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RNA的剪接 ppt课件

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RNA剪切加工

RNA剪切加工
2、无CCA序列—— Ⅱ型tRNA
需在酶的作用下添加CCA序列
（1）RNaseP (由蛋白质和RNA组成的复 合体)可切除E.coli前体tRNA 5’的前导序 列（41nt）。该酶不识别特殊的序列，而 是识别二级结构——发夹所组成的tRNA。
（2）去尾，形成3’－OH末端。由内切酶 和外切酶共同参与。
原核生物tRNA和rRNA的加工
1.1.1 tRNA加工 原核生物tRNA初始转录本有三种
（1）多数为串连在一起的多顺反（polycistron） （2）少数为单顺反子 （3）由tRNA和rRNA串连组成
原核生物有两种类型的tRNA基因： 1、具CCA序列 ——Ⅰ型tRNA
CCA下游仍有一段序列，需在酶的作用下切除
本次内容
1、转录后加工 2、RNA剪切 3、真核生物与原核生物mRNA比较
转录后加工
多数转录的初始产物无生物活性，在生物体内进 行加工处理后才具有生物活性。 转录后加工（post-transcriptional modification）
（ post-transcriptional processing）: 是指将各种前体RNA分子加工转变成有功能的、 成熟的各种RNA(mRNA、rRNA或tRNA等) 的过程
（3）修饰。在前体的一些专一部位的碱基需要通
过甲基化酶，硫醇酶，假尿嘧啶核苷化酶等的作 用进行修饰成为特殊的碱基。
2. rRNA的加工
在E.coli中rRNA有7个转录单位,每个转录单位含
有16S、23S、5S rRNA 及一个或几个tRNA。 rRNA前体的加工由RNase Ⅲ负责。
真核生物 tRNA 和 rRNA的加工
• 2）为核糖体识别mRNA提供信号，提高翻译效率

生化课件第十六章 RNA的生物合成

生化课件第十六章 RNA的生物合成

复制和转录的区别
模板 原料 酶 产物
配对 引物
复制
转录
两股链均复制 模板链转录（不对称转录）
dNTP
NTP
DNA聚合酶
RNA聚合酶（RNA-pol）
子代双链DNA mRNA，tRNA，rRNA （半保留复制）
A-T，G-C 需要（RNA）
A-U，T-A，G-C 不需要
目录
第一节 模板和酶
Templates and Enzymes
可以增强对各种损伤的抵抗力. 如热、乙醇、亚砷酸钠、 缺血的预处理.
目录
三、模板上酶的辨认、结合
原核生物一个转录区段可视为一个转录单位，称 为 操 纵 子 (operon) ， 包 括 若 干 个 结 构 基 因 及 其 上 游 (upstream)的调控序列。
调控序列
结构基因
5
3
3
RNA-pol
目录
5′···GCAGTACATGTC ···3′ 3′··· c g t c a t g t a c a g ···5′
转录 5′···GCAGUACAUGUC ···3′
翻译
编码链 模板链
mRNA
N······Ala ·Val ·His ·Val ······C 蛋白质
转录生成的RNA链与编码链的碱基序列相似，以U取代T
目录
RNA聚合 酶保护法
目录
第二节 转录过程
The Process of Transcription
目录
大肠杆菌转录过程包括转录起始、延长、终止三步。 真核生物的转录，除延长过程相似外，起始、终止 都与原核生物有较多的不同。
目录
一、原核生物的转录过程
（一）转录起始

《RNA的提取》课件

《RNA的提取》课件
解决方案
可以采用离心、过滤、沉淀等方法去 除杂质，或者使用特定的吸附剂将杂 质吸附后一起去除。
提取效率低下的问题及解决方案
问题
在提取过程中，有时会出现提取效率低下的 问题，即提取出的RNA量较少或质量较差 。
解决方案
可以尝试优化提取条件，如改变缓冲液成分 、调整pH值、增加样本量等；同时，也可 以采用一些先进的提取方法和技术，如磁珠 法、亲和层析法等，以提高提取效率。
《RNA的提取》 PPT课件
目录
• RNA提取概述 • 实验材料准备 • RNA提取的方法 • RNA的质量检测 • RNA提取的常见问题及解决方案 • 实验结果分析
01 RNA提取概述
RNA的简介
总结词
RNA的基本信息
详细描述
RNA，全称为核糖核酸，是一种重要的生物分子，参与遗传信息的转录和翻译过程。它由核糖核苷酸通过磷酸二 酯键连接而成，分为mRNA、tRNA和rRNA三种类型，分别在蛋白质合成中起信使、转运和结构作用。
在提取过程中，应尽量保持低温，避免长时间暴露在高温 环境中；同时，控制好pH值，避免过酸或过碱环境对RNA 的破坏；此外，使用RNA酶抑制剂可以有效防止RNA被酶 降解。
提取过程中杂质的去除问题及解决方案
问题
在提取过程中，常常会伴随一些杂质 如蛋白质、多糖、色素等，这些杂质 会影响后续的实验结果。
谢谢聆听
酚-氯仿提取法
原理
利用酚和氯仿的混合液抽提细胞破碎后的上清液，使 RNA进入水相，而DNA和蛋白质则进入有机相。
01
步骤
样品匀浆→加酚-氯仿→离心取水相→ 加乙醇沉淀RNA→洗涤→溶解。
02
03
特点
酚-氯仿提取法是一种比较经典的方法 ，操作简便，但可能会损失部分RNA 。

