色氨酸操縱子色氨酸操縱子mRNA轉(zhuǎn)錄物轉(zhuǎn)錄物3 端的轉(zhuǎn)錄終止結(jié)構(gòu)端的轉(zhuǎn)錄終止結(jié)構(gòu)5 pppG5 3 3 5 RNA-pol 改變構(gòu)象，阻礙改變構(gòu)象，阻礙RNA聚合酶前行。聚合酶前行。 DNA、RNA各自形成自

41、身雙鏈?zhǔn)闺s各自形成自身雙鏈?zhǔn)闺s交體不穩(wěn)定而分離交體不穩(wěn)定而分離3端的幾個(gè)端的幾個(gè)U和模板和模板DNA上的上的A配對(duì)配對(duì)不穩(wěn)定，使得新生不穩(wěn)定，使得新生RNA易脫落。易脫落。莖環(huán)結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)錄終止的機(jī)制莖環(huán)結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)錄終止的機(jī)制目目 錄錄目目 錄錄A T P（二）（二）噬菌體和大腸桿菌的某些基因轉(zhuǎn)噬菌體和大腸桿菌的某些基因轉(zhuǎn)錄終止有依賴于錄終止有依賴于因子因子可形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)；但無(wú)連續(xù)可形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)；但無(wú)連續(xù)U，但有富含，但有富含 CA的的rut(rho utilization)元件元件 目目 錄錄 因子是一種具有因子是一種具有6個(gè)相同亞基的蛋白質(zhì)，具有個(gè)相同亞基的蛋白質(zhì)，具有依賴于依賴于ATP的的RN

42、A-DNA解螺旋酶活性解螺旋酶活性，能與新生，能與新生RNA的終止區(qū)序列的終止區(qū)序列相互作用，通過(guò)相互作用，通過(guò)ATP水解，水解，因子沿著因子沿著53方向移動(dòng)，移方向移動(dòng)，移動(dòng)到轉(zhuǎn)錄復(fù)合體后，促進(jìn)新生動(dòng)到轉(zhuǎn)錄復(fù)合體后，促進(jìn)新生RNA和和RNA聚合酶從轉(zhuǎn)錄聚合酶從轉(zhuǎn)錄復(fù)合體中釋放，停止轉(zhuǎn)錄。復(fù)合體中釋放，停止轉(zhuǎn)錄。目目 錄錄目目 錄錄第三節(jié)第三節(jié) RNA的加工的加工RNA Processing目目 錄錄目目 錄錄 由由RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄直接產(chǎn)生的新生聚合酶轉(zhuǎn)錄直接產(chǎn)生的新生RNA分子被稱分子被稱為為初級(jí)初級(jí)RNA轉(zhuǎn)錄物轉(zhuǎn)錄物，一般需要經(jīng)過(guò)加工才能成為，一般需要經(jīng)過(guò)加工才能成為有功能的成熟有功能的成

43、熟RNA分子分子。 真核細(xì)胞中，幾乎所有的初級(jí)真核細(xì)胞中，幾乎所有的初級(jí)RNA轉(zhuǎn)錄物都要經(jīng)轉(zhuǎn)錄物都要經(jīng)過(guò)加工過(guò)加工 ；原核生物原核生物 mRNA初級(jí)轉(zhuǎn)錄物無(wú)需加工就初級(jí)轉(zhuǎn)錄物無(wú)需加工就可作為翻譯的模板可作為翻譯的模板 （轉(zhuǎn)錄和翻譯是偶聯(lián)進(jìn)行的）（轉(zhuǎn)錄和翻譯是偶聯(lián)進(jìn)行的）。 大部分加工發(fā)生在大部分加工發(fā)生在真核細(xì)胞真核細(xì)胞mRNA，以及，以及真核和真核和原核細(xì)胞的原核細(xì)胞的tRNA初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物加工成熟過(guò)程中。初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物加工成熟過(guò)程中。目目 錄錄目目 錄錄一、一、真核細(xì)胞真核細(xì)胞mRNA由由hnRNA經(jīng)經(jīng)轉(zhuǎn)錄后加工成為成熟分子轉(zhuǎn)錄后加工成為成熟分子 核不均一核不均一RNA(heterogeneo

