加载中…【分子生物学】真核生物RNA的转录后加工
(2012-12-16 21:01:47)
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分子生物学原核边界单位在一起 |
分类： 生物科学 |
j1.真核生物RNA前体内含子的剪接方式分类
第一类 内含子是自我剪接的内含子
第二类 内含子是蛋白质（酶）参与剪接的内含子，剪接过程在一系列的酶催化下完成的。
第三类 内含子是依赖于snRNP剪接的内含子。
2.真核生物tRNA前体的转录后加工
（1）真核生物tRNA前体的结构特点及加工概述
①真核生物基因组内tRNA基因成簇排列，各基因之间有一定间隔，tRNA前体是单顺反子的，含个tRNA基因可作为独立的转录单位。
②真核生物tRNA基因数目比原核生物多
③真核生物tRNA基因内含有内含子，其前体必需要经过剪接。
内含子的特点是：①长度和序列没有共同性，一般有16-46个核苷酸②位于反密码子的下游③内含子和外显子间的边界没有保守序列，造成tRNA前体的剪接方式不符合一般规律。
（2）真核生物tRNA前体加工过程
①内含子的剪接
步骤：①tRNA内切核酸酶切割前体分子中的内含子；②RNA连接酶将两个半分子连接在一起。
3’端添加-CCA
真核生物中所有tRNA前体分子都是Ⅱ型分子，3’端缺乏CCAOH结构，在蛋白质的翻译合成中没有活性。因此，必需在tRNA核苷酸转移酶催化下进行3’端的添加由CTP和ATP提供胞甘酸和腺苷酸。
③核苷酸的修饰
参与tRNA分子核苷酸修饰酶包括：①tRNA甲基化酶；②tRNA异戊稀转移酶催化tRNA△2-异钨烯的合成；③tRNA-鸟嘌呤转糖苷酶；④催化S4U以及含硫的嘧啶化合物合成的tRNA硫酸转移酶等。
3.真核生物rRNA前体的转录后加工
1）在5’端切除非编码序列，生成41S中间产物
2）41S的RNA再被切割为两端，一般为32S，含28srRNA和5.8srRNA。另一段20S，含有18SrRNA
3）32S剪切成28SrRNA和5.8SrRNA。在28srRNA和5.8SrRNA中的部分序列相互配对
4）20S被剪切成18S
在rRNA前体加工切割点确定：①核仁小分子RNA（snoRNA)参与核糖核苷酸酶对特定立体结构的识别；②rRNA前体分子的甲基化。
·参与rRNA前提加工的snoRNA
（1）snoRNA的存在
它们稳定地存在于细胞核的核仁内，能与细胞特定蛋白质相结合，生成核仁小分子核糖核蛋白体。snoRNA是一类新型的调控分子，它参与了rRNA前提加工，并指导rRNA中核糖和碱基修饰。
snoRNA还能以类似分子伴侣的形式参与rRNA高级结构形式。
·snoRNA结构特点
分类：一类是boxC框/D框，C框序列为AUGAUGA，D框序列为GUGA。boxC/D类的snoRNA可借助互补序列识别rRNA前体中进行甲基化和切割的位点；另一类是boxH/ACA,含H框（ANANAN）和ACA框，其snoRNA能识别假尿苷酸化的位点。
·snoRNA的功能：与蛋白质结合成snoRNP，参与rRNA前体的加工，是加工体的重要组成部分。boxC/D具有互补序列，是指导rRNA中2'-O-核糖的甲基化修饰系统。
（3）rRNA前体的甲基化
rRNA在成熟过程中，甲基化位置在核糖2’-羟基上。这些甲基化位点在刚转录后就已存在于rRNA前体分子中，但非编码区域则没有任何甲基化位点和甲基团基因。与原核生物类似是，真核生物rRNA前体也是先甲基化后切割。真核生物rRNA前体的甲基化，假尿苷酸化和切割在核仁小体RNA指导下进行。
