生物化学RNA的生物合成

生物化学RNA的生物合成第1页，共135页，2023年，2月20日，星期一本章主要内容：

第一节原核生物转录的模板和酶第二节原核生物的转录过程第三节真核生物的转录过程第四节真核生物RNA的加工

1.5学时2.5学时第2页，共135页，2023年，2月20日，星期一在生物界，RNA合成有两种方式：

一是DNA指导的RNA合成，也叫转录，此为生物体内的主要合成方式，也是本章介绍的主要内容。另一种是RNA指导的RNA合成(RNA-dependentRNAsynthesis)，也叫RNA复制(RNAreplication),由RNA依赖的RNA聚合酶(RNA-dependentRNApolymerase)催化，常见于病毒，是逆转录病毒以外的RNA病毒在宿主细胞以病毒的单链RNA为模板合成RNA的方式。

第3页，共135页，2023年，2月20日，星期一转录(transcription)是生物体以DNA为模板合成RNA的过程。转录RNADNA

第4页，共135页，2023年，2月20日，星期一

DNA和RNA生物合成的比较(1)

复制转录1.原料

dNTPNTP2.模板

DNA两条链DNA一条链3.引物

需要RNA引物不需引物4.新连延伸方向

5ˊ→3ˊ5ˊ→3ˊ5.产物子链DNAmRNAtRNArRNA6.主要酶类

DNA聚合酶RNA聚合酶解旋、解链酶类（α2ββˊσ）引物酶终止因子(ρ)DNA连接酶第5页，共135页，2023年，2月20日，星期一DNA和RNA生物合成的比较(2)

复制过程转录过程模板DNA解旋与解链，σ因子辨认起始点,

形成复制叉；带动全酶解开DNA双链,形成引发体，促使转录起动；合成RNA引物；σ因子随之脱落下来；3.按A=T、G=C碱基配对在核心酶催化下,

规则，合成DNA；使RNA链不断延长；形成冈崎片段；切除引物、填补空隙、ρ因子终止链延长。DNA连接酶连接封口，形成长链DNA第6页，共135页，2023年，2月20日，星期一参与转录的物质：原料:

NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)模板:

DNA酶:

RNA聚合酶(RNApolymerase,RNA-pol)其他蛋白质因子第7页，共135页，2023年，2月20日，星期一原核生物转录的模板和酶Templates&EnzymesinProkaryoticTranscription第一节第8页，共135页，2023年，2月20日，星期一一、原核生物转录的模板DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因(structuralgene)。转录的这种选择性称为不对称转录(asymmetrictranscription)，它有两方面含义：在DNA分子双链上，一股链用作模板指引转录，另一股链不转录；其二是模板链并非总是在同一单链上。第9页，共135页，2023年，2月20日，星期一5′···GCAGTACATGTC···3′3′···cgtgatgtacag···5′5′···GCAGUACAUGUC···3′N······Ala·Val·His·Val······C编码链模板链mRNA蛋白质转录翻译DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成RNA的一股单链，称为模板链(templatestrand)，也称作反意义链；相对的另一股单链是编码链(codingstrand)，也称为有意义链。第10页，共135页，2023年，2月20日，星期一5/3/3/5/不对称转录：1、DNA分子上只有一条可转录

2、模板链并不总是在同一单链上RNA合成方向：5/→3/不对称转录（asymmetrictranscription）结构基因第11页，共135页，2023年，2月20日，星期一转录特点第12页，共135页，2023年，2月20日，星期一二、RNA合成由RNA聚合酶催化（一）RNA聚合酶能直接启动RNA链的合成DNA依赖的RNA聚合酶催化合成RNA；RNA合成的化学机制与DNA依赖的DNA聚合酶催化DNA合成相似。(NMP)n+NTP→(NMP)n+1+PPiRNA延长的RNA第13页，共135页，2023年，2月20日，星期一(NMP)n