microRNA研究PPT课件

microRNA研究PPT课件
et al. 2007; Viswanathan et al. 2008)
New role of miRNAs as tumor suppressors (He et al. 2007; Mayr et al. 2007) and tumor invasion and metastasis (Ma et al. 2008)
~1,000 (Landgraf et al. 2007, Tuschl Lab) >25,000 (Miranda et al. 2006, IBM Bioinformatics Group)
-
28
7
What’s new about miRNA research in recent days?
MicroRNA publications increased very rapidly How many miRNAs are there in human? What regulates miRNAs ? (He et al. 2007; Diederichs & Harber 2007;Ruby
Dr. Victor Ambros
1993
2000
2001 2002 2003
-
2004 2005 2006
2007
11
1993
2000
2001 2002 2003
-
2004 2005 2006
2007
12
1993
2000
2001 2002 2003
-
2004 2005 2006
2007
13
2001年 命名为microRNA
MicroRNAs regulate stem cell self-renewal and differentiation

(完整版)RNA的修饰与加工

(完整版)RNA的修饰与加工

真核生物RNA的加工与修饰
1.末端修饰（end-modification）
加帽与加尾：真核生物和古细菌的 mRNA合成时，需在5’端加帽及3’-端加上一段Poly(A)尾巴。
5’-加帽： 鸟苷酸3磷酸与RNA端部核苷酸3磷酸作用，产生5’-5‘对接的
磷酸二酯键；鸟苷酰基转移酶 将一个甲基加到鸟嘌呤7位N原子上生成7-甲基鸟嘌呤，鸟嘌
下在mRNA分子内插入若干U. 3) 插入编辑, 在mRNA合成时插入碱基,改变读
框. 4) 多聚A编辑,在mt mRNA尾部加上一连串A,
产生终止密码.
1)碱基修饰,如将CAA转变为UAA.
2) 泛编辑(pan-editing), 在guide RNA指导下 在mRNA分子内插入若干U.
3)插入编辑, 在mRNA合成时插入碱基,改变读框.
非正常mRNA: 1.无终止密码mRNA; 2.密码子前移的mRNA,编 码残缺蛋白质.
非正常mRNA主要来源于: 1)发生点突变的假基因;2) mRNA加工过程中 发生差错产生的mRNA, 如缺少poly(A)的mRNA; 3) 可变剪接产生的非正常mRNA.
mRNA降解途径
1)依赖于3’-poly(A)脱腺苷酸和5’-脱帽的5’→3’降解路线, 真核生物正常mRNA和部分非真常mRNA的降解采取这一路线, 是主要的mRNA降解路线.
（二）rRNA与tRNA化学修饰
• 1.rRNA的化学修饰 1）将甲基基团加到核苷酸糖基的2’OH位，这是 主要的修饰类型。 2）使尿苷酸转变为假尿苷酸
snoRNA参与rRNA分子修饰
• 真核生物snoRNA在RNA修饰过程中扮演了关键角色。 snoRNA长度在70~100个核苷酸之间，主要位于核仁区。 这里既是rRNA合成的场所，也是其加工的场所。

