生物化學(xué)：第16章 RNA的生物合成（轉(zhuǎn)錄）

1、第第 十十 六六 章章RNA的生物合成的生物合成（轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄）RNA Biosynthesis, TranscriptionDNA指導(dǎo)的指導(dǎo)的RNA合成，也叫合成，也叫轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄。由由RNA依賴的依賴的RNA聚合酶聚合酶 (RNA-dependent RNA polymerase)催化，常見于催化，常見于病毒病毒，是逆轉(zhuǎn)錄病毒以外的，是逆轉(zhuǎn)錄病毒以外的RNA病毒在宿主細(xì)病毒在宿主細(xì)胞以病毒的單鏈胞以病毒的單鏈RNA為模板合成為模板合成RNA的方式。的方式。RNA指導(dǎo)的指導(dǎo)的RNA合成，也叫合成，也叫RNA復(fù)制。復(fù)制。 轉(zhuǎn)錄過程是轉(zhuǎn)錄過程是RNA生物大分子的合成生物大分子的合成，促進(jìn)，促進(jìn)RNA合成

2、的合成的酶稱為酶稱為RNA聚合酶聚合酶。轉(zhuǎn)錄過程是從特定一段轉(zhuǎn)錄過程是從特定一段DNA取出信息，合成一段取出信息，合成一段RNA的過程，不像的過程，不像DNA復(fù)制是全部復(fù)制是全部DNA信息的復(fù)制。被取信息的復(fù)制。被取出信息的出信息的DNA序列稱為序列稱為模板模板DNA。哪一段哪一段DNA信息被取出用于轉(zhuǎn)錄信息被取出用于轉(zhuǎn)錄RNA，取決于被轉(zhuǎn)錄取決于被轉(zhuǎn)錄DNA片段前的片段前的DNA序列結(jié)構(gòu)及其與蛋白質(zhì)的相互作用序列結(jié)構(gòu)及其與蛋白質(zhì)的相互作用1. 模板均為模板均為DNA2. 延長(zhǎng)機(jī)理都是形成磷酸二酯鍵延長(zhǎng)機(jī)理都是形成磷酸二酯鍵3. 方向均為方向均為53復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄模板模板兩鏈均復(fù)制兩鏈均復(fù)制

3、模板鏈轉(zhuǎn)錄模板鏈轉(zhuǎn)錄（不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄）（不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄）原料原料dNTPNTP酶酶DNA聚合酶聚合酶RNA聚合酶聚合酶 (RNA-pol)產(chǎn)物產(chǎn)物子代雙鏈子代雙鏈DNA（半保留復(fù)制）（半保留復(fù)制）mRNA，tRNA，rRNA配對(duì)配對(duì)AT，GCAU，TA，GC模板模板: DNA原料原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) 酶酶: 依賴依賴DNA的的RNA聚合酶聚合酶 (簡(jiǎn)寫簡(jiǎn)寫RNA-pol)其他蛋白質(zhì)因子其他蛋白質(zhì)因子編碼蛋白質(zhì)或其他編碼蛋白質(zhì)或其他RNA的的DNA序列，稱為序列，稱為結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因 (structural gene)DNA雙鏈中能夠按照堿基互補(bǔ)規(guī)律指引轉(zhuǎn)錄生成雙鏈中

4、能夠按照堿基互補(bǔ)規(guī)律指引轉(zhuǎn)錄生成RNA的一股的一股單鏈，稱為單鏈，稱為模板鏈模板鏈 (template strand) ；另一股單鏈稱為另一股單鏈稱為編碼鏈編碼鏈 (coding strand) 。轉(zhuǎn)錄具有選擇性，稱為轉(zhuǎn)錄具有選擇性，稱為不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄 (asymmetric transcription) 編碼鏈編碼鏈模板鏈模板鏈mRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯DNAG C A G T A C ACTGTc g t c a t g tgacaAla Val His Val5 3 G C A G U A C ACUGU轉(zhuǎn)錄是以模板鏈轉(zhuǎn)錄是以模板鏈DNA序列為基礎(chǔ)合成序列為基礎(chǔ)合成RNA

