细胞学第6章B

1、1确定内部启动子的实验确定内部启动子的实验2原核生物原核生物rrnarrna基因基因原核与真核生物的原核与真核生物的rrnarrna基因在组织结构上的差基因在组织结构上的差异异: :重复频率：如重复频率：如e.colie.coli，只重复了，只重复了7 7次；次；细菌的细菌的16s rrna 16s rrna 、23s rrna 23s rrna 、5s rrna5s rrna基因基因组成一个转录单位，在染色体上的排列顺序组成一个转录单位，在染色体上的排列顺序是是16s-23s-5s16s-23s-5s。3原核生物原核生物rrnarrna前体的加工前体的加工46.2.2 6.2.2 核糖体的装

2、配核糖体的装配原核生物核糖体的装配原核生物核糖体的装配小亚基的小亚基的rrnarrna和蛋白质的装配关系和蛋白质的装配关系: : 组成核糖体的蛋白质和组成核糖体的蛋白质和rrnarrna在大小在大小亚基中均有一定的空间排布。亚基中均有一定的空间排布。5核核糖糖体体rnarna的的位位置置关关系系6 核糖体在组装过程中核糖体在组装过程中, ,某些蛋某些蛋白质必须首先结合到白质必须首先结合到rrnarrna上上, ,其他其他蛋白才能组长上去即表现出先后层蛋白才能组长上去即表现出先后层次。根据同次。根据同rrnarrna结合的顺序结合的顺序, ,将核将核糖体蛋白分为两种糖体蛋白分为两种: :7初级结

3、合蛋白初级结合蛋白(primary binding protein)(primary binding protein) 这些蛋白质直接同这些蛋白质直接同rrnarrna结合结合, , 其中同其中同16s 16s rrnarrna结合的初级蛋白有结合的初级蛋白有1414种种: : s3, s4, s17, s20, s6, s15, s8, s18, s9, s3, s4, s17, s20, s6, s15, s8, s18, s9, s11, s12, s13, s7, s1s11, s12, s13, s7, s1。 同同5s rrna5s rrna结合的有结合的有1111种。种。次级结合

4、蛋白次级结合蛋白(secondary binding protein)(secondary binding protein) 这些蛋白质不直接同这些蛋白质不直接同rrnarrna结合结合, , 而是同初而是同初级结合蛋结合级结合蛋结合:s10, s16, s2, s6, s21, s14, :s10, s16, s2, s6, s21, s14, s19s19。8核糖体蛋白空间定位核糖体蛋白空间定位9真核生物核糖体真核生物核糖体装配模型装配模型80s80s前体颗粒形成前体颗粒形成 45s rrna+5s rrna+45s rrna+5s rrna+蛋白质蛋白质 45s rrna 45s rrn

5、a 41s rrna41s rrna大小亚基前体形成大小亚基前体形成: : 大大:32s rrna:32s rrna和和5s rrna5s rrna 小小:20s:20s的前体的前体rrnarrna；小亚基成熟与运送小亚基成熟与运送: : 20s rrna 20s rrna18s rrna18s rrna大亚基成熟与运送大亚基成熟与运送 32s rrna32s rrna28s rrna+5.8s rrna28s rrna+5.8s rrna?10核糖体的合成与装配核糖体的合成与装配116.3 6.3 核糖体的功能核糖体的功能核糖体的核糖体的rnarna结合位点结合位点与与mrnamrna结合的

6、位点结合的位点:sd:sd序列序列蛋白质合成中各位点的协同性蛋白质合成中各位点的协同性多聚核糖体多聚核糖体(polysome)(polysome)蛋白质合成的抑制剂蛋白质合成的抑制剂蛋白质合成的基本过程蛋白质合成的基本过程蛋白质寿命蛋白质寿命?12核糖体的功能位点核糖体的功能位点?13真核与原核真核与原核mrnamrna的差异的差异14sd(shine-delgarno) sequence15蛋白质合成中各位点的协同性蛋白质合成中各位点的协同性16多多聚聚核核糖糖体体?17嘌呤霉素对蛋白质合成的抑制作嘌呤霉素对蛋白质合成的抑制作用用18嘌呤嘌呤霉素霉素对蛋对蛋白质白质合成合成的抑的抑制作制作用

7、用196.4 ribozyme and antisense rna核酶核酶(ribozyme)反义反义rnarna(antisense rna)206.4.1 6.4.1 真核细胞中的真核细胞中的小分子小分子rna(small rna)rna(small rna)大小大小:100:100300 bases300 bases由由rnarna聚合酶聚合酶或或rnarna聚合酶聚合酶所合成所合成某些像某些像mrnamrna一样可被加帽一样可被加帽类别类别:scrna snrna:scrna snrna21scrna(small cytoplasmic rna):snrna(small nuclear

8、 rna)： snrnps(small nuclear ribonucleoproteins)颗粒；颗粒；一个一个snrna, 10个蛋白质个蛋白质;有些蛋白质是某一有些蛋白质是某一snrnp所特有，有些则所特有，有些则是各种是各种snrnp所共有；所共有； snrnps分类分类: 由于由于snrna富含脲嘧啶核苷，分类时把它富含脲嘧啶核苷，分类时把它分为分为u1、u2、等。等。22 6.4.2 6.4.2 antisense rna反义反义rnarna分类分类i i类类 直接作用于其靶直接作用于其靶mrnamrna的的sdsd序列和序列和/ /或编或编码区码区; ;类类: : 与与mrnam

