snRNA：细胞内有小核RNA(small nuclear RNA，snRNA)。它是真核生物转录后加工过程中RNA剪接体（spliceosome）的主要成分，参与mRNA前体的加工过程。其长度在哺乳动物中约为100-215个核苷酸，共分为7类，由于含U丰富，故编号为U1~U7。snRNA只存在于细胞核中，其中U3存在于核仁中，其他6种存在于非核仁区的核液里。除U6由RNA聚合酶Ⅲ转录外，其它的snRNA都是由RNA聚合酶Ⅱ催化转录的，具有修饰的碱基，并在5?末端有一个三甲基鸟苷酸（TMG）的类似‖帽―结构，3‘末端有自身抗体识别的Sm抗原结合的保守序列。
通常snRNA不是游离存在，而是与蛋白质结合成复合物，成为小核核糖核蛋白颗粒（small nuclear ribonucleoprotein particle, Sn RNP)。snRNA不参与蛋白质合成活动，其重要功能是在RNA进行加工方面具有重要作用。U3 snRNA与核仁内28S rRNA的成熟有关，而U1则是在核液中与前体mRNA的剪接加工有关。snRNA中的蛋白质部分具有核酸酶和连接酶活性，能把转录在内含子-外显子接点处切断，并把两个游离端连接起来。
scRNA：小胞浆RNA(scRNA,small cytosol RNA)又称为7SL?RNA，长约300个核苷酸，主要存在于细胞浆中，是蛋白质定位合成于粗面内质网上所需的信号识别体(signal recognization particle)的组成成分。
真核细胞有细胞核和细胞浆中都含有许多小RNA，它们约有100到300个碱基，每个细胞中可含有105-106个这种RNA分子。它们是由RNA聚合酶Ⅱ或Ⅲ所合成的，其中某些像mRNA一样可被加帽。在细胞核中的小RNA称为snRNA，而在细胞浆中的称为scRNA。但在天然状态下它们均与蛋白质相结合，故分别称为snRNP和scRNP。某些snRNPs和剪接作用有密切关系。有些snRNPs 分别和供体及受体剪接位点以及分支顺序相互补。而scRNA则参与蛋白质的合成和运输, 如SRP颗粒就是一种由一个7SRNA和蛋白质组成的核糖核蛋白体颗粒,主要功能是识别信号肽, 并将核糖体引导到内质网。
snoRNA：核仁小RNA（small nucleolar RNA），是近来生物学研究的热点，由内含子编码。已证明有多种功能，反义snoRNA指导rRNA核糖甲基化。
核仁小RNA与其它RNA的处理和修饰有关，如核糖体和剪接体核小RNA、gRNA等。核仁小RNA是一个与特性化的非编码RNA相关的大家族。
核仁小分子RNA调节细胞死亡,即便是血糖得到合适地调控，糖尿病病人经常会遭受并发症带来的痛苦，如心力衰竭(heart failure)、肾功能不全和免疫系统中B细胞数目下降。以前的研究已经暗示把不能处理高脂肪的一些类型细胞，如心肌细胞、肾细胞或血细胞，暴露在高脂肪条件下，作为这些并发症发生的一种可能性的原因。高脂肪条件下这些snoRNA的存在某种程度上促进细胞死亡。
hnRNA：在细胞核内合成的mRNA初级产物比成熟的mRNA大的多，而且这种初级的RNA分子大小不一，故被称为不均一核RNA。hnRNA在细胞核内存在时间极短，经过剪接称为成熟的mRNA，并依靠特殊的机制转移到细胞质中。成熟的mRNA由氨基酸编码区和非编码区构成。
核内不均一RNA 为存在于真核生物细胞核中的不稳定、大小不均的一组高分子RNA（分子量约为105～2×107，沉降系数约为30—100S）之总称。占细胞全部RNA之百分之几，在核内主要存在于核仁的外侧。认为hnRNA多属信使RNA（messenger ribonucleic acid，mRNA）之前体，包括各种基因的转录产物及其成为mRNA前的各中间阶段的分子，在5‘末端多附有间隙结构，而3‘的末端附有多聚腺苷酸聚合酶分子。这些hnRNA在受到加工之后，移至细胞质，作为mRNA而发挥其功能。大部分的hnRNA在核内与各种特异的蛋白质形成复合体而存在着。
sRNA：Small RNA 是生物体内一类重要的功能分子，主要包括miRNA、siRNA 和piRNA。它们通过各种序列特异性的基因沉默作用，包括RNA 干扰(RNAi)、翻译抑制、异染色质形成等，诱导基因沉默，调控诸如细胞生长发育、应激反应、沉默转座子等各种各样的细胞生理过程