4.真核生物mRNA前体的剪接
在mRNA前体和mRNA分子的5’端都含有7-甲基鸟苷，2’-O-甲基-AMP等组成部分。真核生物细胞及病毒的RNA有3种帽子结构形式，即cap-0、cap-1、cap-2.在所有帽子结构的mRNA中都含cap-0。 cap-0分子中没有2'-0-甲基-核苷酸，占有帽RNA总量的10%--15%以下。有些snRNA还有一类三甲基化鸟苷帽子结构。
通过其核糖的3’-OH与下一个核苷酸的5’端形成磷酸二酯键反应顺序：
1）核苷酸磷酸的3’-OH与下一个核苷酸的5’端切去5’端γ磷酸基团
2）鸟甘酸7-甲基转移酶催化一分子游离GTP中的GMP攻击RNA5’端的第二个磷酸β，形成5’5’-三磷酸的连接，阻塞了RNA的5’端。
3）2’-O-甲基转移酶催化S-腺苷甲硫氨酸（Adomet)的甲基团移到cap-0帽子结构鸟嘌呤N7位。
4）另一部分甲酰基转移酶催化将另一分子的Adomet连接到5’端数的第二个核苷酸（cap-1)的2’-OH上，使之甲基化。
5’端帽的功能
1）对mRNA的保护作用，使mRNA免受核酸酶从5’端开始降解。
2）5’端帽子能使mRNA具有可翻译的能力
3）5’帽子结构与mRNA的运输
·mRNA3'端的多聚腺苷酸化
RNA的3’端加入PolyA的过程称为3’端多聚腺苷酸化。转录产物3’端加上PolyA的位置称为PolyA位点。
在真核细胞中PolyA功能：
1）保护mRNA，提高mRNA的稳定性
2）PolyA能增强mRNA的可翻译能力。在真核细胞的mRNA翻译时，有一种能结合在PolyA上的蛋白质称为PolyA结合蛋白I（PABI）。当PABI结合在PolyA上时，mRNA的翻译效率大大增强
。
尽管大部分真核生物mRNA具有PolyA，但细胞中仍有约1/3无PolyA的mRNA，在一般将带有Poly的mRNA称为PolyA+,将无PolyA
·核下不均一的RNA（hnRNA）
核内不均一的RNA碱基组成与总DNA组成类似，又称为类似DNA的RNA（D-DNA）。
hnRNA与mRNA关系：①hnRNA与mRNA有相同的序列
②hnRNA在外体能作为翻译的模板，mRNA有相同功能；③两者的转录合成都可被高剂量放线菌素D抑制，表明两者都是由相同的RNA聚合酶合成的。④两者的5’端都有帽子结构，3’端有多聚腺苷酸。
hnRNA的结构特点：①5’端有帽子（5’-cap)结构；②3’端有PolyA+
hnRNA转变为mRNA的加工过程：①5’端形成特殊的帽子结构：②修剪链的3’端，并加上多聚腺苷酸：③通过剪接去除由内含子转录而来的序列。④RNA链内部的核苷酸被甲基化。
·mRNA前体剪接简要过程
mRAN前体中内含子的两端边界有共同的序列，这些共同的序列结构是mRNA前体剪接的信号，所有核细胞mRNA前体的内含子都有相同的开始和结尾，序列模式：“外显子/GU······内含子······AG/外显子”，即转录产物的内含子开始两个核苷酸是GU，最后两个核苷酸是AG。
5’AC/GUAAGU......内含子......YNCURAC......YnNAG/G3’
上式：“/”表示外显子与内含子的界限；Y为嘧啶U或C；Yn是一段约9个嘧啶的序列：R为嘌呤A或G；内含子内部有一个保守的A参与形成分叉剪接中间物特定腺嘌呤：N是任意碱基。
真核生物mRNA前体的剪接，必须要形成套索结构，因此成为套索模型，与
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