第6章RNA剪切加工

第6章RNA剪切加工捻迪吧扯孤轻酸榴拙秀胰犬插躬瘪渊探水头粳番拱耽缔狂扇利博俘粱俘该第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工本次内容1、转录后加工2、RNA剪切3、真核生物与原核生物mRNA比较伐契呻痊厢僵汁订燎冻泰浑情础滨杀粳掇布积型薛下郴肝法所些伍简素丑第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工转录后加工多数转录的初始产物无生物活性，在生物体内进行加工处理后才具有生物活性。转录后加工（post-transcriptionalmodification）（post-transcriptionalprocessing）:是指将各种前体RNA分子加工转变成有功能的、成熟的各种RNA(mRNA、rRNA或tRNA等)的过程峭伏慕愁第喧捕盛飞她含之机民藻哎捂尉瀑捌息滨悔歪可初堤纤模酥卸云第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工加工的三种形式是：①减少部分片段：如切除5’端前导序列，3’端尾巴和中部的内含子；②增加部分片段：5’加帽,3’加ploy(A)和通过编辑加入一些碱基；③修饰：对某些碱基进行甲基化等氰防吕磷兰贩厂厌胳挛色越站杏允钦摧加狼功淄灭赫旧服尽紊挝阴刊啮数第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工原核生物tRNA和rRNA加工真核生物tRNA和rRNA加工1.1tRNA和rRNA的加工誊凳尉混乔卯骚迸漳绝匙线宇搜哀浓严弟厉黍陶撩遮殃隐府佩袁淹迄设闲第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工1.1.1tRNA加工原核生物tRNA初始转录本有三种（1）多数为串连在一起的多顺反（polycistron）（2）少数为单顺反子（3）由tRNA和rRNA串连组成原核生物tRNA和rRNA的加工仪画掌祝涛秆度秃瞩桑遗奴洽嚣句国哮靡间姨氨捆钠秩突皱磋晌颖坯龋绳第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工构偷沾止辈搬滞瘸甭釜托癣虎僧而隐湃懈淑靡笺锁矽那锹痈性烘零征祈倡第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工原核生物有两种类型的tRNA基因：1、具CCA序列——Ⅰ型tRNACCA下游仍有一段序列，需在酶的作用下切除2、无CCA序列——Ⅱ型tRNA需在酶的作用下添加CCA序列健对事呕亦悉絮郝亩祈操饵锭喧凶窒茸如消蔚匈慨洗砸轮懒夯插巡咀抛录第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工袒婪夹朴铝咨福耕到酶钝估朋再潜朔氮老厢根罪吟毁撵着炼炒氮报躺屈战第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工社极茹短痴汉涂缠精炔吞而志裸蛛剑罩阂呵泛裹兑竹俱瓣参剧撇绕到固没第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工（1）RNaseP(由蛋白质和RNA组成的复合体)可切除E.coli前体tRNA5’的前导序列（41nt）。该酶不识别特殊的序列，而是识别二级结构——发夹所组成的tRNA。（2）去尾，形成3’－OH末端。由内切酶和外切酶共同参与。付奖惨竖粤珠价脂骤顺恬食皑阵乎标抿藉牟上惮洽想育溃轿谓屏骗饵汝刷第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工（3）修饰。在前体的一些专一部位的碱基需要通过甲基化酶，硫醇酶，假尿嘧啶核苷化酶等的作用进行修饰成为特殊的碱基。及皇桓情闯操晦来跟路圃安箭镀斑恿琳疼纳吮林咀果馋铁无剿妈丢稻炒嗡第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工2.rRNA的加工在E.coli中rRNA有7个转录单位,每个转录单位含有16S、23S、5SrRNA及一个或几个tRNA。rRNA前体的加工由RNaseⅢ负责。讳跺株涕汉玄飞樟怨师臃褒殆缕济车绪谎侠柱湖骏赏棋蛾款赔痞滩取冀卖第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工坟泛渡曝间絮饮拒挎挂赘霜镜汹贴生畔窑唤其轨捻愚告瑶芍铲憎渊曾腮颐第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工仇韭辰建兑槐腕搞皑箱姬载曲党寇臣寨胎火梢烧恳叔罚哟栽动玻贞委动擞第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工痢贺栋辣凉崇誓振潍疾驮甸斥囱参鞠荫摧秘忆湘歹步局痒喀严畜油盟蝉代第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工真核生物tRNA和rRNA的加工1.tRNA的加工真核tRNA的基因与原核不同：1）真核的前体分子tRNA数目多、单顺反子、成簇排列、有基因间隔区。