44、us nuclear RNA, hnRNA)：真真核細(xì)胞核細(xì)胞mRNA的初級(jí)轉(zhuǎn)錄的初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)產(chǎn)物，也稱為物，也稱為mRNA前體。前體。 hnRNA通常只包含一個(gè)基因的序列，而且這些編碼多肽通常只包含一個(gè)基因的序列，而且這些編碼多肽鏈的序列是不連續(xù)的。鏈的序列是不連續(xù)的。 這些不連續(xù)的片段稱為外顯子這些不連續(xù)的片段稱為外顯子(exon)；外顯子之間的非編；外顯子之間的非編碼序列稱為內(nèi)含子碼序列稱為內(nèi)含子(intron)。（。（但內(nèi)含子也是會(huì)轉(zhuǎn)錄的，但內(nèi)含子也是會(huì)轉(zhuǎn)錄的，只不過(guò)其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物會(huì)被切除只不過(guò)其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物會(huì)被切除）目目 錄錄目目 錄錄mRNA前體的前體的加工過(guò)程加工過(guò)程1.合成合成5帽子結(jié)構(gòu)

45、帽子結(jié)構(gòu)2.由核酸內(nèi)切酶切除由核酸內(nèi)切酶切除3 端的一段序列，代之以由端的一段序列，代之以由poly A聚合酶催化形成的聚合酶催化形成的3 多聚腺苷酸多聚腺苷酸(polyA)尾尾3.通過(guò)剪接去除內(nèi)含子，拼接外顯子，形成成熟的通過(guò)剪接去除內(nèi)含子，拼接外顯子，形成成熟的mRNA目目 錄錄目目 錄錄（一）（一）mRNA的的5末端加末端加帽（帽（m7Gppp）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu) 5端形成帽子結(jié)構(gòu)端形成帽子結(jié)構(gòu) (m7GpppGp-) 真核真核mRNA 5末端與末端與7-甲基鳥(niǎo)甲基鳥(niǎo)嘌呤核苷以嘌呤核苷以5,5三磷酸三磷酸連接連接鍵相連鍵相連5端帽子結(jié)構(gòu)功能端帽子結(jié)構(gòu)功能n 保護(hù)保護(hù)mRNA使其不被核酸酶降解使其

46、不被核酸酶降解n 與特異的帽結(jié)合蛋白質(zhì)復(fù)合體與特異的帽結(jié)合蛋白質(zhì)復(fù)合體(cap-binding complex of proteins)結(jié)合，結(jié)合，并參與并參與mRNA與核糖體的結(jié)合，啟動(dòng)蛋白質(zhì)的生物合成與核糖體的結(jié)合，啟動(dòng)蛋白質(zhì)的生物合成目目 錄錄需要的酶：需要的酶： 加帽加帽酶酶(capping enzyme)催化催化5端三磷酸與端三磷酸與1分子分子GTP縮合呈縮合呈5,5三磷酸結(jié)構(gòu)三磷酸結(jié)構(gòu) SAM（通常與帽結(jié)構(gòu)相鄰的第一（通常與帽結(jié)構(gòu)相鄰的第一、二位核苷酸的核糖、二位核苷酸的核糖2位位O也會(huì)甲也會(huì)甲基化，但反應(yīng)由不同的甲基轉(zhuǎn)移基化，但反應(yīng)由不同的甲基轉(zhuǎn)移酶催化）酶催化）帽子的類型（依據(jù)

47、甲基化程度的不帽子的類型（依據(jù)甲基化程度的不同）：同）：0型：只是鳥(niǎo)嘌呤上甲基化型：只是鳥(niǎo)嘌呤上甲基化型：還有型：還有N1核苷酸核苷酸2號(hào)位羥基甲基號(hào)位羥基甲基化化型：型：還有還有N2核苷酸核苷酸2號(hào)位羥基甲基號(hào)位羥基甲基化化目目 錄錄目目 錄錄（二）（二）mRNA前體在前體在3端加端加poly(A)尾尾組蛋白的組蛋白的mRNA除外除外5 -AAUAAA-5 -AAUAAA-核酸酶核酸酶-GUGUGUGRNA-polAATAAA GTGTGTG轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)5 5 3 3 3 3 加尾加尾AAAAAAA 3 mRNApolyA的有無(wú)和長(zhǎng)短，是的有無(wú)和長(zhǎng)短，是mRNA活性、活性

