船長系列轉(zhuǎn)錄后的加工修飾

船長系列轉(zhuǎn)錄后的加工修飾演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有91頁\編輯于星期五（優(yōu)選）船長系列轉(zhuǎn)錄后的加工修飾現(xiàn)在是2頁\一共有91頁\編輯于星期五順式作用元件反式作用因子啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄因子基本轉(zhuǎn)錄因子增強(qiáng)子沉默子CTD拼板理論現(xiàn)在是3頁\一共有91頁\編輯于星期五真核生物的轉(zhuǎn)錄后修飾Post-transcriptionalModification第四節(jié)現(xiàn)在是4頁\一共有91頁\編輯于星期五02030401真核與原核轉(zhuǎn)錄后區(qū)別真核mRNA加工（加帽，加尾，剪接，甲基化）tRNA，rRNA加工核酶本節(jié)重難點(diǎn)現(xiàn)在是5頁\一共有91頁\編輯于星期五現(xiàn)在是6頁\一共有91頁\編輯于星期五轉(zhuǎn)錄后的修飾轉(zhuǎn)錄生成的RNA，稱為初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。無論在真核生物或原核生物中，初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物都經(jīng)過一定程度的修飾加工，才能表現(xiàn)其功能?，F(xiàn)在是7頁\一共有91頁\編輯于星期五現(xiàn)在是8頁\一共有91頁\編輯于星期五現(xiàn)在是9頁\一共有91頁\編輯于星期五幾種主要的修飾方式1.剪接(splicing)2.剪切(cleavage)3.修飾(modification)4.添加(addition)現(xiàn)在是10頁\一共有91頁\編輯于星期五020304015’端帽子結(jié)構(gòu)3’端尾巴。切除內(nèi)含子，連接外顯子。甲基化一mRNA加工現(xiàn)在是11頁\一共有91頁\編輯于星期五真核生物mRNA轉(zhuǎn)錄完成之后，進(jìn)行加帽加尾剪接等活動(dòng)。？X現(xiàn)在是12頁\一共有91頁\編輯于星期五現(xiàn)在是13頁\一共有91頁\編輯于星期五現(xiàn)在是14頁\一共有91頁\編輯于星期五（一）首、尾修飾帽子結(jié)構(gòu)(m7GpppGp—)一mRNA加工多聚腺苷酸尾巴(polyAtail)53現(xiàn)在是15頁\一共有91頁\編輯于星期五現(xiàn)在是16頁\一共有91頁\編輯于星期五現(xiàn)在是17頁\一共有91頁\編輯于星期五一mRNA加工帽子結(jié)構(gòu)(m7GpppGp—)現(xiàn)在是18頁\一共有91頁\編輯于星期五磷酸水解酶鳥苷酸轉(zhuǎn)移酶5’-5’磷酸二酯鍵在鳥嘌呤-7-甲基轉(zhuǎn)移酶的催化下，將一個(gè)甲基基團(tuán)加到鳥嘌呤環(huán)的第7位N原子上，使鳥嘌呤轉(zhuǎn)變成7-甲基鳥嘌呤CH3帽子結(jié)構(gòu)的生成現(xiàn)在是19頁\一共有91頁\編輯于星期五o型帽子：N7-甲基鳥腺呤核苷酸部分，其符號為m7GpppX。是單細(xì)胞的真核生物（如酵母）的帽子類型1型帽子：在0型帽子的基礎(chǔ)上，在原轉(zhuǎn)錄物的第一個(gè)核苷酸的2’-OH位上發(fā)生甲基化，其符號為m7GpppXm。這是除了單細(xì)胞真核生物外的其余真核生物的主要帽子形式現(xiàn)在是20頁\一共有91頁\編輯于星期五一mRNA加工現(xiàn)在是21頁\一共有91頁\編輯于星期五阻止降解輸出標(biāo)記提高剪接提高翻譯RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄的RNA均在5’端加帽，這是RNA分子進(jìn)出細(xì)胞核的識別標(biāo)記5’帽結(jié)合蛋白涉及第一個(gè)內(nèi)含子剪接復(fù)合物的形成阻止細(xì)胞內(nèi)的RNase對RNA從5’端的攻擊，延長mRNA的半衰期帶帽后促進(jìn)5’帽結(jié)合蛋白識別，繼而才能接觸核糖體，沒帽的翻譯效率比加帽的mRNA低約20倍。mRNA的5’端“帽子”的功能現(xiàn)在是22頁\一共有91頁\編輯于星期五1靠近mRNA3’端有一個(gè)加尾信號5’-AAUAAA-3’。