《DNA与RNA生物合成》PPT课件

《DNA与RNA生物合成》PPT课件

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5
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6
1. DNA复制的起始
大肠杆菌中的复制起始位点是Ori C，全长 245Bp，该序列在所有细菌复制起始位点中都是保 守的。
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7
(续表）
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8
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9
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10
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11
▪ DNA复制起始中的主要步骤 a. 大约20个左右的DnaA蛋白首先与OriC中 的4个9碱基重复区相结合； b. 识别并使3个13碱基串联重复区DNA形成 开环结构； c. DnaB蛋白在DnaC的帮助下与未解链序列 结合。每六个DnaB蛋白形成一组并与一条 DNA母链结合，可在不同方向同时起始DNA 的复制。当细胞中存在足够的SSB和DNA gyrase时，DnaB的解链效率非常高。
第三讲 DNA与RNA的生物合成
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1
▪ DNA是贮藏遗传信息的最重要的生物大分子。 DNA分子中的核苷酸排列顺序不但决定了胞内所有 RNA及蛋白质的基本结构，还通过蛋白质（酶）的 功能间接控制了细胞内全部有效成份的生产、运转 和功能发挥。贮藏在任何基因中的生物信息都必须 首先被转录生成RNA，才能够得到表达。DNA和 RNA虽然很相似，只有T或U及核糖的第二位碳原子 上有所不同，但它们的生物学活性却很不同。
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20
㈡、DNA的损伤修复
▪ 1． 错配修复 （mismatch Repair）
▪ 错配修复对DNA复制 忠实性的贡献力达102103，DNA子链中的错 配几乎完全都被修正， 充分反映了母链的重要 性。
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核酸—RNA的分子组成和结构(生物化学课件)


一、tRNA的分子结构
1 73-88个核苷酸组成的单链核酸; 2 含有较多的稀有核苷,如DHU，m5C，Ψ[psai]
和其它甲基化的核苷; 3 3'—未端都为……CpCpA-OH; 4 5'—未端大多数为pG……, 也有pC……; 5 tRNA的二级结构呈三叶草形;
19
tRNA的二级结构：
1）氨基酸臂：由7对碱基组成，富含鸟嘌呤，末端为—CCA，接受活化的 氨基酸。
◆ 5-帽子结构:m7G-5ppp5-N-3-p-5-end的m7G通过 三个磷酸基与一个或两个2-O-甲基核苷(N)的C-5 相连。 它使mRNA具有抗5-核酸外切酶的作用，使mRNA 稳定，延长寿命。为核糖体提供识别位点,促进蛋 白质合成的起始复合物的合成。
◆ 3-端具3-poly(A)尾巴，其长短与mRNA 寿命有关，新合成的mRNA,．polyA链较长， 而衰老的mRNA，polyA链缩短
磷酸
核酸酶 RNA 水解 核苷酸
戊糖 核糖
核苷 核苷酶
嘌呤
碱基
嘧啶
（一）RNA中的碱基分为嘧啶碱和嘌呤碱两类
1．RNA中常见的4种碱基
碱 基:
嘌呤 (purine)
N 7
8 9 NH
5 6 1N
43 2 N
NH2 N
N
NH
N
腺嘌呤(adenine, A)
O
N NH
NH
N
NH2
鸟嘌呤(guanine, G)
嘧啶(pyrimidine)
NH2
5 4 3N
612 NH
N
NH
O
胞嘧啶(cytosine, C)
O
NH
NH
O

生物化学合工大RNA的生物合成ppt课件


3
5
3 RNA+ 5
5
3
RNA-
❖RNA-及 RNA+的合成方向均为5‘ 3’ 释放
5 RNA- 3
3
5RNA+Fra bibliotek释放本章重点:
1. RNA合成的机制 2. RNA的转录后加工
原核生物的mRNA转录后一般不需要加工，转录的同时 即进行翻译（半寿期短）。
rRNA前体的转录后加工
tRNA前体的加工
真核mRNA前体的加工
rRNA前体的加工
rRNA基因之间以纵向串联的方式重复排列。
加工过程： 1、剪切作用：需核酸酶参与。
2、甲基化修饰：修饰在碱基上。 3、自我剪接：一种核酶的作用。
二、原核细胞RNA转录合成特点
不对称转录 “转录单位”（transcription unit）
以操纵子（operon）为转录的功能单位,结构上包括四 个功能区：多顺反子（结构基因区）、启动子、操作子、 终止子和调节基因。
原核RNA聚合酶 转录过程
调节基因
-半乳糖苷酶
-半乳糖苷透过酶
-半乳糖苷乙酰
操纵
基转移酶酶
启动子 基因 lacZ lacY lacA
+ CAP CAP-cAMP cAMP 复合物
mRNA
大肠杆菌的RNA聚合酶 它全部酶分由的5种结亚合基不α是2β十β分’紧σ密，组它成易，于σ因与子β’与β其α2 分离，没有σ、 亚基的酶称为核心酶——只 催化链的延长，对起始无作用。
五种亚基的功能分别为： α亚基：与启动子结合功能。 β亚基：含催化部位，起催化作用，催化形 成磷
转录起始点
tRNA前体在tRNA剪切酶的作用下，切成一定在小的tRNA分子