48、、壽命的重要影響因素壽命的重要影響因素目目 錄錄目目 錄錄3端端poly(A)尾尾n 形成過(guò)程需要一種包含核酸內(nèi)切酶、形成過(guò)程需要一種包含核酸內(nèi)切酶、多聚腺苷酸聚多聚腺苷酸聚合酶合酶(poly(A) polymerase，PAP)和若干多亞基蛋白和若干多亞基蛋白質(zhì)組成的多酶復(fù)合體，參與起始位點(diǎn)識(shí)別、切割和質(zhì)組成的多酶復(fù)合體，參與起始位點(diǎn)識(shí)別、切割和poly(A)長(zhǎng)度控制長(zhǎng)度控制 n mRNA前體前體在在3 端含有端含有切割信號(hào)序列切割信號(hào)序列(cleavage signal sequence) ；一般在切割位點(diǎn)上游；一般在切割位點(diǎn)上游1030核苷核苷酸處有高度保守的酸處有高度保守的5 AAUA

49、AA 3序列序列，切割位點(diǎn)下，切割位點(diǎn)下游游2040核苷酸處有富含核苷酸處有富含G和和U的序列的序列目目 錄錄目目 錄錄3端端poly(A)尾尾n 首先，由首先，由多亞基蛋白識(shí)別特異的切割信號(hào)序列多亞基蛋白識(shí)別特異的切割信號(hào)序列，多，多酶復(fù)合體與之結(jié)合。酶復(fù)合體與之結(jié)合。n 然后，多酶復(fù)合體中的然后，多酶復(fù)合體中的核酸內(nèi)切酶核酸內(nèi)切酶在在mRNA前體的前體的3端進(jìn)行切割，所產(chǎn)生的斷裂點(diǎn)是多聚腺苷酸化的起端進(jìn)行切割，所產(chǎn)生的斷裂點(diǎn)是多聚腺苷酸化的起點(diǎn)。點(diǎn)。n 最后，多酶復(fù)合體中的最后，多酶復(fù)合體中的多聚腺苷酸聚合酶多聚腺苷酸聚合酶立即在游立即在游離離3端羥基進(jìn)行多聚腺苷酸化，形成端羥基進(jìn)行多聚腺

50、苷酸化，形成80250個(gè)腺苷個(gè)腺苷酸的尾結(jié)構(gòu)。酸的尾結(jié)構(gòu)。目目 錄錄目目 錄錄（三）（三）mRNA前體通過(guò)剪接加工除去內(nèi)前體通過(guò)剪接加工除去內(nèi)含子含子真核生物中的基因是不連續(xù)的，是真核生物中的基因是不連續(xù)的，是斷裂基因斷裂基因(splite gene)：由若干個(gè)編碼區(qū)和非編碼區(qū)相互間隔開(kāi)但又連續(xù)鑲嵌而成。其去除由若干個(gè)編碼區(qū)和非編碼區(qū)相互間隔開(kāi)但又連續(xù)鑲嵌而成。其去除非編碼區(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)。非編碼區(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)。 hnRNAmRNA 外顯子外顯子1 1 外顯子外顯子2 2 外顯子外顯子3 3 外顯子外顯子1 1 內(nèi)含子內(nèi)含子1

51、1 外顯子外顯子2 2 內(nèi)含子內(nèi)含子2 2 外顯子外顯子3 3 DNAhnRNAmRNA 目目 錄錄目目 錄錄外顯子外顯子(exon)：真核生物的結(jié)構(gòu)基因（斷裂基因）：真核生物的結(jié)構(gòu)基因（斷裂基因）上能夠編碼特定蛋白質(zhì)的上能夠編碼特定蛋白質(zhì)的DNA序列。序列。內(nèi)含子內(nèi)含子(intron)：真核生物的結(jié)構(gòu)基因中不能編碼：真核生物的結(jié)構(gòu)基因中不能編碼特定蛋白質(zhì)而在剪接過(guò)程中被除去的特定蛋白質(zhì)而在剪接過(guò)程中被除去的DNA序列。序列。 剪接剪接(splicing)：將內(nèi)含子剪切除去，外顯子連接起將內(nèi)含子剪切除去，外顯子連接起來(lái)，這種來(lái)，這種mRNA前體的加工過(guò)程即為剪接。前體的加工過(guò)程即為剪接。剪接部