miRNA：MicroRNAs（miRNAs）是在真核生物中发现的一类内源性的具有调控功能的非编码RNA，其大小长约20~25个核苷酸。成熟的miRNAs是由较长的初级转录物经过一系列核酸酶的剪切加工而产生的，随后组装进RNA诱导的沉默
复合体（RNA-induced silencing complex,RISC），通过碱基互补配对的方式识别靶mRNA，并根据互补程度的不同指导沉默复合体降解靶mRNA或者阻遏靶mRNA的翻译。最近的研究表明miRNA参与各种各样的调节途径，包括发育、病毒防御、造血过程、器官形成、细胞增殖和凋亡、脂肪代谢等等。
siRNA：Small interfering RNA (siRNA)：是一种小RNA分子（~21-25核苷酸），由Dicer（RNAase Ⅲ家族中对双链RNA具有特异性的酶）加工而成。SiRNA是siRISC 的主要成员，激发与之互补的目标mRNA的沉默。siRNA在RNA沉寂通道中起中心作用，是对特定信使RNA（mRNA）进行降解的指导要素。siRNA是RNAi途径中的中间产物，是RNAi发挥效应所必需的因子。
piRNA：piRNA（Piwi-interactingRNA）是从哺乳动物生殖细胞中分离得到的一类长度约为30nt的小RNA，并且这种小RNA与PIWI蛋白家族成员相结合才能发挥它的调控作用。
piRNAs在基因组中显示出与众不同的定位类型，主要成群地分为长20–90kb 的基因簇，其中的长片断的小分子RNA只能来源于单链。相似的piRNAs在人类和小鼠中均有发现，大部分基因簇出现在同一染色体的位置上。虽然piRNA的功能仍然需要研究阐明，但是生殖细胞中的piRNA富集现象和Miwi突变导致的男性不育表明piRNA在配子形成的过程中起作用。
gRNA：gRNA又称引导RNA，真核生物中参与RNA编辑的具有与mRNA互补序列的RNA。
RNA的编辑有三种机制：一是碱基替换编辑，编辑复合体识别二级结构中某些特殊的区域，或者直接识别一段特殊的序列。二是碱基插入编辑。三是向导RNA为模板的插入编辑，即RNA编辑所需要的信息或者来自向导RNA，或者来自被编辑的RNA自身。其编辑过程为：gRNA-I首先以其5‘端与前体RNA互补配对，从3‘向5‘方向插入UMP。gRNA-II继续完成编辑的全过程。
RNA剪接 RNA剪接（RNA splicing）是指从DNA模板链转录出的最初转录产物中除去内含子，并将外显子连接起来形成一个连续的RNA分子的过程。通过不同方式的RNA剪接，－种基因可在不同的发育分化阶段、不同的生理病理条件或不同的细胞、组织中合成不同的蛋白质。果蝇的性别就是通过不同的剪接途径完成的。在Science这篇文章中Li等人发现了一个Archaeglobus fulgidus的RNA剪接内切酶（RNA splicing endonuclease），为了解所谓的“生物分子”（即有机分子，包括蛋白质，核苷酸等）结构提出了新的观点见解。这项研究主要是利用了X射线结晶方法（X-ray crystallography）解析生物分子的三维结构，而对于生物分子的形状以及相关的化学性质的了解是科学家们探索生物分子维持细胞生命活动机理的基础。 而在另一篇文章中，Li和来自PTC Therapeutics（一家生物制药公司）的技术人员讨论了有关内含子结构剪接的相关发现：通过对真核tRNA剪接内切酶的分析，发现了一个以前从未发现的对于其催化作用有影响的活性位点。 这些发现可以帮助科学家们了解细胞中分子识别以及相互作用的基本化学与物理机理，FSU的Timothy Logan教授认为这项工作是为理解生物分子功能提供了重要信息，而且也为许多健康问题提出了新的治疗方案。 Related fig: Hypothetical model of the cation-πsandwich of the eukaryotic tRNA-splicing endonuclease. (版权归原作者所有)