5、的過程，的過程，而產(chǎn)物而產(chǎn)物RNA序列與編碼鏈序列與編碼鏈DNA序列更相似序列更相似RNA產(chǎn)物最終可以是蛋白質(zhì)，也可以是其他產(chǎn)物最終可以是蛋白質(zhì)，也可以是其他RNA5 5 N3 3 C結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因編碼鏈編碼鏈 (coding strand)編碼鏈編碼鏈模板鏈模板鏈模板鏈模板鏈 (template strand)模板鏈并非永遠(yuǎn)在同一條單鏈上。模板鏈并非永遠(yuǎn)在同一條單鏈上。在在DNA分子雙鏈上某一區(qū)段，一股鏈用作模板指引轉(zhuǎn)錄，分子雙鏈上某一區(qū)段，一股鏈用作模板指引轉(zhuǎn)錄，另一股鏈不轉(zhuǎn)錄另一股鏈不轉(zhuǎn)錄 ；5335（一）（一）RNA聚合酶能直接啟動(dòng)聚合酶能直接啟動(dòng)RNA鏈的合成鏈的合成RNA聚合酶聚

6、合酶DNA聚合酶聚合酶DNA依賴的依賴的RNA聚合酶聚合酶DNA依賴的依賴的DNA聚合酶聚合酶合成合成RNA合成合成DNA(NMP)n + NTP (NMP)n+1 + PPi(dNMP)n + dNTP (dNMP)n+1 + PPi不需要引物不需要引物需要引物需要引物亞基亞基分子量分子量功能功能 36512決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄 150618催化功能催化功能 155613結(jié)合結(jié)合DNA模板模板 70263辨認(rèn)起始點(diǎn)辨認(rèn)起始點(diǎn)核心酶（core enzyme）全酶（holoenzyme）1. 原核生物的原核生物的RNA聚合酶聚合酶E. coli的的RNA聚合酶是由四種亞基組成的五

7、聚體聚合酶是由四種亞基組成的五聚體（ 2） 熱休克蛋白熱休克蛋白在體內(nèi)有著廣在體內(nèi)有著廣泛的功能、涉及了應(yīng)激、免疫、泛的功能、涉及了應(yīng)激、免疫、蛋白質(zhì)折疊等多方面。蛋白質(zhì)折疊等多方面。 熱休克蛋白熱休克蛋白（heat shock proteins, HSPs）是指細(xì)胞在高溫）是指細(xì)胞在高溫（熱休克）或其他應(yīng)激原作用下所誘導(dǎo)生成或合成增加的一組蛋（熱休克）或其他應(yīng)激原作用下所誘導(dǎo)生成或合成增加的一組蛋白質(zhì)。白質(zhì)。 當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，大部分蛋白質(zhì)已經(jīng)停止合成，而當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，大部分蛋白質(zhì)已經(jīng)停止合成，而HSPsHSPs仍能繼續(xù)合成，原因就在于仍能繼續(xù)合成，原因就在于HSPs使用與一

8、般蛋白質(zhì)不同的使用與一般蛋白質(zhì)不同的亞基亞基（ 3232，本身也是一種，本身也是一種HSPs）識(shí)別識(shí)別DNA分子中分子中轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄的起始部位。起始部位。 識(shí)別轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)識(shí)別轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)，停止聚合反應(yīng)。，停止聚合反應(yīng)。參與轉(zhuǎn)錄水平的參與轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控調(diào)控。催化催化NTP的聚合的聚合，完成一條，完成一條RNA鏈的聚合反應(yīng)。鏈的聚合反應(yīng)。促進(jìn)與模板鏈結(jié)合，并促進(jìn)與模板鏈結(jié)合，并使使DNA雙鏈打開雙鏈打開17 bp。缺乏外切酶活性缺乏外切酶活性, 無校對(duì)功能無校對(duì)功能，錯(cuò)誤率，錯(cuò)誤率10-6。不同的不同的 識(shí)別不同的啟動(dòng)子識(shí)別不同的啟動(dòng)子。聚合速率聚合速率慢慢，3085 NTP/秒。秒?？杀凰幬镆种?/p>