52、位剪接部位(splice site)：mRNA前體的內(nèi)含子和外顯前體的內(nèi)含子和外顯子的連接部位。子的連接部位。為了防止滑移導(dǎo)致的差錯(cuò)，正確的剪接位點(diǎn)必須有為了防止滑移導(dǎo)致的差錯(cuò)，正確的剪接位點(diǎn)必須有明確的標(biāo)志。明確的標(biāo)志。目目 錄錄目目 錄錄 真核生物從酵母至哺乳動(dòng)物大多數(shù)內(nèi)含子剪接部位具有共真核生物從酵母至哺乳動(dòng)物大多數(shù)內(nèi)含子剪接部位具有共同的結(jié)構(gòu)基序：同的結(jié)構(gòu)基序：5端從端從GU開(kāi)始（稱為開(kāi)始（稱為5剪接部位剪接部位/剪接供剪接供體體，splice donor），），3端終止于端終止于AG（稱為（稱為3剪接部位剪接部位/剪剪接受體接受體，splice acceptor） 脊椎動(dòng)物中內(nèi)含子脊

53、椎動(dòng)物中內(nèi)含子5剪接部位的共有序列是剪接部位的共有序列是AGGUAAGU，3剪接部位的共有序列是剪接部位的共有序列是10個(gè)嘧啶個(gè)嘧啶(U或或C)的延伸，后面緊的延伸，后面緊接任意堿基，再接接任意堿基，再接C，最后終止于，最后終止于AG 內(nèi)含子中還有一個(gè)位于內(nèi)含子中還有一個(gè)位于3剪接部位上游剪接部位上游2050個(gè)堿基的個(gè)堿基的分分支點(diǎn)支點(diǎn)A(branch point A)。還常有。還常有嘧啶富含區(qū)嘧啶富含區(qū)。 70 60 80 100 100 95 70 80 45 80 90 80 100 80 80 100 100 60G U A/G A G U C U A/G A C/UA/C A GN

54、C A G G 5外顯子外顯子5剪接位點(diǎn)剪接位點(diǎn)分支點(diǎn)分支點(diǎn)內(nèi)含子內(nèi)含子3剪接位點(diǎn)剪接位點(diǎn) 3外顯子外顯子嘧啶富含區(qū)嘧啶富含區(qū)（15b)20-50b內(nèi)含子內(nèi)含子- -外顯子連接部位及內(nèi)含子的特征序列外顯子連接部位及內(nèi)含子的特征序列出現(xiàn)幾率出現(xiàn)幾率 (%)hnRNA目目 錄錄目目 錄錄剪接體中的核小剪接體中的核小RNA催化催化mRNA前體的剪接前體的剪接 剪接體剪接體(spliceosome)：一種超大分子：一種超大分子復(fù)合體，主要由復(fù)合體，主要由5種核小種核小RNA(snRNA)和大約和大約50種蛋白質(zhì)裝配而成。種蛋白質(zhì)裝配而成。 這些這些snRNA包括包括U1、U2、U4、U5、U6。長(zhǎng)度為

55、。長(zhǎng)度為100200核苷酸，富含核苷酸，富含U。 這些這些RNA分子二級(jí)結(jié)構(gòu)高度保守，它分子二級(jí)結(jié)構(gòu)高度保守，它們與特異性蛋白（叫做剪接因子）發(fā)們與特異性蛋白（叫做剪接因子）發(fā)生相互作用形成的復(fù)合物稱為核小核生相互作用形成的復(fù)合物稱為核小核糖體蛋白顆粒糖體蛋白顆粒(small nuclear ribonucleo-protein particles, snRNPs)。每一種每一種snRNP含有一種含有一種snRNAs。 剪接體裝配耗能。剪接體裝配耗能。目目 錄錄目目 錄錄剪接體中的核小剪接體中的核小RNA催化催化mRNA前體的剪接前體的剪接 過(guò)程：過(guò)程： U1 snRNP識(shí)別識(shí)別5剪接部位；剪