+

NTP(NMP)n+1

+PPi

RNA

延长的RNARNA聚合酶通过在RNA的3-羟基端加入核苷酸延长RNA链，以5

到3方向合成RNA。总的反应可以表示为：DNA依赖的RNA聚合酶催化RNA的合成机制第14页，共135页，2023年，2月20日，星期一

DNA聚合酶在启动DNA链延长时需要引物存在，而RNA聚合酶不需要引物就能直接启动RNA链的延长。RNA聚合酶和DNA的特殊序列——启动子(promoter)结合后，就能启动RNA合成。

第15页，共135页，2023年，2月20日，星期一（二）RNA聚合酶由多个亚基组成第16页，共135页，2023年，2月20日，星期一

利福平和利福霉素能结合在β亚基上而对此酶发生强烈的抑制作用。β亚基似乎是酶和核苷酸底物结合的部位。细胞内转录是在DNA特定的起始点上开始的，亚基的功能是辨认转录起始点的。β’亚基是酶与DNA模板结合的主要成分。α亚基可能与转录基因的类型和种类有关。RNA聚合酶第17页，共135页，2023年，2月20日，星期一核心酶

(coreenzyme)全酶

(holoenzyme)转录起始阶段转录延长阶段第18页，共135页，2023年，2月20日，星期一

RNA聚合酶第19页，共135页，2023年，2月20日，星期一E.coli的RNA聚合酶全酶(具有σ70

亚基)识别的典型启动子结构示意第20页，共135页，2023年，2月20日，星期一有些原核RNA聚合酶具有与σ70不同的σ亚基，这些RNA聚合酶所识别启动子的共有序列与含σ70亚基的RNA聚合酶所识别的启动子共有序列也不同。例如，识别和结合热休克基因(heat-shockgenes)启动子的RNA聚合酶具有的是σ32(分子质量32kD)，而不是σ70；识别与细胞移动和细胞化学趋化(chemotaxis)相关基因启动子的是σ28；识别与氮代谢相关基因启动子的是σ54。第21页，共135页，2023年，2月20日，星期一三、RNA聚合酶结合到DNA的启动子上起动转录转录是不连续、分区段进行的。每一转录区段可视为一个转录单位，称为操纵子(operon)。操纵子包括若干个结构基因及其上游(upstream)的调控序列。5335结构基因调控序列RNA-pol第22页，共135页，2023年，2月20日，星期一第23页，共135页，2023年，2月20日，星期一

调控序列中的启动子是RNA聚合酶结合模板DNA的部位，也是控制转录的关键部位。原核生物以RNA聚合酶全酶结合到DNA的启动子上而起动转录，其中由σ亚基辨认启动子，其他亚基相互配合。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。第24页，共135页，2023年，2月20日，星期一RNA聚合酶保护法第25页，共135页，2023年，2月20日，星期一开始转录TTGACAAACTGT-35区(Pribnowbox)TATAATPuATATTAPy-10区1-30-5010-10-40-205335RNA-pol辨认位点(recognitionsite)55RNA聚合酶保护区结构基因33用RNA聚合酶保护法研究转录起始区第26页，共135页，2023年，2月20日，星期一第27页，共135页，2023年，2月20日，星期一第28页，共135页，2023年，2月20日，星期一第29页，共135页，2023年，2月20日，星期一RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合:第30页，共135页，2023年，2月20日，星期一第31页，共135页，2023年，2月20日，星期一原核生物的转录过程TheProcessofTranscriptioninProkaryote第二节第32页，共135页，2023年，2月20日，星期一RNA聚合酶必须准确地结合在转录模板的起始区域。DNA双链解开，使其中的一条链作为转录的模板。一、转录起始需要RNA聚合酶全酶转录起始需解决两个问题：第33页，共135页，2023年，2月20日，星期一E.coli的转录起始和延长第34页，共135页，2023年，2月20日，星期一2.DNA双链局部解开，形成开放转录复合体(opentranscriptioncomplex)

；1.RNA聚合酶全酶(2)与模板结合，形成闭合转录复合体(closedtranscriptioncomplex)

；3.在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形成转录起始复合物：RNApol(2)-DNA-pppGpN-OH3转录起始复合物:5-pppG-OH+