2加尾信號下游10-30堿基處有一個(gè)5’-CA-3’二聯(lián)體3二聯(lián)體的后面有一段富含GU或U的序列3’端加尾現(xiàn)在是23頁\一共有91頁\編輯于星期五現(xiàn)在是24頁\一共有91頁\編輯于星期五3’端加上聚腺苷酸尾巴1可能與mRNA細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)。加poly(A)尾巴一般發(fā)生RNA拼接之前，但對于拼接作用并無太大的影響。但是相當(dāng)數(shù)量（占大約三分之一）的沒有poly(A)尾巴的mRNA如組蛋白mRNA，也可以照樣通過核膜而進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。2可能保護(hù)mRNA，延長mRNA的壽命。3可能參與控制翻譯的效率。mRNA的3’端“加尾”的功能現(xiàn)在是25頁\一共有91頁\編輯于星期五1.hnRNA和snRNA核內(nèi)的初級mRNA稱為核不均一RNA(heterogeneousnuclear,hnRNA)又叫pre-mRNAsnRNA(smallnuclearRNA)核內(nèi)的蛋白質(zhì)小分子核糖核酸蛋白體（剪接體,splicesome）snRNA一mRNA剪接現(xiàn)在是26頁\一共有91頁\編輯于星期五真核生物結(jié)構(gòu)基因，由若干個(gè)編碼區(qū)和非編碼區(qū)互相間隔開但又連續(xù)鑲嵌而成，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)，這些基因稱為斷裂基因。斷裂基因(splitegene)CABD編碼區(qū)A、B、C、D非編碼區(qū)一mRNA加工現(xiàn)在是27頁\一共有91頁\編輯于星期五2.外顯子(exon)和內(nèi)含子(intron)外顯子在斷裂基因及其初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn)，并表達(dá)為成熟RNA的核酸序列。內(nèi)含子隔斷基因的線性表達(dá)而在剪接過程中被除去的核酸序列。一mRNA加工現(xiàn)在是28頁\一共有91頁\編輯于星期五雞卵清蛋白基因hnRNA首、尾修飾hnRNA剪接成熟的mRNA雞卵清蛋白基因及其轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后修飾一mRNA加工現(xiàn)在是29頁\一共有91頁\編輯于星期五雞卵清蛋白成熟mRNA與DNA雜交電鏡圖DNAmRNA一mRNA加工現(xiàn)在是30頁\一共有91頁\編輯于星期五mRNA的剪接DNA模板與hnRNA是完全配對的，而成熟的mRNA與hnRNA或DNA雜交都只是部分配對。因此真核生物的基因有斷裂性。現(xiàn)在是31頁\一共有91頁\編輯于星期五現(xiàn)在是32頁\一共有91頁\編輯于星期五3.內(nèi)含子的分類根據(jù)基因的類型和剪接的方式，通常把內(nèi)含子分為4類。I：主要存在于線粒體、葉綠體及某些低等真核生物的rRNA基因；II：也發(fā)現(xiàn)于線粒體、葉綠體，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是mRNA；III：是常見的形成套索結(jié)構(gòu)后剪接，大多數(shù)mRNA基因有此類內(nèi)含子；IV：是tRNA基因及其初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中的內(nèi)含子，剪接過程需酶及ATP。mRNA剪接現(xiàn)在是33頁\一共有91頁\編輯于星期五CABD切哪里誰切怎么切連接呢現(xiàn)在是34頁\一共有91頁\編輯于星期五1ABC如果酶來剪切，那么酶如何識別酶有沒有特異性，不同RNA要不同剪切酶嗎切除的RNA現(xiàn)狀存在還是環(huán)狀存在，命運(yùn)如何23斷裂基因提出后不久，1978年crick提出一系列問題現(xiàn)在是35頁\一共有91頁\編輯于星期五現(xiàn)在是36頁\一共有91頁\編輯于星期五現(xiàn)在是37頁\一共有91頁\編輯于星期五現(xiàn)在是38頁\一共有91頁\編輯于星期五現(xiàn)在是39頁\一共有91頁\編輯于星期五現(xiàn)在是40頁\一共有91頁\編輯于星期五切哪里-識別形成套現(xiàn)在是41頁\一共有91頁\編輯于星期五5種RNA和50多種蛋白質(zhì)參與誰切小分子RNA,