9、（可被藥物抑制（利福平利福平）。人的）。人的RNA聚合酶聚合酶對(duì)利福平不敏感。利用此特點(diǎn)可研制殺菌藥物。對(duì)利福平不敏感。利用此特點(diǎn)可研制殺菌藥物。全酶僅在起始階段存在，延長(zhǎng)階段只有核心酶。全酶僅在起始階段存在，延長(zhǎng)階段只有核心酶。結(jié)構(gòu)基因之前一段結(jié)構(gòu)基因之前一段DNA為調(diào)節(jié)序列，結(jié)構(gòu)基因?yàn)檎{(diào)節(jié)序列，結(jié)構(gòu)基因DNA與調(diào)節(jié)序列與調(diào)節(jié)序列DNA共同組成一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，共同組成一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，稱為稱為操縱子操縱子 (operon)5 3 3 5 啟動(dòng)子調(diào)控序列調(diào)控序列結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因RNA-pol原核生物以原核生物以RNA聚合酶全酶結(jié)合到聚合酶全酶結(jié)合到DNA的啟動(dòng)子的啟動(dòng)子上而啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，其中由上而啟動(dòng)轉(zhuǎn)

10、錄，其中由 亞基辨認(rèn)啟動(dòng)子亞基辨認(rèn)啟動(dòng)子，其他亞，其他亞基相互配合?；嗷ヅ浜?。 啟動(dòng)子啟動(dòng)子：指指RNA聚合酶結(jié)合模板聚合酶結(jié)合模板DNA的部位。的部位。是是調(diào)控轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵部位。原核生物啟動(dòng)子序列按功調(diào)控轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵部位。原核生物啟動(dòng)子序列按功能的不同可分為三個(gè)部位，能的不同可分為三個(gè)部位，即即識(shí)別部位、結(jié)合部位、起始部位識(shí)別部位、結(jié)合部位、起始部位。用于研究用于研究啟動(dòng)子啟動(dòng)子開始轉(zhuǎn)錄開始轉(zhuǎn)錄T T G A C AA A C T G T-35 區(qū)區(qū)Pribnow boxT A T A A T A T A T T A-10 區(qū)區(qū)1-30-5010-10-40-205 3 3 5 5 5 結(jié)構(gòu)基

11、因結(jié)構(gòu)基因3 3 RNA-pol辨認(rèn)位點(diǎn)辨認(rèn)位點(diǎn)(recognition site) 起始部位：起始部位：指指DNA分子上開始轉(zhuǎn)錄的部位，該部位分子上開始轉(zhuǎn)錄的部位，該部位含有與轉(zhuǎn)錄生成新生含有與轉(zhuǎn)錄生成新生RNA鏈的第一個(gè)核苷酸互補(bǔ)的堿基，鏈的第一個(gè)核苷酸互補(bǔ)的堿基，將該堿基的序號(hào)定為將該堿基的序號(hào)定為+1。識(shí)別部位：識(shí)別部位：RNA 聚合酶聚合酶 因子因子的識(shí)別部位。的識(shí)別部位。 中心部位在中心部位在-35 bp處，堿基序列具有高度保守性，處，堿基序列具有高度保守性，該序列的一致性序列為該序列的一致性序列為TTGACA。結(jié)合部位：結(jié)合部位：RNA聚合酶的結(jié)合的部位，其長(zhǎng)度為聚合酶的結(jié)合的部

12、位，其長(zhǎng)度為 7bp中心部位在中心部位在-10 bp處，一致性序列為處，一致性序列為TATAAT序列，序列，稱為稱為 Pribnow 盒。盒。需解決兩個(gè)問題：需解決兩個(gè)問題：1、RNA聚合酶必須準(zhǔn)確地結(jié)合在轉(zhuǎn)錄模板的起始區(qū)域聚合酶必須準(zhǔn)確地結(jié)合在轉(zhuǎn)錄模板的起始區(qū)域2、DNA雙鏈解開，使其中的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板。雙鏈解開，使其中的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板。轉(zhuǎn)錄起始需要轉(zhuǎn)錄起始需要RNA聚合酶全酶聚合酶全酶2. DNA雙鏈解開（雙鏈解開（20bp以下，以下，17bp左右）左右）1. RNA聚合酶全酶聚合酶全酶 ( 2) 與模板結(jié)合與模板結(jié)合 3. 在轉(zhuǎn)錄的起始位點(diǎn)，在轉(zhuǎn)錄的起始位點(diǎn)，RNA聚合酶催化