NTP5-pppGpN

-OH3+ppi转录起始过程：第35页，共135页，2023年，2月20日，星期一第36页，共135页，2023年，2月20日，星期一第37页，共135页，2023年，2月20日，星期一第一个磷酸二酯键生成后，σ亚基即从转录起始复合物上脱落，核心酶连同四磷酸二核苷酸，继续结合于DNA模板上，酶沿DNA链前移，进入延长阶段。

第38页，共135页，2023年，2月20日，星期一二、原核生物的转录延长时蛋白质的翻译也同时进行1.亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移；

2.在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长。(NMP)n+NTP(NMP)n+1+PPi第39页，共135页，2023年，2月20日，星期一第40页，共135页，2023年，2月20日，星期一E.coli的RNA聚合酶催化的转录过程第41页，共135页，2023年，2月20日，星期一转录过程中DNA的超螺旋结构变化转录过程中DNA的超螺旋结构变化第42页，共135页，2023年，2月20日，星期一53DNA原核生物转录过程中的羽毛状现象核糖体RNARNA聚合酶在同一DNA模板上，有多个转录同时在进行；转录尚未完成，翻译已在进行。这种形状说明：第43页，共135页，2023年，2月20日，星期一电镜下原核生物转录过程中的羽毛状现象

第44页，共135页，2023年，2月20日，星期一依赖Rho因子的转录终止非依赖Rho因子的转录终止三、原核生物转录终止分为依赖ρ(Rho)因子与非依赖ρ因子两大类转录终止指RNA聚合酶在DNA模板上停顿下来不再前进，转录产物RNA链从转录复合物上脱落下来。依据是否需要蛋白质因子的参与，原核生物转录终止分为：第45页，共135页，2023年，2月20日，星期一第46页，共135页，2023年，2月20日，星期一ρ因子是由相同亚基组成的六聚体蛋白质,46KD。ρ因子能结合RNA，又以对polyC的结合力最强。ρ因子还有ATP酶活性和解螺旋酶(helicase)的活性。（一）依赖ρ因子的转录终止ρ因子：第47页，共135页，2023年，2月20日，星期一ρ因子的作用原理：第48页，共135页，2023年，2月20日，星期一第49页，共135页，2023年，2月20日，星期一目前认为，ρ因子终止转录的作用是：与RNA转录产物结合，结合后ρ因子和RNA聚合酶都可发生构象变化，从而使RNA聚合酶停顿，解螺旋酶的活性使DNA/RNA杂化双链拆离，利于产物从转录复合物中释放。第50页，共135页，2023年，2月20日，星期一（二）非依赖Rho因子的转录终止(内源性终止子的基本结构)DNA模板上靠近终止处，有些特殊的碱基序列，转录出RNA后，RNA产物形成特殊的结构来终止转录。第51页，共135页，2023年，2月20日，星期一5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`

RNA5TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT...3DNAUUUU...…UUUU...…5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`近终止区的转录产物形成发夹(hairpin)结构是非依赖ρ因子终止的普遍现象。第52页，共135页，2023年，2月20日，星期一内源性终止子的基本结构1)

二级结构中的发夹(长度7-20bp;发夹靠近基部通常有一个G-C富集区）。2)

转录单位最末端的连续约6个U残基组成的片段。这两个特点都是终止所必需的。在大肠杆菌基因组中，符合这些标准的序列约有1100个（约一半）。第53页，共135页，2023年，2月20日，星期一第54页，共135页，2023年，2月20日，星期一茎环结构使转录终止的机理：

使RNA聚合酶变构，转录停顿；使转录复合物趋于解离，RNA产物释放。5´pppG5335RNA-pol第55页，共135页，2023年，2月20日，星期一第56页，共135页，2023年，2月20日，星期一真核生物的转录过程TheProcessofTranscriptioninEukaryote第三节第57页，共135页，2023年，2月20日，星期一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，转录终止也不相同。第58页，共135页，2023年，2月20日，星期一一、真核生物有三种DNA依赖性RNA聚合酶真核生物具有3种不同的RNA聚合酶:RNA聚合酶Ⅰ（RNAPolⅠ）RNA聚合酶Ⅱ（RNAPolⅡ）RNA聚合酶Ⅲ（RNAPolⅢ）第59页，共135页，2023年，2月20日，星期一真核生物的RNA聚合酶第60页，共135页，2023年，2月20日，星期一细胞核中RNA聚合酶的种类