56、接部位；U2 snRNP結(jié)合到包含分支點(diǎn)結(jié)合到包含分支點(diǎn)A在內(nèi)的一在內(nèi)的一段序列上。段序列上。 U4、5、6 snRNP形成復(fù)合體，與上形成復(fù)合體，與上述述mRNA前體分子結(jié)合，形成無(wú)活性前體分子結(jié)合，形成無(wú)活性的剪接體。的剪接體。 通過(guò)內(nèi)部的重排，形成有活性的剪接通過(guò)內(nèi)部的重排，形成有活性的剪接體。體。 接下來(lái)就進(jìn)行接下來(lái)就進(jìn)行2次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)。次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)。目目 錄錄目目 錄錄mRNA前體中的內(nèi)含子是以所謂前體中的內(nèi)含子是以所謂“套索套索”(lariat)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的形式被切除的的形式被切除的 內(nèi)含子的內(nèi)含子的5G和分支點(diǎn)和分支點(diǎn)A以以2,5磷酸二酯鍵形成套索，被切磷酸二酯鍵形成套索，被切除，同時(shí)

57、除，同時(shí)2個(gè)外顯子接合。個(gè)外顯子接合。 剪接包括剪接包括兩步轉(zhuǎn)酯反應(yīng)兩步轉(zhuǎn)酯反應(yīng)：u內(nèi)含子的內(nèi)含子的5磷和外顯子磷和外顯子1的的3氧之間的酯鍵轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)含子氧之間的酯鍵轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)含子的的5磷和分支點(diǎn)磷和分支點(diǎn)A的的2氧之間氧之間的酯鍵。的酯鍵。u外顯子外顯子2的的5磷和內(nèi)含子磷和內(nèi)含子3氧氧之間的酯鍵轉(zhuǎn)變?yōu)橥怙@子之間的酯鍵轉(zhuǎn)變?yōu)橥怙@子2的的5磷與外顯子磷與外顯子1的的3氧酯鍵的氧酯鍵的酯鍵，并釋出套索，外顯子酯鍵，并釋出套索，外顯子1、2結(jié)合。結(jié)合。 不消耗能量。不消耗能量。目目 錄錄 有些真核生物的有些真核生物的mRNA前體能被加工成不同的前體能被加工成不同的mRNA，這，這種真核生物的種真核生

58、物的mRNA前體分子具有一個(gè)以上的、加多聚腺前體分子具有一個(gè)以上的、加多聚腺苷酸的斷裂和聚腺苷酸化的位點(diǎn)和（或）苷酸的斷裂和聚腺苷酸化的位點(diǎn)和（或）選擇性剪接選擇性剪接(alternative splicing)模式，這是一種真核生物模式，這是一種真核生物mRNA前體前體分子產(chǎn)生一種以上分子產(chǎn)生一種以上mRNA的選擇性加工機(jī)制的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。的選擇性加工機(jī)制的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。 例如，免疫球蛋白重鏈基因的例如，免疫球蛋白重鏈基因的mRNA前體分子有幾個(gè)加多前體分子有幾個(gè)加多聚腺苷酸的斷裂和聚腺苷酸化的位點(diǎn)，產(chǎn)生多樣性。聚腺苷酸的斷裂和聚腺苷酸化的位點(diǎn)，產(chǎn)生多樣性。 果蠅發(fā)育過(guò)程中不同階段產(chǎn)生果蠅發(fā)育過(guò)程中

59、不同階段產(chǎn)生3種不同的肌球蛋白重鏈。種不同的肌球蛋白重鏈。 同一同一種種mRNA前體分子在大鼠甲狀腺產(chǎn)生降鈣素而在腦產(chǎn)前體分子在大鼠甲狀腺產(chǎn)生降鈣素而在腦產(chǎn)生降鈣素生降鈣素-基因相關(guān)肽?；蛳嚓P(guān)肽。真核生物基因不一定全有內(nèi)含子（如組蛋白基因、釀酒酵母）真核生物基因不一定全有內(nèi)含子（如組蛋白基因、釀酒酵母）原核生物基因也可能有內(nèi)含子（如真細(xì)菌、古細(xì)菌）原核生物基因也可能有內(nèi)含子（如真細(xì)菌、古細(xì)菌）目目 錄錄目目 錄錄二、二、rRNA和和tRNA加工通過(guò)核酸酶催化和加工通過(guò)核酸酶催化和修飾完成修飾完成原核原核rRNA前體加工：前體加工：原核細(xì)胞原核細(xì)胞rRNA有三種有三種：16S、23S和和5Sr