13、發(fā)生第一次聚合酶催化發(fā)生第一次聚合反應(yīng)，形成聚合反應(yīng)，形成四磷酸二核苷酸四磷酸二核苷酸，與，與全酶、全酶、DNA模板共同組成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物模板共同組成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物。RNApol ( 2)-DNA-pppGpN-OH轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物5 -pppG-OH-3 (GTP) + NTP 5 -pppGpN-OH-3 + PPi4. 亞基從轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物上脫落，核心酶連同亞基從轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物上脫落，核心酶連同 四磷酸二核苷酸，沿四磷酸二核苷酸，沿DNA鏈前移，進(jìn)入延長(zhǎng)階段。鏈前移，進(jìn)入延長(zhǎng)階段。1. 亞基脫落，亞基脫落，RNApol聚合酶核心酶變構(gòu)，聚合酶核心酶變構(gòu)，與模板結(jié)合松弛，沿著與

14、模板結(jié)合松弛，沿著DNA模板前移；模板前移；2. 在核心酶作用下，在核心酶作用下，NTP不斷聚合，不斷聚合，RNA鏈鏈不斷延長(zhǎng)。不斷延長(zhǎng)。(NMP) n + NTP (NMP) n+1 + PPi3. 原核生物轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)時(shí)蛋白質(zhì)的翻譯也同時(shí)進(jìn)行原核生物轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)時(shí)蛋白質(zhì)的翻譯也同時(shí)進(jìn)行第一個(gè)磷酸二酯第一個(gè)磷酸二酯鍵生成后，鍵生成后， 亞亞基從轉(zhuǎn)錄起始復(fù)基從轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物上脫落，形合物上脫落，形成轉(zhuǎn)錄空泡。核成轉(zhuǎn)錄空泡。核心酶沿模板心酶沿模板DNA前移，轉(zhuǎn)錄進(jìn)入前移，轉(zhuǎn)錄進(jìn)入延長(zhǎng)階段。延長(zhǎng)階段。RNA-pol（核心酶）（核心酶）-DNA -RNA轉(zhuǎn)錄空泡轉(zhuǎn)錄空泡 (transcription bub

15、ble)：也稱轉(zhuǎn)錄復(fù)合物，是由：也稱轉(zhuǎn)錄復(fù)合物，是由RNA聚合酶的聚合酶的核心酶核心酶、DNA模板模板和和轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA三者結(jié)合在三者結(jié)合在一起的復(fù)合體。一起的復(fù)合體。 5 3 DNA核糖體核糖體RNARNA聚合酶聚合酶在同一在同一DNA模板上，有多個(gè)轉(zhuǎn)錄模板上，有多個(gè)轉(zhuǎn)錄同時(shí)在進(jìn)行；同時(shí)在進(jìn)行；原核生物的原核生物的mRNA無需加工；無需加工；轉(zhuǎn)錄尚未完成，翻譯已在進(jìn)行。轉(zhuǎn)錄尚未完成，翻譯已在進(jìn)行。轉(zhuǎn)錄與翻譯偶聯(lián)轉(zhuǎn)錄與翻譯偶聯(lián) 。轉(zhuǎn)錄終止轉(zhuǎn)錄終止指指RNA聚合酶在聚合酶在DNA模板上停頓下來不再模板上停頓下來不再前進(jìn)，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物前進(jìn)，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA鏈從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物上脫落下來。鏈從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物