酶细胞内定位主要转录产物相对活性RNA聚合酶I核仁rRNA，大多数snRNA50%~70%RNA聚合酶II核质mRNA前体20%~40%RNA聚合酶III核质tRNA、5SRNA和部分snRNA约10%

但在细菌中，一种RNA聚合酶几乎负责所有mRNA、tRNA和rRNA的合成。第61页，共135页，2023年，2月20日，星期一所有真核生物的RNA聚合酶都有两个不同的大亚基和十几个小亚基酿酒酵母的聚合酶Ⅱ与β’有相似与β有同源性与α有同源性第62页，共135页，2023年，2月20日，星期一真核生物RNA聚合酶的结构比原核生物复杂，所有真核生物的RNA聚合酶都有两个不同的大亚基和十几个小亚基.RNA聚合酶Ⅱ由12个亚基组成，其最大的亚基称为RBP1。RNA聚合酶Ⅱ最大亚基的羧基末端有一段共有序列(consensussequence)为Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser的重复序列片段，称为羧基末端结构域(carboxyl-terminaldomain,CTD)。

CTD对于维持细胞的活性是必需的。第63页，共135页，2023年，2月20日，星期一羧基末端结构域

(carboxyl-terminaldomain,CTD)RNA聚合酶Ⅱ最大亚基的羧基末端有一段共有序列为Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser重复序列片段这一序列在RNA聚合酶Ⅱ中是独一无二的。所有真核生物的RNA聚合酶Ⅱ都具有CTD，只是共有序列的重复程度不同。去磷酸化的CTD在转录起始中发挥作用。磷酸化的CTD在转录延伸中发挥作用第64页，共135页，2023年，2月20日，星期一RNA聚合酶Ⅱ最大亚基CTD-P在转录延伸中发挥作用RNA聚合酶Ⅱ最大亚基CTD在转录启始中发挥作用磷酸酶激酶第65页，共135页，2023年，2月20日，星期一二、真核转录起始需要启动子、RNA聚合酶和转录因子的参与（一）转录起始前的上游区段具有启动子核心序列不同物种、不同细胞或不同的基因，转录起始点上游可以有不同的DNA序列，但这些序列都可统称为顺式作用元件(cis-actingelement)。第66页，共135页，2023年，2月20日，星期一顺式作用元件包括启动子、启动子上游元件(upstreampromoterelements)或promoter-proximalelements)等近端调控元件和增强子(enhancer)等远隔序列。起始点上游多数有共同的TATA序列，称为Hognest盒或TATA盒(TATAbox)。通常认为这就是启动子的核心序列。第67页，共135页，2023年，2月20日，星期一一个典型的真核生物基因上游序列:5’3’调控序列TATA盒InrYYANYYTA-30+1TATAAA第68页，共135页，2023年，2月20日，星期一许多RNA聚合酶II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(intiator，Inr)。启动子上游元件是位于TATA盒上游的DNA序列，多在转录起始点约-40～-100nt的位置，比较常见的是GC盒和CAAT盒。增强子是能够结合特异基因调节蛋白，促进邻近或远隔特定基因表达的DNA序列。第69页，共135页，2023年，2月20日，星期一转录起始点TATA盒－25bpCAAT盒－75bpGC盒－110bp增强子顺式作用元件(cis-actingelement)AATAAA切离加尾转录终止点修饰点外显子翻译起始点内含子OCT-1OCT-1：ATTTGCAT八聚体第70页，共135页，2023年，2月20日，星期一第71页，共135页，2023年，2月20日，星期一（二）转录因子能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质，现已发现数百种，统称为反式作用因子(trans-actingfactors)。反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的，则称为转录因子(transcriptionalfactors,TF)。第72页，共135页，2023年，2月20日，星期一参与RNA-polⅡ转录的TFⅡ第73页，共135页，2023年，2月20日，星期一基因基础转录:是由核心启动子与通用转录因子结合后起始转录过程。只含有通用转录因子和上游因子识别序列的启动子可在各种细胞类型中发挥作用，可以开始转录但其速率低。