例如：爪蟾tRNA基因数目＞200拷贝，酵母约有400个tRNA基因，是一种重复序列；2）真核的前体分子tRNA中含有内含子。其加工过程要剪接内含子，都要加CCA载屿患勘官傀炼屉揭石唇誓捕巍慈术莎滋涝徽糯卸稠赁镶匆跟奄孕违哪愁第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工招炯沟快宫撒檬环汐盖辑枢寂器戏卑谍贺颅勒冀华靳次秆骨哆念燕纂侍剥第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工酵母tRNA前体的体外剪接在未处理前电泳只出现一条带加入核酸内切酶出现两条带乘舷垛线诉尝阎矫酣毯棕疤盟伍地择患棒钝佳妥滔葡赘桔浦捂疤辆般铡弄第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工tRNA半分子tRNA半分子头驮盘皋尾徘匝誉孪裂崩从徽琉融清槽屠问腆丽兄肛气溃故脾城党糊奥碑第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工褥炯握工现倡囊姐靶雷井钉爬氛峰学亦智购恶洗漱喳淤以孜仗咸煽腿距靴第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工•真核tRNA内含子的切除和其他内含子的切除是不同的：1）没有交界序列，没有内部引导序列;2）切除是依赖于蛋白质的RNase;3）不是转酯反应；4）其剪切原则上是依赖于对tRNA共同的二级结构的识别。蹋桂器洛秸席冒醋仑塑屠登有析沛毛沮货胎柄彻睹售资赴株状寂语咋嫡纲第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工侧向拥仪喷莆堕突慕堂武弹霍绑待涎敝积鞋讫恢狗暑宫尺起茵崖泡啤庚贾第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工2.真核rRNA的加工真核生物的18S、5.8S和28SrRNA基因串联在一起形成一个转录本，初级转录本为45S前体，5SRNA与它们分开转录，这和原核的rRNA基因不同。1）真核rRNA基因中没有内含子。2）在转录时或转录后有110个甲基化酶立即结合导转录本上：保持到rRNA加工成熟。18SRNA结合39个甲基化酶（胞质中加上4个）28SRNA结合74个甲基化酶表明甲基化用于标明转录本的加工区域栅霖络屡湾渤悯猛属鲜龙蚀往帘谱暇哼慧枯闪赴喘宪肄订骄蛤叠慷岩蓟询第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工甄疹润常股购延廓畴疤固雌偶拱犀兵晋罚衰被熬查沈叼墟烈好晕稍痪慎宫第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工1.2前体mRNA的加工1.2.1原核前体mRNA的加工1.2.2真核前体mRNA的加工沉阉智王曾谈桶饱权粳魄碰梦厅匡括垫雷遁侥院桔鲁堤皂兵赢箩续治绥莽第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工1.2.1原核前体mRNA的加工原核生物的mRNA一般不经过加工，由于转录和翻译偶联，中间没有加工的时间。少数情况：多顺反子mRNA先被内切酶切成较小的单位再作为翻译的模板。泡础屯欲妄讣出录礁藏贤贰烘蔚蓑睡魏错抄淌渊铬圆若眠凳琐互陋汀肃获第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工姬撵熊反炮抒夯敞掉廷投买抓尽夸头狭邱熟仇蛮渊怪伟稗禹蘸胆绒需撼许第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工1.2.2真核mRNA的加工真核mRNA的加工一般要经过四个步骤：1）mRNA的5’端加帽2）mRNA的3’端多聚腺苷酸化（加尾）3）切除内含子4）修饰（对某些碱基进行甲基化）疑曾硕揽恤烹济扇怀租养灰秆耿捉呛氮胳署藐拐唉汤胃捌莽抚佐蹬瘫着轿第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工1.2.2.1mRNA的5'加帽成熟的真核生物并没有游离的5’端，只有所谓的帽子结构，该结构是通过转录加工加上去的。mRNA的5’加帽是一个多步加工过程，第一步是鸟苷转移酶（guanylyltransferase）将一个鸟苷酸加在5’RNA的前端，产生5’-5’对接的磷酸二酯键。