RNA的选择性剪切


GT GT
AG
GT AG
5’
Exon
Intron
Exon Intron
Exon
3’
GT
GT
AG
GT AG
5’ Exon GT
Intron
Exon
3’
AG
GT AG
5’
Exon
GT
GT
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
Intron
Exon
3’
AG
GT AG
RNA的选择性剪切
三、选择生剪接的功能和生物学意义 1. 选择性剪接是在RNA水平调控基因表达的 机制之一。 2. 选择性剪接使生物表型具有多样性与复杂 性。
在很多情况下，有内含子的基因首先转录成 RNA 前体，之后内含子被去除，外显子被拼接 到一起。成熟的mRNA只含有外显子序列。 我 们把内含子的删除过程称为RNA的剪接
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
通过对mRNA序列与结构基因核苷酸序列的比较，我们可以确定外显子 与内含子的接合点。发现，在一个内含子的两端并不存在广泛的相似性或 互补性。然而，接点还是具有很好的保守性，尽管只是短短的一致序列。
RNA的选择性剪切
二 单个基因选择性剪接的方式
1. 内含子的保留； 2. 可变外显子的保留或切除； 3. 3’和5’剪接位点的转移（shift）导致外 显子的增长或缩短。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
RNA的选择性剪切
5’ Exon
Intron
pre-mRENxAon Intron
Exon
3’
选择性剪切不仅仅是mRNA剪去内 含子的过程，还包括不同外显子之间 的组合过程
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索

生物化学课件第十三章 RNA的生物合成

5 3
结构基因
3 5
RNA-pol
RNA聚合酶结合模板DNA的部位，称为启 动子(promoter)。
RNA聚合 酶保护法
RNA聚合酶保护区 结构基因
5 3 5
-50 -40 -30 -20 -10 1 10
3 5 3 5 开始转录 -10 区 T A T A A T Pu A T A T T A Py (Pribnow box)
亚基 分子量 36512 150618 155613 70263 功 能 决定哪些基因被转录 催化功能 结合DNA模板 辨认起始点
核心酶 (core enzyme) 全酶 (holoenzyme)



RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合
真核生物的RNA聚合酶
3 -35 区 TTGACA AA C T G T RNA-pol辨认位点 (recognition site)
原核生物启动子保守序列
顺式作用元件 结构基因
-GCGC---CAAT---TATA
转录起始 增强子
TATA盒 CAAT盒 GC盒
真核生物启动子保守序列
小结
转录体系：模板（DNA）、原料（4种NTP）、
(NMP) n + NTP (NMP) n+1 + PPi
转录空泡(transcription bubble)：
RNA-pol （核心酶） ·· · DNA ·· · · RNA ·
DNA
5 3
RNA
RNA聚合酶 核糖体 原核生物转录过程中的羽毛状现象
三、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。
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约有400个tRNA基因； (3) 5′端单磷酸核苷酸，表明已被加工过； (4) tRNA的前体分子中含有内含子。
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22
• 特点： ①位置相同，都在反密码子环的下游； ②不同tRNA的内含子长度和序列各异； ③外显子和内含子交界处无保守序列，不符合Chambon法 则，故其内含子的剪切是依靠RNase异体催化。 ④内含子和反密码子配对形成茎环，改变了反密码子臂的
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3
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4
第一节 原核生物RNA的转录后加工
◆绝大多数mRNA可直接作为翻译的模板，不需加工 ◆ rRNA和tRNA的转录产物要加工、修饰
♠ 成熟的rRNA和tRNA5’端是5’-单磷酸； ♠ 比原初转录产物小； ♠ 所有tRNA都含有稀有碱基
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5
一、原核生物rRNA前体的加工
核酸内切酶:在tRNA两端切断（cutting） RNA酶P：核糖核蛋白，使tRNA 5’端成熟 RNA酶F：切除多余的3’端序列 RNaseIII和RNaseE：使转录产物变小
核酸外切酶：从3’端逐个切去附加的顺序，进行修剪 RNaseD:切除tRNA 3’-CCA-OH下游序列 则露出CCA-OH端， 3’ tRNA 成熟酶
3’CCA-OH
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14
修饰：氨基 酸臂上5′的 4-硫尿苷 （4tu）
D臂上的2 甲基鸟苷 （2mG）
TψC臂上的 假尿苷（ψ）
反密码子环 上的2异戊 腺苷（2ipA）
图13-3 tRNA 前体特殊碱基
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15
三、原核生物mRNA前体的加工
少数多顺反子mRNA须通过核酸内切酶 切成较小的单位，然后再进行翻译，加工 的意义在于可对mRNA的翻译进行调控。
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16
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第二节 真核生物RNA的加工
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卵清蛋白基因
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19
DNA mRNA
7.7Kb
L 12 3 4 5 6 7
transcription
exon intron
spliceosome
form lariat RNA, exons close
1872bp
Remove lariat RNA, join exons
◆ rRNA基因和tRNA基因混合组成一个操纵子：
16SrRNA-tRNAIlo-tRNA Ala-23SrRNA-5SrRNA
-tRNAsp-tRNATrp
rrnA-rrnG
◆加工过程
特定位点进行甲基化，产生甲基化修饰成分
核酸酶：核酸内切酶：RNaseIII和RNaseE
核酸外切酶：
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6
rRNA processing in prokaryotes
第六章 RNA转录的剪接与加工
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1
RNA原初转录产物→成熟mRNA
5′端形成帽子结构 3 ′端形成多聚腺苷酸 切去内含子连接外显子（剪接） 反式剪接 部分核苷酸修饰 RNA编辑 RNA再编码 RNA链的断裂
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2
剪接（Splicing）
在5’端帽子和3’端尾巴形成以后，内含子一 个一个被切除，外显子连接形成成熟的mRNA， 这个过程就是RNA的剪接（核内） 。
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环磷酸二酯酶
激酶
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29
连接外显子
♪ 核酸酶作用形成2′-3′环磷酸和5′-OH 而不是3′-OH和5′-
P，因此不能直接连接（无须ATP） 。
♪ 环磷酸二酯酶（phosphodiesterase）将2′-3′环磷酸打开，
形成3′-OH，2′-P。
♪ 在激酶作用下将5′-OH磷酸化，再通过连接酶将两个半
③反应的本质不是转酯反应。
真核tRNA内含子的精确剪切是依赖对tRNA共同的二 级结构的识别，而不是内含子的保守序列。分子不同部分 的区域对于剪切是重要的，包括受体臂，D环，TψC环和 反密码子环。
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加野生型酵母 细胞提取物
凝胶电泳
前体
tRNA 内含子
图 13- 酵母 tRNA 在体外的剪切
（1）甲基化
（1）
如：A Am
Hale Waihona Puke （2）还原反应 如：U DHU
（3） （4）
（3）核苷内的转位反应 如：U ψ
（4）脱氨反应 如：A I
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真核tRNA内含子的切除和其他内含子的切除的不 同
①即没有交界序列，也没有内部引导序列；
②是依赖于蛋白质性的RNase，而不是核糖拟酶 或snRNP；
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11
5‘端成熟酶
3‘端成熟酶
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12
ligase
Nucleotidyl transferase
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◆核苷的修饰（成熟tRNA众多修饰成分）
甲基化：tRNA甲基化酶，甲基供体：SAM 假尿苷：tRNA假尿苷合成酶，催化糖苷键移
位，N1→C5
tRNA核苷转移酶：催化tRNA形成稳定的
RNase III RNase III
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7
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8
二、原核生物tRNA的加工
(1) tRNA基因：约60个 多数：多顺反子 几个相同(不同)tRNA连在一起，成簇存在 与rRNA基因或蛋白基因相连，组成混合 转录单位 少数：单顺反子
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9
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10
(2)加工过程 ◆剪切、修剪和剪接（斩头、去尾 ）
结构，保护了反密码子，使其免受某些酶的降解。
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23
转录后加工
切除部分序列:
– 5′-端
一段前导序列
– 反密码子环 一段插入序列
3′-端CCA-OH的生成
– tRNA核苷酸基转移酶
某些碱基的化学修饰:
– 甲基化
– 还原反应 DHU
– 脱氨反应
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25
（2） （1）
碱基修饰
分子连接起来（须ATP） 。
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31
二、真核生物rRNA 前体的加工
真核生物有4种rRNA。 大亚基（60S）rRNA: 28S(4700nt);5S(120nt);5.8S(160nt)。 小亚基（40S）rRNA ：18S（1900nt)。
其中5.8S rRNA 、18S rRNA 、28 SrRNA 为 一个转录单位，前体为45S RNA。
L123 4 5 6 7
Mature mRPNPT课A件
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一、真核生物tRNA 前体的加工
RNA pol III
Intron Exon
tRNA的转录前体
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21
A 真核tRNA的基因和原核不同： (1)真核的前体分子tRNA是单顺反子，但成簇排列，基因间
有间隔区； (2)真核tRNA基因一般都比原核tRNA基因多得多，如酵母