60、RNA，這三，這三種種rRNA是一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，一起轉(zhuǎn)錄的是一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，一起轉(zhuǎn)錄的，其前體是，其前體是30SrRNA，中間還包含有中間還包含有tRNA序列序列30SrRNA的的加工加工過(guò)程過(guò)程包括：包括：1. 特異核苷酸的甲基化特異核苷酸的甲基化2. RNase 、RNase P和和RNase E使使30SrRNA前體分子前體分子斷裂，產(chǎn)生斷裂，產(chǎn)生16S、23S和和5S rRNA及及tRNA的前體的前體3. 通過(guò)通過(guò)各種特異的核酸酶的作用，產(chǎn)生成熟的各種特異的核酸酶的作用，產(chǎn)生成熟的RNA（一）真核（一）真核rRNA前體加工比原核復(fù)雜前體加工比原核復(fù)雜目目 錄錄目目 錄錄真真核生物核生物45

61、S rRNA前體加工：前體加工：真核細(xì)胞有真核細(xì)胞有4種種rRNA：28S、18S、5.8S和和5SrRNA。 18S、5.8S和和28SrRNA的前體是的前體是45S，是一個(gè)轉(zhuǎn)錄單，是一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，由位，由RNA聚合酶聚合酶I催化合成，而催化合成，而 5SrRNA是單獨(dú)的是單獨(dú)的一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，由一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，由RNA聚合酶聚合酶催化合成。催化合成。 加工過(guò)程：加工過(guò)程：45SrRNA前體分子的加工過(guò)程前體分子的加工過(guò)程與原核生與原核生物物30SrRNA前體分子的加工過(guò)程基本相同，但前體分子的加工過(guò)程基本相同，但需要需要小核仁小核仁RNA(small nucleolar RNAs, snoRN

62、As)參與參與，5SrRNA是單獨(dú)的一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，是單獨(dú)的一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位， 以類似于以類似于tRNA的的方式進(jìn)行加工。方式進(jìn)行加工。目目 錄錄目目 錄錄（二）原核生物與真核生物（二）原核生物與真核生物tRNA前體加前體加工基本相同工基本相同主要由酶切除：主要由酶切除： tRNA前體分子前體分子5端和端和3端的一些核苷酸序列端的一些核苷酸序列 某些真核生物某些真核生物tRNA前體分子中的內(nèi)含子前體分子中的內(nèi)含子 一個(gè)前體分子包含一個(gè)前體分子包含2個(gè)以上不同的個(gè)以上不同的tRNA目目 錄錄目目 錄錄（二）原核生物與真核生物（二）原核生物與真核生物tRNA前體加前體加工基本相同工基本相同1.5端的端的

63、16個(gè)核苷酸序列由個(gè)核苷酸序列由RNase P切除切除2.3端的兩個(gè)尿嘧啶核苷酸由端的兩個(gè)尿嘧啶核苷酸由RNaseD切除，再由核苷酸轉(zhuǎn)切除，再由核苷酸轉(zhuǎn)移酶移酶(nucleotidyltransferases)加上加上CCA3.莖莖-環(huán)結(jié)構(gòu)的一些核苷酸的堿基經(jīng)環(huán)結(jié)構(gòu)的一些核苷酸的堿基經(jīng)化學(xué)修飾化學(xué)修飾為為甲基甲基化：化：AmA還原還原反應(yīng)：反應(yīng)：UDHU轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位反應(yīng)：位反應(yīng)：U脫脫氨反應(yīng)：氨反應(yīng)：AI4.剪接切除剪接切除14個(gè)核苷酸的個(gè)核苷酸的內(nèi)含子內(nèi)含子(一般位于一般位于tRNA前體分子前體分子的的 )目目 錄錄目目 錄錄三、一些內(nèi)含子三、一些內(nèi)含子RNA具有自我剪接和催具有自我剪接和催 化功