small

nuclear

RNAs,SnRNAs

<200ntU1

U2

U4

U5

U6稱作包含每種SnRNA和至少7種蛋白質(zhì)結(jié)合成5種小核糖核蛋白（顆粒）存在方式Small

nuclear

ribonucleo-protein

(particle),snRNP英文名稱snRNP為核心，加其他蛋白構(gòu)成剪切體作用方式現(xiàn)在是42頁\一共有91頁\編輯于星期五——除去hnRNA中的內(nèi)含子，將外顯子連接。snRNP與hnRNA結(jié)合成為剪切體①mRNA剪接現(xiàn)在是43頁\一共有91頁\編輯于星期五現(xiàn)在是44頁\一共有91頁\編輯于星期五現(xiàn)在是45頁\一共有91頁\編輯于星期五A現(xiàn)在是46頁\一共有91頁\編輯于星期五3

U2snRNP與分支點(diǎn)配對置換BBP和U2AF，但U2只和分支點(diǎn)7個(gè)堿基中的6個(gè)配對，游離出一個(gè)A，且活化狀態(tài)1

BBP

(branch-point

binding

protein)和U2AF與分支點(diǎn)結(jié)合2

U1snRNP與5’端配對現(xiàn)在是47頁\一共有91頁\編輯于星期五U6更容易和5’剪切位點(diǎn)結(jié)合，故置換U1。U4也排擠出剪切體U4/U6-U5復(fù)合物加入U(xiǎn)6，U2形成特殊構(gòu)象，A-2’OH攻擊內(nèi)左OH親核攻擊外左現(xiàn)在是48頁\一共有91頁\編輯于星期五外顯子連接內(nèi)含子套索含U一起，然后被降解現(xiàn)在是49頁\一共有91頁\編輯于星期五BBP

(branch-point

binding

protein)和U2AF與分支點(diǎn)結(jié)合U1snRNP通過堿基互補(bǔ)方式識別mRNA前體5’剪接位點(diǎn)U2snRNP與分支點(diǎn)配對置換BBP和U2AF，但U2只和分支點(diǎn)7個(gè)堿基中的6個(gè)配對，游離出一個(gè)A，且活化狀態(tài)U4/U6-U5復(fù)合物加入U(xiǎn)6更容易和5’剪切位點(diǎn)結(jié)合，故置換U1。U4也排擠出剪切體現(xiàn)在是50頁\一共有91頁\編輯于星期五U6，U2形成特殊構(gòu)象，A-2’OH攻擊內(nèi)左OH親核攻擊外左現(xiàn)在是51頁\一共有91頁\編輯于星期五內(nèi)含子5’端斷開前一個(gè)外顯子3’末端OH攻擊下后個(gè)外顯子的5末端前后外顯子的連接現(xiàn)在是52頁\一共有91頁\編輯于星期五現(xiàn)在是53頁\一共有91頁\編輯于星期五現(xiàn)在是54頁\一共有91頁\編輯于星期五現(xiàn)在是55頁\一共有91頁\編輯于星期五