9、rna的的sdsd序列的上游非编码区结合序列的上游非编码区结合, ,从而抑制靶从而抑制靶mrnamrna的翻译；的翻译；iiiiii类类: : 核酶核酶(ribozyme)(ribozyme)236.4.3 6.4.3 ribozymea an enzyme in which rna rather than protein is responsible for catalytic activity.与蛋白质酶相比，核酶的催化效与蛋白质酶相比，核酶的催化效率较低，是一种较为原始的催化酶。率较低，是一种较为原始的催化酶。24核核酶酶的的作作用用25核酶的发现核酶的发现几个基本概念几个基本概念间隔序

10、列间隔序列(space sequence)(space sequence)内含子内含子(intron)(intron)外显子外显子(exon)(exon)26卵清卵清蛋白蛋白前体前体mrnamrna的加的加工工27发现发现 1980s 1980s thomas cechthomas cech等等 研究四膜虫的研究四膜虫的26srrna26srrna前体加工前体加工 发现发现:26s rrna:26s rrna前体可进行自剪切前体可进行自剪切 (self- splicing)证明证明 26srrna26srrna基因克隆基因克隆 无细胞系统中转录无细胞系统中转录 研究研究26s rrna26s

11、rrna的前体分子剪切的前体分子剪切28rrnarrna前体前体的自的自剪接剪接2950s50s核糖体中核糖体中23s rrna23s rrna核酶活性核酶活性起因起因: :肽酰转移酶肽酰转移酶(peptidyl transferase)(peptidyl transferase)发现者发现者: : harry nollerharry noller等等,1992,1992年年实验过程实验过程: : 破坏破坏50s50s亚基核糖体蛋白质亚基核糖体蛋白质 蛋白酶蛋白酶k k、sdssds、苯酚等、苯酚等 破坏破坏rrnarrna 核酸酶处理核酸酶处理50s50s亚基亚基核糖体核糖体 抑制蛋白质合成

12、抑制蛋白质合成 用抑制剂处理用抑制剂处理结论结论: : 具有肽酰转移酶的活性分子是具有肽酰转移酶的活性分子是23srrna23srrna。306.4.3 6.4.3 核酶核酶核酶的类型核酶的类型rnarna和蛋白质复合物和蛋白质复合物 核糖核酸酶核糖核酸酶 p p (ribonuclease p),是一种是一种核糖核蛋白核糖核蛋白, , 含有一个含有一个trnatrna分子分子( (长为长为375375个核苷个核苷) )和一个分子量为和一个分子量为20kda20kda的多的多肽。肽。具有催化活性的具有催化活性的小分子小分子rnarna、型内含子型内含子31 splicing mechanism

13、snuclear splicinggroup i intron splicinggroup ii intron splicing32rnarna剪接的三种途径剪接的三种途径?33核剪接核剪接(nuclear splicing)(nuclear splicing)即从即从pre-mrnapre-mrna中切除内含子中切除内含子剪接发生在细胞核中剪接发生在细胞核中加工成熟的加工成熟的mrnamrna被运送到细胞被运送到细胞 质。质。34mrnamrna合成、加工与运输合成、加工与运输35真核生物真核生物mrnamrna的输出的输出36nuclear splicing mechanisms gu-a

14、g rule；spliceosomes : composed of proteins and rnas. the rna components of the spliceosome are five types of small nuclear rnas (snrnas) called u1, u2, u4, u5, and u6. lariat-like structure 。 37核核剪剪接接38gu-ag rule39group i intron splicing结构特点结构特点: : 内含子转录后可以形成内含子转录后可以形成9 9个由碱基个由碱基 配对形成的特定二级结构配对形成的特定二

15、级结构, , 分别命分别命 名为名为p1p1至至p9, p1p9, p1和和p7p7是保守的。是保守的。需要游离的鸟苷需要游离的鸟苷存在的细胞器存在的细胞器: :核、线粒体、叶绿体核、线粒体、叶绿体基因基因: :前体前体rrnarrna、mrnamrna和和trnatrna40group i intron splicing41group ii intron splicing结构特点结构特点: : 内含子转录后可以形成内含子转录后可以形成6 6个发夹环个发夹环gu-aggu-ag规则规则不需不需snrnasnrna参与参与, ,不形成剪接体不形成剪接体形成套索形成套索存在的细胞器存在的细胞器:

16、:线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体基因基因: :前体前体mrnamrna42ii组内含子的剪组内含子的剪接接43核酶与基因治疗核酶与基因治疗榔头型核酶榔头型核酶(hammerhead ribozyme)(hammerhead ribozyme)是植物病毒中的一种核酶是植物病毒中的一种核酶催化时形成一种特殊的二级结构，类似榔头催化时形成一种特殊的二级结构，类似榔头有一个双链螺旋的柄结构有一个双链螺旋的柄结构( (柄柄ii)ii)核酶同靶核酶同靶rnarna配对形成柄配对形成柄和柄和柄切点在靶切点在靶rnarna的柄的柄、柄、柄配对区之间配对区之间44榔头型核酶榔头型核酶45rna editing r

17、na editing refers to rna processing events (other than splicing) that alter the protein-coding sequences of some mrnas. this unexpected form of rna processing was first discovered in mitochondrial mrnas of trypanosomes( (锥虫锥虫) ), in which u residues are added and deleted at multiple sites along the

18、molecule. more recently, editing has also been described in mitochondrial mrnas of other organisms, chloroplast mrnas of higher plants, and nuclear mrnas of some mammalian genes.46editing in mammalian nuclear mrnas, as well as in mitochondrial and chloroplast rnas of higher plants, involves single base changes as a result of base modification reactions;rna editing reactions include the deamination of cytosine to uridine and of adenosine to inosine( (次黄苷次黄苷););apo-b48(2152 amino