64、能化功能 由由RNA分子催化切除自身內(nèi)分子催化切除自身內(nèi)含子的反應(yīng)稱為含子的反應(yīng)稱為自我剪接自我剪接(self-splicing) 結(jié)構(gòu)依據(jù)是特定的空間構(gòu)象結(jié)構(gòu)依據(jù)是特定的空間構(gòu)象 自身剪接內(nèi)含子的自身剪接內(nèi)含子的RNA具有具有催化功能，是一種催化功能，是一種核酶核酶(ribozyme) 。如組。如組內(nèi)含子、內(nèi)含子、Rnase P和錘頭狀核酶。和錘頭狀核酶。 其活性基于轉(zhuǎn)酯化和磷酸二其活性基于轉(zhuǎn)酯化和磷酸二酯鍵水解酯鍵水解2種反應(yīng)。種反應(yīng)。四膜蟲四膜蟲rRNA的剪接的剪接采用自我剪接方式采用自我剪接方式目目 錄錄目目 錄錄四、通過(guò)轉(zhuǎn)錄后編輯一些基因可產(chǎn)生四、通過(guò)轉(zhuǎn)錄后編輯一些基因可產(chǎn)生多種產(chǎn)物

65、多種產(chǎn)物 RNA編輯編輯(RNA editing)是指轉(zhuǎn)錄后除是指轉(zhuǎn)錄后除RNA剪接之剪接之外的加工導(dǎo)致外的加工導(dǎo)致RNA堿基序列的改變。堿基序列的改變。 RNA編輯最初是在某些原生細(xì)胞線粒體細(xì)胞色素編輯最初是在某些原生細(xì)胞線粒體細(xì)胞色素氧化酶的亞基氧化酶的亞基基因的轉(zhuǎn)錄后加工中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)基因的轉(zhuǎn)錄后加工中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)RNA編輯在該基因的初級(jí)轉(zhuǎn)錄物中插入了編輯在該基因的初級(jí)轉(zhuǎn)錄物中插入了4個(gè)尿個(gè)尿嘧啶核苷酸，從而使原來(lái)的讀碼框架發(fā)生移動(dòng)。嘧啶核苷酸，從而使原來(lái)的讀碼框架發(fā)生移動(dòng)。 生物學(xué)意義：生物學(xué)意義： 消除移碼突變等基因突變的危害消除移碼突變等基因突變的危害 增加了基因產(chǎn)物的多樣性增加了基因

66、產(chǎn)物的多樣性 與生物發(fā)育與分化有關(guān)，是基因調(diào)控的一種重要方式與生物發(fā)育與分化有關(guān)，是基因調(diào)控的一種重要方式目目 錄錄目目 錄錄原生細(xì)胞線粒體細(xì)胞色素氧化酶亞基原生細(xì)胞線粒體細(xì)胞色素氧化酶亞基基因基因的轉(zhuǎn)錄后編輯的轉(zhuǎn)錄后編輯(a)原生細(xì)胞線粒體細(xì)胞色素氧化酶亞基原生細(xì)胞線粒體細(xì)胞色素氧化酶亞基基因的轉(zhuǎn)錄后編輯基因的轉(zhuǎn)錄后編輯(b)指導(dǎo)指導(dǎo)RNA 在在RNA的編輯中的作用的編輯中的作用 (模板作用模板作用)目目 錄錄目目 錄錄apo-B基因（載脂蛋白基因（載脂蛋白B基因）的組織特異性表基因）的組織特異性表達(dá)受到達(dá)受到RNA編輯的調(diào)節(jié)編輯的調(diào)節(jié)5 3 5 3 apo B-100 apo B-48CAAUAA 未編輯的未編輯的RNA 5 3 胞嘧啶核苷脫氨酶胞嘧啶核苷脫氨酶（終止密碼子）（終止密碼子）1 4536 1 2152CAA目目 錄錄 RNA合成概述：合成的兩種方式、不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄（模板鏈、合成概述：合成的兩種方式、不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄（模板鏈、編碼鏈）編碼鏈） 原核生物的轉(zhuǎn)錄原核生物的轉(zhuǎn)錄 RNA聚合酶：核心酶、全酶聚合酶：核心酶、全酶 起始：起始：因子、啟動(dòng)子保守序列、閉合因子、啟動(dòng)子保守序列、