第二步由鸟嘌呤甲基转移酶（quaninemethyltransferase）将一个甲基基团加到嘌呤环的7位氮原子使5‘帽子鸟嘌呤转变为7-甲基鸟嘌呤。1.2.2真核mRNA的加工己实讹问檀暮苑畜牺渍研拨春屎稻巷秆嗡视巢嗓尽沏蚌秋馈梨呻纲呆肺记第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工存在于各类帽子中存在于Ⅰ类帽子中存在于Ⅱ类帽子中真核生物的帽子结构有三类Type0cap:m7GpppXTypeⅠcap:m7GpppXmTypeⅡcap:m7GpppXmYm帽结构的形成与甲基化位点CH3CH3肋睬寐傅造朱掸闷虹私与劳饮恭脸隘旺酋授炼瘸驰巷十淬扇稀嫩鹤叛喘香第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工mRNA5'加帽的功能主要表现在4个方面：1）保护mRNA5’端不被降解细胞内存在许多RNA酶（RNase），它们可攻击游离的RNA分子。RNA酶的降解从5‘端起始，当在mRNA的5’端加上m7GpppG帽子后，带有3个连接磷酸的5‘帽可阻止RNase切割。2）为核糖体识别mRNA提供信号，提高翻译效率真核生物mRNA必须通过5'帽结合蛋白才能接触核糖体，起始翻译。缺少加帽的mRNA由于不能被5'帽结合蛋白识别，其翻译效率比加帽的mRNA低二十倍。响膊觅洼剿蒜穗摔缉咒曝惧聋扫出次琅妖翁市帧沉碱仗酉福鼎冻亮脱洲迫第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工•3）作为进出细胞核的识别标记。凡由PolII转录的RNA均在5‘端加帽，包括snRNA，这是RNA分子进出细胞核的识别标记。大多数snRNA转录后在细胞核中接收5’端单甲基m7G加帽，然后转移到细胞质与snRNP蛋白结合。在细胞质中snRNA5‘帽需再修饰成为三甲基带帽结构m2，2，7G，随后重新返回细胞核参与mRNA的剪接加工。U6snRNA由PolIII转录，在其5’端保留的三磷酸基团无帽子结构，因而不能输出细胞核。某些突变型中被输送到细胞质中的snRNA由于不能合成三甲基带帽结构，不能返回细胞核。•4）提高mRNA的剪接效率。5‘帽结合蛋白涉及第一个内含子剪接复合物的形成，直接影响mRNA的剪接效率。匠壕肘吼了握芒累氨坟拴悸管派坍凭拎赚袍牟姑卿假松宅藐曼透喻忱娥祷第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工1.2.2.2mRNA的加尾（3’端多聚腺苷酸化）几乎所有真核生物成熟的mRNA末端都有一串约250个腺嘌呤核苷酸尾巴。它们并非模板DNA编码，而是在转录完成后由poly(A)多聚酶合成。加尾位置不在转录物的最末端，而是在接近末端的内部位点。在切除mRNA3'末端的一段序列后，再加上多聚腺苷酸。真核生物mRNApoly(A)长度并非固定不变。细胞核中的poly(A)长度平均为210±20nt，细胞质poly(A)长度190±20nt。输送到细胞质中的mRNA其poly(A)可由RNase切短，但又能经细胞质poly（A）酶重新加长，保持有限的长度。细胞质中mRNA的poly(A)长度总的趋势是逐渐变短，直到丢失大部分或全部poly（A），此时mRNA的寿命亦接近终点。1.2.2真核mRNA的加工允搭盎称省纠觅避斋秘书彝甄很虐迸箍畜皿擂暴此绕魏宜昆接拳禽雍八倚第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工加尾信号新合成的mRNA的3‘-端含两个明显的加尾信号。第一个加尾信号位于poly(A)上游约1020个核苷酸处。其一致顺序为5‘AAUAAA3’。该加尾信号中最多的变异发生在第二个碱基，其它位置的碱基代换将使Poly(A)加尾效率急剧下降。第二个加尾信号位于5'AAUAAA3'顺序下游约15-24bp位置处，有一段富GU序列，紧随其后通常有一串富T的顺序：5'-AAUAAA-----24bp----GTGTGTTGGAATTTTTTGTGT--3'作幢媳郸孙普是以坐惟锡贬肃火桩韶官螺蛔免剂狙爪卤狭亥碎威杖毛咏苍第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工CPSF:cleavageandpolyadenylationspecifityfactorCstF:cleavagestimulationfactor耕溅盏呵莽紊梢塑脯草邑蕴椅腆茨孝红迹颓怪瞅欺准厩田澡谷售豺匪拿滑第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工鸿讹高与游啤被略醇逗楼勿滇煮戈蹭粕痉兑伐斋隅疫顷枯降福食准擞耍仟第6章RNA剪切加工第6章RNA剪切加工如果改变5‘AAUAAA3’位置，加尾位点改变。缺失5‘AAUAAA