如TBP支持基础转录第74页，共135页，2023年，2月20日，星期一能被诱导表达的基因启动子:该启动子能被诱导物直接激活，或诱导物与启动子上的阻遏物结合，从而间接激活该启动子的转录。TAFs对诱导引起的增强转录是必要的.第75页，共135页，2023年，2月20日，星期一Ⅱ型基因中的四类转录因子转录因子具体组分结合序列功能基本组分TBP,TFⅡA,B,E,G,F和HTBP结合TATA盒转录起始定位；转录起始和延长辅激活因子TAFs和中介子在可诱导因子和上游因子与基本转录因子、RNA聚合酶结合中起联结和中介作用上游因子SP1、ATF、CTF等启动子上游元件协助基本转录因子，提高转录效率和专一性可诱导因子如MyoD、HIF-1等增强子等远隔调控序列时间和空间（组织）特异性地调控转录第76页，共135页，2023年，2月20日，星期一（三）转录起始前复合物真核生物转录分四个时期:

装配期(RNA聚合酶Ⅱ和通用转录因子形成闭合复合体)

启始期延长期终止期真核生物RNA-pol不与DNA分子直接结合，而需依靠众多的转录因子，形成转录起始复合物(pre-initiationcomplex,PIC)

。需有关蛋白质参与第77页，共135页，2023年，2月20日，星期一PIC装配顺序

2.TFⅡB-TBP-DNA复合体

TFⅡA稳定复合体3.TFⅡF与RNA聚合酶Ⅱ-TFⅡB,降低RNA聚合酶Ⅱ与DNA的非特异性结合4.TFⅡH有解旋酶活性,打开转录起始点DNA双链,使闭合复合体成为开放复合体,启始转录.5.延长阶段,TFⅡF增强RNA聚合酶Ⅱ活性1.TBP与TATABOX结合;TFⅡB与TBP结合第78页，共135页，2023年，2月20日，星期一真核RNA聚合酶Ⅱ与通用转录因子的作用过程第79页，共135页，2023年，2月20日，星期一POL-ⅡTFⅡFⅡAⅡBPOL-ⅡTFⅡFⅡHⅡETPTAFTFⅡD-ⅡA-ⅡB-DNA复合物TATAⅡAⅡBTBPTAFTATAⅡHⅡECTD-P闭合复合体组装完成，TFⅡH使CTD磷酸化真核生物的闭合复合体的组装第80页，共135页，2023年，2月20日，星期一RNA聚合酶II与启动子的结合、启动转录需要多种蛋白质因子的协同作用。通常包括：可诱导因子或上游因子与增强子或启动子上游元件的结合；通用转录因子在启动子处的组装；辅激活因子和/或中介子在通用转录因子/RNA聚合酶II复合物与可诱导因子、上游因子之间的辅助和中介作用。因子和因子之间互相辨认、结合，以准确地控制基因是否转录、何时转录。第81页，共135页，2023年，2月20日，星期一第82页，共135页，2023年，2月20日，星期一（四）少数几个反式作用因子的搭配启动特定基因的转录为了保证转录的准确性，不同基因需不同转录因子。拼板理论(piecingtheory)

