3-RNA转录后加工-
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简述rna转录后加工过程摘要:1.RNA转录后加工过程的概述2.RNA转录后加工的主要步骤a.剪接b.剪切c.RNA编辑d.RNA降解3.各步骤的功能和意义4.实例分析5.RNA转录后加工在生物体中的作用6.研究RNA转录后加工的意义和前景正文:在我们生物体内,基因通过转录过程将DNA信息转化为RNA,但这只是RNA生命历程中的第一步。
接下来,RNA要经历一系列复杂的加工过程,才能最终发挥其生物学功能。
这个过程被称为RNA转录后加工。
RNA转录后加工的主要步骤包括剪接、剪切、RNA编辑和RNA降解。
剪接是指将RNA前体分子中的内含子去除,并将外显子连接成成熟的RNA分子。
这一过程通过特定的酶家族,如剪接酶,来实现。
剪切是指在RNA分子的3"端添加poly(A)尾巴,这是几乎所有真核生物RNA的共同特征。
RNA编辑则是指在RNA分子上发生碱基改变,这一过程依赖于特定的编辑酶和相应的底物。
最后,RNA降解是指RNA分子在细胞内的分解过程,这对于调控RNA水平和维持细胞内稳态至关重要。
这些加工过程对于RNA最终的生物学功能具有重要意义。
以剪接为例,它能消除RNA前体中无功能的RNA片段,使成熟的RNA更具特异性和高效性。
同时,RNA编辑能够改变RNA的序列,从而影响其翻译效率和稳定性。
在生物体中,RNA转录后加工涉及多种生物过程,如基因表达调控、病毒复制和免疫反应等。
对RNA转录后加工的研究,有助于我们深入了解生命过程中的基因表达调控机制,为治疗疾病和开发新型药物提供理论依据。
随着生物科学技术的不断发展,对RNA转录后加工的研究将越来越深入。
rna转录后加工方式
RNA转录后加工(RNA post-transcriptional processing)是指在RNA分子合成之后,在细胞中对其进行修饰和修剪的过程。
这些加工方式可以使原始RNA分子成熟,并使其具有功能性。
以下是几种常见的RNA转录后加工方式:
剪接(Splicing):在真核生物中,基因的转录产物(前体mRNA)经过剪接过程,去除其中的内含子(intron),保留外显子(exon),从而形成成熟的mRNA分子。
剪接是通过剪接体(spliceosome)来完成的,其中包括snRNPs等辅助因子。
5'端修饰:RNA的5'端通常经过加上7-甲基鸟苷(7-methylguanosine)和三磷酸核苷酸链(PPP 链)的修饰,形成5'甲基鸟苷帽(5' cap)。
这个帽子在RNA稳定性、转运和翻译起重要作用。
3'端修饰:RNA的3'端通常经过加上聚腺苷酸(polyadenylation)的修饰。
这个poly(A)尾巴有助于RNA的稳定性、转运和翻译,并参与转录终止的过程。
RNA编辑:在一些生物体中,RNA的序列可以通过RNA编辑(RNA editing)进行改变。
这种编辑通常涉及碱基的替换、插入或删除,从而改变RNA的编码能力和功能。
RNA修饰:RNA分子可能会经历各种修饰,如甲基化、脱氨基、糖基化等。
这些修饰可以增强RNA的稳定性、调节翻译和识别,以及影响RNA的功能。
RNA转录后加工是一个复杂而精确的过程,它可以使原始的转录产物转化为功能性的RNA 分子。
这些加工方式对于基因表达调控和细胞功能起着重要的作用。
第二节RNA转录后的加工与修饰不论原核或真核生物的rRNAs都是以更为复杂的初级转录本形式被合成的,然后再加工成为成熟的RNA 分子。
然而绝大多数原核生物转录和翻译是同时进行的,随着mRNA开始的DNA上合成,核蛋白体即附着在mRNA上并以其为模板进行蛋白质的合成,因此原核细胞的mRNA并无特殊的转录后加工过程,相反,真核生物转录和翻译在时间和空间上是分天的,刚转录出来的mRNA是分子很大的前体,即核内不均一RNA.hnRNA 分子中大约只有10%的部分转变成成熟的mRNA,其余部分将在转录后的加工过程中被降解掉。
(一)mRNA的加工修饰原核生物中转录生成的mRNA为多顺反子,即几个结构基因,利用共同的启动子和共同终止信号经转录生成一条mRNA,所以此mRNA分子编码几种不同的蛋白质.例如乳糖操纵子上的Z、Y及A基因,转录生成的mRNA可翻译生成三种酶,即半乳糖苷酶,透过酶和乙酰基转移酶。
原核生物中没有核模,所以转录与翻译是连续进行的,往往转录还未完成,翻译已经开始了,因此原核生物中转录生成的mRNA没有特殊的转录后加工修饰过程。
真核生物转录生成的mRNA为单顺反子,即一个mRNA分子只为一种蛋白质分子编码。
真核生物mRNA的加工修饰,主要包括对5’端和3’端的修饰以及对中间部分进行剪接。
1.在5’端加帽成熟的真核生物mRNA,其结构的5’端都有一个m7G—PPNmN结构,该结构被称为甲基鸟苷的帽子。
如图17-9所示.鸟苷通过5’—5’焦磷酸键与初级转录物的5’端相连。
