第八章mRNA剪接编辑
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mRNA剪切机制简介mRNA专题细胞核内前体mRNA的剪接的执行者是剪接小体,它能够在成熟mRNA出核和翻译之前识别剪接信号,移除不编码内含子,并将能够编码蛋白的外显子拼接在一起。
细胞核内前体mRNA的剪接需要经历2次转酯化反应化步骤去掉内含子才能将相邻的外显子拼接成成熟的mRNA。
在前体mRNA上有三个反应区域分别在5'剪接位点(5'SS),3'剪接位点(3'SS)以及分枝位点(图1)。
除了这三个反应区域外,在多细胞生物体的内含子上还拥有保守性的多聚嘧啶束,它位于3'剪接位点以及分枝位点之间。
图1选择性剪接发生过程示意图选择性剪接由内含子5'剪接位G和U2个核苷酸点以及3'剪接位点A和G 2个核苷酸介导。
分支点A核苷酸非常保守的,一般位于3'剪接位点上游20-50个核苷酸。
剪接反应的过程发生2次转酶化反应,这个过程中需要5个snRNPs复合物(Ul,U2,U4,U5,andU6)。
这些复合物能够聚集在前体mRNA上形成大分子的聚合物。
剪接小体,核内最大的RNP复合物,能够识别这些反应位点并催化前体mRNA发生剪接。
剪接小体中主要的模块是snRNPs复合物。
剪接小体一般包含5种snRNPs:U1、U2、U4,U5和U6 snRNP。
每一个snRNP包含了单个snRNA和至少7种蛋白亚基。
这些snRNP和另外的非snRNP相关蛋白(例如SF1、U2AF和Prp19复合物)一步步有序的聚集在前体mRNA上依次形成前剪接小体E,A,B以及C复合物(图1)。
在这有序的过程中,这些snRNP以及非snRNP相关蛋白和反应位点之间发生复杂的结合与去结合过程,这些复杂的过程为核小体提供了多次检查的机会以保证它们结合的准确性从而提高位点选择的精确性。
在核小体组装之前,U1 snRNP占据5'剪接位点,而SF1结合在分枝位点,这2个过程是ATP依赖的并最终形成前剪接小体E复合物(图1)。
抗肿瘤mRNA剪接调控技术联合纳米载体递送系统的作用机制及其在临床治疗中的应用摘要:本文探讨了抗肿瘤mRNA剪接调控技术与纳米载体递送系统的结合作用机制,并分析了其在临床治疗中的潜在应用。
通过对mRNA剪接机制的深入研究和对纳米载体递送系统的优化设计,本文提出了一种创新的联合策略,旨在提高抗肿瘤药物的靶向性和疗效。
通过实验验证,该策略在体外细胞实验和体内动物模型中均显示出显著的抗肿瘤效果。
本文还讨论了该策略可能面临的挑战和未来的发展方向。
关键词:mRNA剪接;纳米载体;抗肿瘤;联合策略;靶向治疗Abstract: This article explores the combined mechanism of action between antitumor mRNA splicing regulation technology and nanocarrier delivery systems, and analyzes its potential applications in clinical treatment. Through indepth research on mRNA splicing mechanisms and optimized design of nanocarrier delivery systems, this article proposes an innovative joint strategy aimed at improving the targeting and efficacy of antitumor drugs. Through experimental verification, this strategy has shown significant antitumor effects in both in vitro cell experiments and in vivo animal models. In addition, this article also discusses the potential challenges and future development directions of this strategy.Keywords: mRNA splicing; Nanocarriers; Antitumor; Joint strategy; Targeted therapy 第一章、引言1.1 研究背景与意义1.1.1 mRNA剪接调控技术的重要性mRNA剪接是真核生物基因表达过程中的一个关键步骤,它决定了一个基因可以产生多种不同的蛋白质。
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。
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。
真核生物mRNA选择性剪接发生的相关因素摘要:在真核生物细胞中,选择性剪接扮演着非常重要的角色,如蛋白质多样性、细胞代谢、疾病的发生等。
据报道可知,选择性剪接的发生与很多因素相关如剪接因子、剪接相关的保守序列、染色质结构等,其具体机制一直随着科学工作者的不断努力而完善。
由于pre-mRNA选择性剪接在真核生物中具有的独特作用,使得选择性剪接发生的相关因素也成为人们研究的热点课题。
本文就真核生物mRNA选择性剪接发生的相关因素做简要介绍。
关键词:选择性剪接;mRNA;真核生物;剪接相关Motif;染色质结构0前言1978年Gilbert[1]首次提出选择性剪接这一概念后,选择性剪接开始广泛成为人们研究的目标。
人类基因组计划公布的初步研究结果中人类基因数是3.5万个左右,而不是原先预计的8万至10万个。
由此可知一个基因不是只编码一个蛋白质,而是可能编码一个或多个蛋白质。
近期报道显示,在人类含多个外显子的pre-mRNA中,能发生选择性剪接的约占92-94%[2]。
同时选择性剪接与疾病的发生之间有着密切联系,如炎症路径和癌症发生等[25][26]。
这使得选择性剪接成为近年来研究的热点课题。
1选择性剪接的概念与模式pre-mRNA的选择性剪接(Alternative splicing,AS),即一个基因能产生多种mRNA,这极大地丰富了蛋白质组的多样性和基因表达调控的灵活性[7]。
近年来,在不同的真核生物物种中都有选择性剪接事件被报道,如酵母和人类等[3][4]。
选择性剪接发生模式主要包括以下5种[5]:可变的5’剪接位点(alternative 5’splice site):与内含子保守5’剪接位点相竞争,且能与该内含子的3’剪接位点相互作用发生选择性剪接的5’剪接位点;可变的3’剪接位点(alternative 3’splice site):与内含子保守3’剪接位点相竞争,且能与该内含子的5’剪接位点相互作用发生选择性剪接的3’剪接位点;选择性保留某些内含子(intron retention):在剪接过程中选择性保留整个内含子或部分内含子序列,使其成为成熟mRNA的一部分;外显子跳跃(exon skipping)和互斥外显子(mutually exclusive exons):都是表现在剪接过程中外显子被选择性拼接。