：少数几个反式作用因子（主要是可诱导因子和上游因子）之间互相作用，再与基本转录因子、RNA聚合酶搭配而有针对性地结合、转录相应的基因。可诱导因子和上游因子常常通过辅激活因子或中介子与基本转录因子、RNA聚合酶结合，但有时也可直接与基本转录因子、RNA聚合酶结合。第83页，共135页，2023年，2月20日，星期一三、真核生物转录延长过程中没有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，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。转录延长过程中可以观察到核小体移位和解聚现象。第84页，共135页，2023年，2月20日，星期一RNA-PolRNA-PolRNA-Pol核小体转录延长中的核小体移位转录方向第85页，共135页，2023年，2月20日，星期一四、真核生物的转录终止和加尾修饰同时进行真核生物的转录终止，是和转录后修饰密切相关的。真核生物mRNA有聚腺苷酸(polyA)尾巴结构，是转录后才加进去的。转录不是在polyA的位置上终止，而是超出数百个乃至上千个核苷酸后才停顿。已发现，在读码框架的下游，常有一组共同序列AATAAA，再下游还有相当多的GT序列。这些序列称为转录终止的修饰点。第86页，共135页，2023年，2月20日，星期一真核生物的转录终止及加尾修饰第87页，共135页，2023年，2月20日，星期一RNA聚合酶缺乏有校读(proofreading)功能的3’至5’核酸外切酶活性，因此转录发生的错误率比复制发生的错误率高。但一个基因可以转录产生许多RNA拷贝，而且RNA最终是被降解和替代，所以转录产生错误RNA对细胞的影响远比复制产生错误DNA对细胞的影响小。RNA聚合酶缺乏校读(proofreading)功能第88页，共135页，2023年，2月20日，星期一真核生物RNA的加工Post-transcriptionalModificationofEukaryoticRNA第四节第89页，共135页，2023年，2月20日，星期一真核生物转录生成的RNA分子是初级RNA转录物(primaryRNAtranscript)，几乎所有的初级RNA转录物都要经过加工，才能成为具有功能的成熟的RNA。加工主要在细胞核中进行。第90页，共135页，2023年，2月20日，星期一几种主要的修饰方式：1.剪接(splicing)2.剪切(cleavage)3.

修饰(modification)4.

添加(addition)第91页，共135页，2023年，2月20日，星期一一、真核生物mRNA的加工包括首、尾修饰和剪接（一）前体mRNA在5’-末端加入“帽”结构大多数真核mRNA的5’-末端有7-甲基鸟嘌呤的帽结构。这个真核mRNA加工过程的起始步骤由两种酶，加帽酶(cappingenzyme)和甲基转移酶(methyltransferase)催化完成。

第92页，共135页，2023年，2月20日，星期一帽子结构：5’5’1’1’第93页，共135页，2023年，2月20日，星期一帽子覆盖了mRNA的5`端，它可在几个位点被甲基化GAAGuanine-7-methyl-transferase2`-O-methyl-transferaseCap010~15%100%第94页，共135页，2023年，2月20日，星期一第95页，共135页，2023年，2月20日，星期一5pppGp…5GpppGp…pppGppi鸟苷酸转移酶5

m7GpppGp…甲基转移酶SAM帽子结构的生成过程：5ppGp…磷酸酶Pi第96页，共135页，2023年，2月20日，星期一第97页，共135页，2023年，2月20日，星期一帽子结构的意义：可以使mRNA免遭核酸酶的攻击；也能与帽结合蛋白质复合体(cap-bindingcomplexofprotein)结合，并参与mRNA和核糖体的结合，启动蛋白质的生物合成。第98页，共135页，2023年，2月20日，星期一（二）前体mRNA在3’端特异位点断裂并加上多聚腺苷酸尾1.

hnRNA

和snRNA核内的初级mRNA称为杂化核RNA(hetero-nuclearRNA,hnRNA)snRNA(smallnuclearRNA)核内的蛋白质小分子核糖核酸蛋白体（并接体,splicesome）snRNA第99页，共135页，2023年，2月20日，星期一尾部修饰是和转录终止同时进行的过程。polyA的有无与长短，是维持mRNA作为翻译模板的活性，以及增加mRNA本身稳定性的因素。一般真核生物在胞浆内出现的mRNA，其polyA长度为100至200个核苷酸之间，也有少数例外。前体mRNA分子的断裂和加多聚腺苷酸尾是多步骤过程。第100页，共135页，2023年，2月20日，星期一第101页，共135页，2023年，2月20日，星期一第102页，共135页，2023年，2月20日，星期一第103页，共135页，2023年，2月20日，星期一慢速多聚磷酸化AAUAAAG/UG/UG/UAAAAAAAAAAOHPAPAAAAAAAAAAOHAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAOHPoly(a)信号Poly(A)位点CPSFCPSFCPSFCFⅠ,CFⅡ,