ModificationresultinginthematuremRNAineukaryoticcells現(xiàn)在是56頁\一共有91頁\編輯于星期五外顯子內(nèi)含子DNAmRNA轉(zhuǎn)錄形成套索RNA，外顯子靠近剪接體去除套索RNA，外顯子連接成熟mRNAmRNA的剪接現(xiàn)在是57頁\一共有91頁\編輯于星期五成熟mRNA前mRNA3w1500一般28500現(xiàn)在是58頁\一共有91頁\編輯于星期五成熟mRNA前mRNA20w1w凝血因子VIII基因19w現(xiàn)在是59頁\一共有91頁\編輯于星期五成熟mRNA前mRNA200w1.6w杜興氏肌肉營養(yǎng)不良癥198w現(xiàn)在是60頁\一共有91頁\編輯于星期五I型內(nèi)含子的自我剪接I型內(nèi)含子的自我剪接主要是轉(zhuǎn)酯反應(yīng)，即兩次磷酸二酯鍵的轉(zhuǎn)移。第一次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)是由GTP,GDP,GMP,GM中鳥苷酸上的3’-OH作為親核基團(tuán)攻擊內(nèi)含子5’端的磷酸二酯鍵，從上游切開RNA鏈。第二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)是由上游外顯子的自由3’-OH作為親核基團(tuán)攻擊內(nèi)含子3’端的磷酸二酯鍵，將內(nèi)含子完全切除?，F(xiàn)在是61頁\一共有91頁\編輯于星期五II型內(nèi)含子的自我剪接II型內(nèi)含子的自我剪接同樣是發(fā)生兩次磷酸二酯鍵的轉(zhuǎn)移第一次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)是由內(nèi)含子中腺苷酸上的2’-OH作為親核基團(tuán)攻擊內(nèi)含子5’端的磷酸二酯鍵，從上游切開RNA鏈。內(nèi)含子形成套索結(jié)構(gòu)。第二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)是由上游外顯子的自由3’-OH作為親核基團(tuán)攻擊內(nèi)含子3’端的磷酸二酯鍵，將內(nèi)含子完全切除?，F(xiàn)在是62頁\一共有91頁\編輯于星期五I型和II型內(nèi)含子剪接的比較現(xiàn)在是63頁\一共有91頁\編輯于星期五01為什么先轉(zhuǎn)錄成內(nèi)含子，然后切除？02RNA拼接耗能巨大，收益是什么？03內(nèi)含子怎么來的？04為什么內(nèi)含子主要見于真核生物？05內(nèi)含子沒有生物學(xué)功能？Anythingthatcanhappendoeshappensomewhere.現(xiàn)在是64頁\一共有91頁\編輯于星期五我們有3萬基因但10萬種蛋白質(zhì)，可以怎么實(shí)現(xiàn)？現(xiàn)在是65頁\一共有91頁\編輯于星期五人典型基因3種剪接方式。故我們有3萬基因但10萬種蛋白質(zhì)。極端，果蠅一個(gè)gene3.8w多種剪接方式隨機(jī)事件導(dǎo)致染色體斷裂，相連的時(shí)候若在編碼序列？若在內(nèi)含子呢？可變剪接進(jìn)化現(xiàn)在是66頁\一共有91頁\編輯于星期五現(xiàn)在是67頁\一共有91頁\編輯于星期五0102030405內(nèi)含子剪接的生物學(xué)意義進(jìn)化調(diào)節(jié)起源真核編碼大概半數(shù)gene外顯子和和pro結(jié)構(gòu)域或亞基等對應(yīng)。例如，血紅蛋白3個(gè)外顯子，對應(yīng)其四個(gè)亞基豆血紅蛋白4個(gè)外顯子和4個(gè)亞基完全對應(yīng)外顯子內(nèi)含子外顯子內(nèi)含子蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域亞基現(xiàn)在是68頁\一共有91頁\編輯于星期五0102030405內(nèi)含子剪接的生物學(xué)意義進(jìn)化調(diào)節(jié)起源真核編碼可以通過選擇剪接控制不同發(fā)育階段或不同組織的gene表達(dá)現(xiàn)在是69頁\一共有91頁\編輯于星期五0102030405內(nèi)含子剪接的生物學(xué)意義進(jìn)化調(diào)節(jié)起源真核編碼I自我拼接，分布極廣。II自我拼接。III真核生物最多的剪接形式。