16、上脫落下來。 依據(jù)是否需要蛋白質(zhì)因子的參與，原核生物轉(zhuǎn)錄依據(jù)是否需要蛋白質(zhì)因子的參與，原核生物轉(zhuǎn)錄終止分為：終止分為：依賴依賴 (Rho)因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止非依賴非依賴 (Rho)因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止 Rho因子因子是是rho基因的產(chǎn)物，廣泛存在于原核和真基因的產(chǎn)物，廣泛存在于原核和真核細(xì)胞中，由核細(xì)胞中，由6個(gè)亞基組成，分子量個(gè)亞基組成，分子量300kD。Rho因因子結(jié)合在新生的子結(jié)合在新生的RNA鏈上鏈上，由，由5端向端向3端利用端利用ATP水解供能快速移動(dòng)。水解供能快速移動(dòng)。Rho因子有因子有ATP酶的活性酶的活性和和解螺旋酶解螺旋酶的活性的活性 因子因子 DNARNA

17、RNA聚合酶聚合酶 轉(zhuǎn)錄出的新轉(zhuǎn)錄出的新RNA形成穩(wěn)定的莖環(huán)結(jié)構(gòu)，阻礙形成穩(wěn)定的莖環(huán)結(jié)構(gòu)，阻礙RNA聚合酶聚合酶 前移。前移。 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物莖環(huán)結(jié)構(gòu)之后有一串寡聚轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物莖環(huán)結(jié)構(gòu)之后有一串寡聚U。rU:dA最不穩(wěn)定最不穩(wěn)定， RNA-DNA雜交雙鏈解開，雜交雙鏈解開，RNA脫離，轉(zhuǎn)錄終止。脫離，轉(zhuǎn)錄終止。DNA模板上靠近終止處，有些特殊的堿基序列（模板上靠近終止處，有些特殊的堿基序列（終終止子止子），使得），使得RNA產(chǎn)物形成特殊的結(jié)構(gòu)來終止轉(zhuǎn)錄。產(chǎn)物形成特殊的結(jié)構(gòu)來終止轉(zhuǎn)錄。終止子終止子 (terminator)：DNA模板上能夠在轉(zhuǎn)錄即將結(jié)束時(shí)，提供模板上能夠在轉(zhuǎn)錄即將結(jié)束時(shí)，提供終止信號(hào)的序

18、列。通常為一段被間隔開的回文序列，存在于終止信號(hào)的序列。通常為一段被間隔開的回文序列，存在于RNA pol已經(jīng)轉(zhuǎn)錄過的序列中。已經(jīng)轉(zhuǎn)錄過的序列中。5533 回文序列回文序列海上游客游上海海上游客游上海關(guān)下守將守下關(guān)關(guān)下守將守下關(guān)模板鏈模板鏈RNA鏈鏈5 pppG5 3 3 5 RNA-pol近終止區(qū)的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)（莖環(huán)結(jié)構(gòu)），近終止區(qū)的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)（莖環(huán)結(jié)構(gòu)），使使RNA聚合酶變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓；聚合酶變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓；使轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解離，使轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解離，RNA產(chǎn)物釋放。產(chǎn)物釋放。轉(zhuǎn)錄的特點(diǎn)：轉(zhuǎn)錄的特點(diǎn)：1、不對(duì)稱性、不對(duì)稱性2、連續(xù)性、連續(xù)性3、單向性、單向性4、有特定的起

19、始和終止位點(diǎn)、有特定的起始和終止位點(diǎn)小結(jié)小結(jié)真核生物的真核生物的RNA聚合酶聚合酶 種類種類對(duì)鵝膏蕈堿對(duì)鵝膏蕈堿的反應(yīng)的反應(yīng)45S-rRNAhnRNA5S-rRNAtRNAsnRNA耐受耐受極敏感極敏感中度敏感中度敏感轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 增強(qiáng)子增強(qiáng)子 調(diào)控序列調(diào)控序列 結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因-GCGC-CAAT-TATA TATA盒盒 CAAT盒盒 GC盒盒 轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始真核生物啟動(dòng)子保守序列真核生物啟動(dòng)子保守序列 真核生物真核生物編碼基編碼基因因兩側(cè)的兩側(cè)的DNA序列，序列，可影響自身基因的可影響自身基因的表達(dá)活性，通常是表達(dá)活性，通常是非編碼序列非編碼序列，包括，包括啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、啟動(dòng)子、增