RNA剪接因子hnRNP的结构与功能研究进展 动物遗传育种刘小艳 2005414 摘要RNA剪接是一个多步骤、形成多种中间状态复合物的复杂过程，尽管在已经发现的一百多种pre-mRNA剪接相关因子中，仅研究了约8%相关蛋白质的空间结构，已充分显示对剪接相关因子三维晶体结构以及溶液结构的测定与研究，在理解RNA剪接的复杂机理以及生物学特性中具有不可替代的重要意义． 关键词RNA剪接，hnRNA结合蛋白，剪接体，晶体结构，溶液结构 原核生物中mRNA的转录与翻译几乎是同步发生的，而真核生物，转炉是发生在细胞核内，翻译则在核外进行。真核生物RNA尤其mRNA分子的寿命较长，在5’和3’两个末端都要受到修饰。而RNA剪接(RNA splicing)是tRNA、rRNA，特别是mRNA加工与成熟的重要生物学过程，也是蛋白质分子多样性产生的关键机制之一。RNA剪接需要多种因子参与，包括杂性核RNA(heterogeneous nuclear RNA，hnRNA)，结合蛋白hnRNP (heterogeneous nuclear ribonucleoprotein)，小型核RNA (small nuclear RNA，snRNA)，结合蛋白snRNP(small nuclear ribonucleoprotein)等。在真核细胞内，RNA原初转录物的分子很大，通过剪接产生成熟的mRNA分子。hnRNP与hnRNA结合形成核酸蛋白质复合物hnRNPP(hnRNP particles)可穿梭于细胞核与胞质之间，具有转运和剪接RNA的作用。另一方面，snRNP与细胞核内snRNA (分子质量为100-200 nt 的小RNA)紧密结合，而构成核内小核酸蛋白质复合物snRNPP(snRNP particles)，参与RNA剪接、多聚腺苷化以及转录拷贝3’端的成熟。 最近，Reed等通过蛋白质组学方法证明，与pre-mRNA剪接相关的蛋白质因子大约有145种，它们参与RNA剪接过程中的不同环节[1]。托普霉素亲和层析［2］(tobramycin affinity-selection) 以及麦芽糖亲和层析［3] (maltose-binding affinity)等方法能识别和分离70种以上的相关剪接蛋白质。由于RNA 剪接机制愈来愈受到国内外同行的关注，在最近几年中，部分pre-mRNA 剪接因子，尤其hnRNP的晶体及溶液结构获得了一些研究成果，为阐释RNA剪接的复杂机制提供了至关重要的信息。 1 hnRNP的结构与功能 hnRNP-A1 (又名解链蛋白1，unwending protein 1，A1)是真核细胞核hnRNPP 复合物中含量十分丰富的分子．A1能与pre-mRNA结合，形成hnRNPP 复合物，并通过对几种富含Ser／Arg剪接因子的拮抗，以球状(globa1)调节因子的方式参与RNA 交替剪接(alternative splicing)，表现为选择性地跨过某些外显子，实现5’端交替剪接。A1蛋白不断地穿梭在细胞核和胞质之间，能将polyA+ mRNA从细胞核运输到胞质，该过程的调节与其C端富含Gly结构域的结构相关［4]。了解hnRNP A1与RNA相互作用中空间结构方面的信息，将有助于揭示RNA穿过细胞核膜以及剪接过程中的分子细节。
mRNA前体的加工过程有哪些步骤 ?浏览：1881 ?| ?更新：2012-11-20 12:43 原核生物转录作用生成的mRNA属于多顺反子mRNA，即由操纵子机制控制生成的一条mRNA可编码几种不同的蛋白质。原核生物转录生成的初级转录本mRNA不需经过复杂的加工过程即可表现功能，惟一的加工过程是多顺反子mRNA在RnaseⅢ的催化下裂解为单个的顺反子。 真核生物转录生成的是单顺反子mRNA，其前体是非均一RNA(hnRNA)。hnRNA加工过程包括 方法/步骤 1.剪接 真核生物的基因是一种断裂基因，即其结构基因由若干编码序列和非编码序相间排列而成，其中为蛋白质编码的可转录序列称为外显子，不为蛋白质编码的可转录序列为内含子。转录合成的hnRNA需经过剪接、切掉内含子部分，然后再将外显子部分拼接起来。该过程有多种酶活性物质(包括snRNA)参与。