IV核內(nèi)tRNA，應(yīng)該在真核前35177-10現(xiàn)在是70頁\一共有91頁\編輯于星期五0102030405內(nèi)含子剪接的生物學(xué)意義進(jìn)化調(diào)節(jié)起源真核編碼主要見于真核生物，原核生物可能為了快速生長拋棄了內(nèi)含子。隨機(jī)事件導(dǎo)致染色體斷裂，相連的時(shí)候若發(fā)生在內(nèi)含子？如果發(fā)生在編碼序列？促進(jìn)新蛋白質(zhì)的合成，新舊蛋白并存利于機(jī)體長時(shí)間自然選擇，有益的固定?，F(xiàn)在是71頁\一共有91頁\編輯于星期五0102030405內(nèi)含子剪接的生物學(xué)意義進(jìn)化調(diào)節(jié)起源真核編碼外顯子內(nèi)含子是相對的I有的編碼核酸內(nèi)切酶，可以轉(zhuǎn)座II有的編碼核酸內(nèi)切酶或逆轉(zhuǎn)錄酶，協(xié)助內(nèi)含子專一。有些核仁小RNA由內(nèi)含子產(chǎn)生現(xiàn)在是72頁\一共有91頁\編輯于星期五真核和原核生物轉(zhuǎn)錄比較共同點(diǎn)不同點(diǎn)模板原料大致過程連接方式配對方式產(chǎn)物發(fā)生位置RNA聚合酶RNA聚合酶的作用方式啟動(dòng)子順式作用元件反式作用因子延長過程終止過程產(chǎn)物終止后加工現(xiàn)在是73頁\一共有91頁\編輯于星期五RNA編輯作用說明，基因的編碼序列經(jīng)過轉(zhuǎn)錄后加工，是可有多用途分化的，因此也稱為分化加工(differentialRNAprocessing)。人類apoB基因mRNA（14500個(gè)核苷酸）肝臟apoB100（分子量為500000）腸道細(xì)胞apoB48（分子量為240000）mRNA編輯現(xiàn)在是74頁\一共有91頁\編輯于星期五為什么mRNA可以不必太多3%-5%，而rRNA相對要對現(xiàn)在是75頁\一共有91頁\編輯于星期五原核生物mRNA幾乎不需要編輯，就可以進(jìn)行翻譯但rRNA和tRNA前體需要加工。現(xiàn)在是76頁\一共有91頁\編輯于星期五原核生物rRNA轉(zhuǎn)錄后的加工大腸桿菌共有三種rRNA，5SrRNA、16SrRNA和23SrRNA。3種rRNA基因和1個(gè)tRNA基因組成一個(gè)操縱子tRNA數(shù)量種類和位置都可能變化，但三種rRNA十分保守?，F(xiàn)在是77頁\一共有91頁\編輯于星期五真核細(xì)胞有4種rRNA，其中一種為5SrRNA，幾乎不需要加工。其余3種（18S，5.8S和28SrRNA）轉(zhuǎn)錄為一條rRNA前體。前體含有18S，5.8S，和28SrRNA序列各一個(gè)拷貝45S前體rRNA修飾酶RNA聚合酶I現(xiàn)在是78頁\一共有91頁\編輯于星期五rRNA修飾酶小分子核仁RNA（smallnucleolarRNA,snoRNA)由什么構(gòu)成蛋白質(zhì)1.獨(dú)立基因編碼2.編碼核糖體蛋白的mRNA前體剪切下的內(nèi)含子來源現(xiàn)在是79頁\一共有91頁\編輯于星期五四膜蟲rRNA的結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是80頁\一共有91頁\編輯于星期五四膜蟲rRNA內(nèi)含子的二級結(jié)構(gòu)四膜蟲rRNA的剪接采用自我剪接方式5′-端核苷酸序列現(xiàn)在是81頁\一共有91頁\編輯于星期五與mRNA和rRNA剪接不同，負(fù)責(zé)tRNA加工的酶全是蛋白質(zhì)構(gòu)成?，F(xiàn)在是82頁\一共有91頁\編輯于星期五tRNA前體RNApolⅢTGGCNNAGTGCGGTTCGANNCCDNA真核生物tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工現(xiàn)在是83頁\一共有91頁\編輯于星期五RNaseDRNaseP切除核酸內(nèi)切酶tRNA連接酶甲基化還原等稀有堿基修飾tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工16個(gè)核苷酸的5’端前導(dǎo)區(qū)14個(gè)核苷酸的內(nèi)含子3’端2個(gè)額外的核苷酸現(xiàn)在是84頁\一共有91頁\編輯于星期五四個(gè)亞基組成的核酸內(nèi)切酶切除內(nèi)含子（藍(lán)色部分）現(xiàn)在是85頁\一共有91頁\編輯于星期五tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶、連接酶ADPATPtRNA的轉(zhuǎn)錄后加工現(xiàn)在是86頁\一共有