当鸟苷上第7位碳原子被甲基化形成m7G-PPNmN时,此时形成的帽子被称为“帽0”,如果附m7G-PPNmN外,这个核糖的第“2”号碳上也甲基化,形成m7G-PPNm,称为“帽1”,如果5'末端N1和N2中的两个核糖均甲基化,成为m7G—PPNmPNm2,称为“帽2”.从真核生物帽子结构形成的复杂可以看出,生物进化程度越高,其帽子结构越复杂。
rna转录后加工名词解释
RNA转录后加工是指对在转录过程新合成的RNA的前体分子,进行进一步的加工修饰,从而使其成为具有生物学活性的、成熟的RNA 分子的过程,主要包括剪接、化学修饰等方式。
1.可变剪切:通过不同的剪切方式使得同一个基因可以产生多个不同的成熟mRNA,最终产生不同的蛋白质,从而使转录本和蛋白质结构与功能具有多样性。
2.RNA编辑:属于修饰的一种,是指转录后的RNA在编码区发生碱基的加入、丢失或转换等现象,可以在RNA水平上增加一些原来DNA模板上没有编码的碱基,从而扩充遗传信息。
因此,经过剪切或者修饰等加工,遗传信息的含量以及多样性大大增加。
第二节 RNA转录后得加工与修饰不论原核或真核生物得rRNAs都就是以更为复杂得初级转录本形式被合成得,然后再加工成为成熟得RNA分子。
然而绝大多数原核生物转录与翻译就是同时进行得,随着mRNA开始得DNA上合成,核蛋白体即附着在mRNA上并以其为模板进行蛋白质得合成,因此原核细胞得mRNA并无特殊得转录后加工过程,相反,真核生物转录与翻译在时间与空间上就是分天得,刚转录出来得mRNA就是分子很大得前体,即核内不均一RNA。
hnRNA分子中大约只有10%得部分转变成成熟得mRNA,其余部分将在转录后得加工过程中被降解掉。
(一)mRNA得加工修饰原核生物中转录生成得mRNA为多顺反子,即几个结构基因,利用共同得启动子与共同终止信号经转录生成一条mRNA,所以此mRNA分子编码几种不同得蛋白质。
例如乳糖操纵子上得Z、Y及A基因,转录生成得mRNA可翻译生成三种酶,即半乳糖苷酶,透过酶与乙酰基转移酶。
原核生物中没有核模,所以转录与翻译就是连续进行得,往往转录还未完成,翻译已经开始了,因此原核生物中转录生成得mRNA没有特殊得转录后加工修饰过程。
真核生物转录生成得mRNA为单顺反子,即一个mRNA分子只为一种蛋白质分子编码。
真核生物mRNA得加工修饰,主要包括对5’端与3’端得修饰以及对中间部分进行剪接。
1.在5’端加帽成熟得真核生物mRNA,其结构得5’端都有一个m7G-PPNmN结构,该结构被称为甲基鸟苷得帽子。
如图17-9所示。
鸟苷通过5’-5’焦磷酸键与初级转录物得5’端相连。
当鸟苷上第7位碳原子被甲基化形成m7G-PPNmN时,此时形成得帽子被称为“帽0”,如果附m7G-PPNmN外,这个核糖得第“2”号碳上也甲基化,形成m7G-PPNm,称为“帽1”,如果5’末端N1与N2中得两个核糖均甲基化,成为m7G-PPNmPNm 2,称为“帽2”。
从真核生物帽子结构形成得复杂可以瞧出,生物进化程度越高,其帽子结构越复杂。
一、原核生物(一)核糖体RNA:大肠杆菌共有7个核糖体RNA的转录单位,每个转录单位由16S、23S、5SRNA和若干转运RNA基因组成。
16S和23S之间常由转运RNA隔开。
转录产物在RNA酶III的作用下裂解产生核糖体RNA的前体P16和P23,再由相应成熟酶加工切除附加序列。
前体加工时还进行甲基化,产生修饰成分,特别是a-甲基核苷。
N4,2’-O二甲基胞苷(m4Cm)是16S核糖体RNA特有成分。
5S核糖体RNA一般无修饰成分。
(二)转运RNA:有60个基因,其加工包括:1.内切酶在两端切断,大肠杆菌RNA酶P是5’成熟酶2.外切酶从3’修剪,除去附加顺序。
RNA酶D是3’成熟酶3.3’端加上CCAOH,由转运RNA核苷酰转移酶催化,某些转运RNA已有,切除附加序列后即露出。
4.核苷的修饰:修饰成分包括甲基化碱基和假尿苷,修饰酶具有高度特异性。
甲基化对碱基和序列都有严格要求,一般以S-腺苷甲硫氨酸为甲基供体。
(三)信使RNA:细菌多数不用加工,转录与翻译是偶联的。
也有少数多顺反子信使RNA必须由内切酶切成较小的单位,然后翻译。
如核糖体大亚基蛋白与RNA聚合酶的b亚基基因组成混合操纵子,转录后需经RNA酶III切开,各自翻译。
因为RNA聚合酶的合成水平低得多,切开有利于各自的翻译调控。
较长的RNA会产生高级结构,不利于翻译,切开可改变其结构,从而影响其功能。
二、真核生物(一)核糖体RNA:基因拷贝数多,在几十到几千之间。
基因成簇排列在一起,由RNA聚合酶I转录生成一个较长的前体,哺乳动物为45S。
核仁是其转录、加工和装配成核糖体的场所。
RNA酶III等核酸内切酶在加工中起重要作用。
5SRNA基因也是成簇排列的,由RNA聚合酶III转录,经加工参与构成大亚基。
核糖体RNA可被甲基化,主要在核苷2’羟基,比原核生物甲基化程度高。
多数核糖体RNA没有内含子,有些有内含子但不转录。
(二)转运RNA:由RNA聚合酶III转录,加工与原核相似,但3’端的CCA 都是后加的,还有2’-O-甲基核糖。