2.5′末端加“帽” 真核细胞成熟mRNA的5′末端均有一个特殊的结构，即m7Gpp-pmnNp，称为“帽”。帽的生成是在细胞核内进行的，但胞浆中也有酶体系，动物病毒mRNA 加帽过程就是在宿主细胞的胞浆内进行的。 3.3′末端加“尾” mRNA前体分子的3′末端有一段保守序列，由特异的核酸内切酶切去多余的核苷酸，然后在多聚A聚合酶的催化下，由ATP聚合生成多聚A尾。该反应在核内发生，在胞浆中也可继续进行。 4.碱基修饰 mRNA分子中有少量稀有碱基(如甲基化碱基)是在转录后经化学修饰(如甲基化)而形成的。 5.选择性加工 某些MRNA前体含有多个3‘剪切位点和多聚腺苷酸化位点，因此利用这些选择性位点可产生具有不同3'端非编码区或者具有不同编码能力的RNA产物。 通过可变剪接途径可以挑先最保留在MRNA中的外显子，结果单个基因可以合成多种不同的蛋白质。 6.RNA编辑 在合成并经RNA编辑加工之后，MRNA分子的序列可以发生改变。个别核苷酸可以被置换，添加或者删除。编辑过的MRNA翻译产生了较短脱脂基蛋白B48，由于基缺少一个结合受体的蛋白结构域，因此功能受限。还有好多
RNA的剪接机制 酶母tRNA的剪接 RNA的剪接就是要把断裂基因的转录本中的内含子除去。酵母细胞核中400个tRNA基因中约有40个是断裂基因。这些基因均只有一个内含子，位于与反密码子的3'侧相隔一个核苷酸之处，长度为14至46bp。不同氨基酸的tRNA基因中的内含子不相同，因此，剪接酶类看来并不能识别任何共同顺序。所有内含子中均有一段与tRNA的反密码子互补的序列，因而使反密码臂的构象发生了改变，即反密码子被配对而使反密码臂伸长了很多。在前体中仅反密码臂受到影响，tRNA分子的其他部分仍保持其正常结构。 酵母tRNAphe中的内含子能与其反密码子碱基配对，从而改变了反密码臂的结构。此剪切过程可分为两个阶段。第一步是磷酸二酯键的断裂，这不需要ATP。这一步由一种内切核酸酶所催化。第二 ATP P 步是连接反应，需要ATP的存在，由RNA连接酶所催化。在无AT 时，产生的两个tRNA半分子不能连接起来。这两个半分子具有独特 ATP P 的末端:其5'端有OH基，而3'有一个2'，3'-环磷酸基。当加入AT 时，即发生第二步反应:两个tRNA半分子先发生碱基配对，形成成熟tRNA分子的构象，然后由RNA连接酶形成磷酸二酯键而将两个半分子共价连接起来。2'，3'-环磷酸基的存在并不限于酵母，在植物和哺乳动物的tRNA剪接反应中也有环状基团的产生。在人的HeL HeLa a 细胞中，RNA连接酶能将带有2'，3'-环磷酸基的RNA和另一带有
5'-OH基的RNA直接连接起来。酵母tRNA前体也可以在爪蟾的卵母细胞核提取液中正确地被剪接。这表示剪接反应没有种属特异性。爪蟾具有能识别酵母tRNA的内含子的酶类。 自身剪接反应 以前一直认为只有蛋白质有酶活性。这个概念在生物化学界已根 RNA A 深蒂固。然而近期发现RNA也可有酶活性。这种有酶活性的RN 有人称之为ribozyme。 一种四膜虫Tetrahumenathermophila的两个主要rRNAs的基因和其他真核生物相类似(见前文)，被转录在同一个初级转录本中。此转录本称为35S前体RNA，较小的rRNA的序列在5'侧，较大的rRNA(26S)序列则在3'侧。在编码26SrRNA序列存在一个单一的，短的(约400bp)内含子。如将这个35S前体RNA在体外温育，可以发生自动剪接作用:内含子从前体中被切出，先呈线性RNA片段，后来又环化为环状RNA。这个反应仅需要加入一种一价阳离子，一种二价阳离子，和一种鸟嘌呤核苷酸(G)。其他碱基均不能代替G.但并不一定需要GTP;GDP;GMP和鸟苷都可以应用。这表示此反应并不需要能量供应。此外，此鸟嘌呤核苷酸必须有一个游离的3'-OH基。这个G要连接到内含子的5'端上(通过通常的磷酸二酯键)。当线性的内含子成为环状时，其3'端可连接在距离5'端15个核苷酸之处，从而将原来5'端和15个碱基的节段(包括G在内)排除出去。这种反应基本上是一种磷酸酯转移反应。外显子A的3'-OH基可直接和外显