CStFCF1CFⅡCStFPAPCStFCFⅡCF1CPSFPAP剪切CPSFOHPPAPCStFATPPPi降解PPABⅡPABⅡ快速多聚磷酸化PABⅡATPPPi断裂和聚腺苷酸化特异性因子断裂因子，断裂激动因子多聚腺苷酸聚合酶多聚腺苷酸聚合蛋白Ⅱ第104页，共135页，2023年，2月20日，星期一真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，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。断裂基因(splitegene)CABD编码区A、B、C、D非编码区第105页，共135页，2023年，2月20日，星期一2.外显子(exon)和内含子(intron)结构基因中能够指导多肽链合成的编码顺序被称为外显子，而结构基因中不能指导多肽链合成的非编码顺序就被称为内含子。第106页，共135页，2023年，2月20日，星期一鸡卵清蛋白基因hnRNA首、尾修饰hnRNA剪接成熟的mRNA鸡卵清蛋白基因及其转录、转录后修饰第107页，共135页，2023年，2月20日，星期一鸡卵清蛋白成熟mRNA与DNA杂交电镜图DNAmRNA第108页，共135页，2023年，2月20日，星期一3.内含子的分类根据基因的类型和剪接的方式，通常把内含子分为4类：I：主要存在于线粒体、叶绿体及某些低等真核生物的rRNA基因；

II：也发现于线粒体、叶绿体，转录产物是mRNA；III：是常见的形成套索结构后剪接，大多数mRNA基因有此类内含子；IV：是tRNA基因及其初级转录产物中的内含子，剪接过程需酶及ATP。第109页，共135页，2023年，2月20日，星期一4.mRNA的剪接——除去hnRNA中的内含子，将外显子连接。snRNP与hnRNA结合成为并接体①第110页，共135页，2023年，2月20日，星期一真核mRNA前体剪接机制两步转酯反应:第一步:将内含子5’P与外显子1的3’O之间的酯键转变为内含子5’P与分支点A的2’O之间的酯键.第二步:将外显子2的5’P与内含子3’O之间酯键转变为外显子2的5’P与外显子1的3’O之间的酯键.亲核攻击:带富余电荷的基团进攻带正电性的原子而形成价键

第111页，共135页，2023年，2月20日，星期一第112页，共135页，2023年，2月20日，星期一真核mRNA前体剪接机制剪接体复合体组成：5种snRNA加50种蛋白质5种snRNA：U1，U2，U4，U5，U6U2，U6组成催化中心，发生转酯反应。第113页，共135页，2023年，2月20日，星期一mRNA的剪接第114页，共135页，2023年，2月20日，星期一RNA的编辑是某些RNA，特别是mRNA前体的一种加工方式，如插入、删除或取代一些核苷酸残基。一个基因可以产生多种蛋白质

近年发现某些mRNA前体的核苷酸序列需加以改编，才能变成正确的有翻译活性的模板。RNA编辑的生物学意义消除移码突变等基因突变的危害增加了基因产物的多样性与生物发育与分化有关，是基因调控的一种重要方式5.mRNA的编辑(mRNAediting)

第115页，共135页，2023年，2月20日，星期一•RNA编辑作用说明，基因的编码序列经过转录后加工，是可有多用途分化的，因此也称为分化加工(differentialRNAprocessing)。mRNA的编辑(mRNAediting)人类apoB基因mRNA（14500个核苷酸）肝脏apoB100（分子量为500000）肠道细胞apoB48（分子量为240000）mRNA编辑第116页，共135页，2023年，2月20日，星期一RNA编辑的不同类型和分布

编辑类型机制存在U的插入与删除

gRNA的转酯反应锥虫线粒体mRNAC、A或U的插入多头绒孢菌线粒体的

mRNA和tRNAG的插入RNA聚合酶重复转录副粘病毒的P基因C转变为U酶促脱氢哺乳类肠的apoPtRNAC转变为U或U转变为C脱氢或氨基化植物线粒体mRNA和tRNA

牛心线粒体tRNAA转变为I脱氨脑谷氨酸受体亚基mRNA①简单编辑：单碱基的转变；②插入编辑：插入单个核苷酸；③泛编