20、強(qiáng)子、沉默子沉默子真核生物轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段真核生物轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段 順式作用元件順式作用元件(cis-acting element)轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子 能直接、間接辨認(rèn)和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段能直接、間接辨認(rèn)和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段DNA的蛋白質(zhì)，統(tǒng)稱為的蛋白質(zhì)，統(tǒng)稱為反式作用因子反式作用因子(trans-acting factors)。 反式作用因子中，直接或間接結(jié)合反式作用因子中，直接或間接結(jié)合RNA聚合酶的，則稱為聚合酶的，則稱為轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子(transcriptional factors, TF)。 真核生物轉(zhuǎn)錄生成的真核生物轉(zhuǎn)錄生成的RNA分子是分子是初級(jí)初級(jí)RNA轉(zhuǎn)錄物轉(zhuǎn)錄物(pri

21、mary RNA transcript)，幾乎所有的初級(jí)，幾乎所有的初級(jí)RNA轉(zhuǎn)錄物都要經(jīng)過加工，才能成為具有轉(zhuǎn)錄物都要經(jīng)過加工，才能成為具有功能的成熟功能的成熟的的RNA。加工主要在加工主要在細(xì)胞核細(xì)胞核中進(jìn)行。中進(jìn)行。如如5 端形成端形成 帽子結(jié)構(gòu)帽子結(jié)構(gòu) (m7GpppGp )如如3 端加上多聚腺苷酸尾巴端加上多聚腺苷酸尾巴 (poly A tail)（1）剪接）剪接 (splicing)（2）剪切）剪切 (cleavage)（3）修飾）修飾 (modification)（4）添加）添加 (addition)轉(zhuǎn)錄生成：轉(zhuǎn)錄生成： hnRNA（非均一核（非均一核RNA，前體，前體mRNA）

22、翻譯需要：成熟翻譯需要：成熟mRNA編碼區(qū)編碼區(qū) A、B、C非編碼區(qū)非編碼區(qū)真核生物結(jié)構(gòu)基因，由若干個(gè)真核生物結(jié)構(gòu)基因，由若干個(gè)編碼區(qū)編碼區(qū)和和非編碼區(qū)非編碼區(qū)互互相間隔開但又連續(xù)鑲嵌而成，相間隔開但又連續(xù)鑲嵌而成，去除非編碼區(qū)再連接去除非編碼區(qū)再連接后后，可翻譯出由連續(xù)氨基酸組成的完整蛋白質(zhì)，這，可翻譯出由連續(xù)氨基酸組成的完整蛋白質(zhì)，這些基因稱為些基因稱為斷裂基因斷裂基因。CABAA外顯子外顯子在斷裂基因及其初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn)，并表達(dá)為成熟在斷裂基因及其初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn)，并表達(dá)為成熟RNA的核酸序列。的核酸序列。內(nèi)含子內(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。隔斷基因的線性表

23、達(dá)而在剪接過程中被除去的核酸序列。雞卵清蛋雞卵清蛋白成熟白成熟mRNA與與DNA雜交雜交電鏡圖電鏡圖DNA成熟成熟mRNAE 1I 1E 4E 2E 3I 3I 2m7 GpppAAAAAAnE 1E 4E 2E 3E 1I 1E 4E 2E 3I 3I 2 3 5 3 5 5 3 1、前體、前體mRNA在在5 -末端加入末端加入“帽帽”結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)2、前體、前體mRNA在在3 端特異位點(diǎn)斷裂并加上多聚腺苷酸尾端特異位點(diǎn)斷裂并加上多聚腺苷酸尾3、前體、前體mRNA的剪接主要是去除內(nèi)含子的剪接主要是去除內(nèi)含子4、mRNA編輯是對(duì)基因的編碼序列進(jìn)行轉(zhuǎn)錄后加工編輯是對(duì)基因的編碼序列進(jìn)行轉(zhuǎn)錄后加工大多數(shù)真

24、核大多數(shù)真核mRNA的的5 -末端有末端有7-甲基鳥嘌呤的帽結(jié)構(gòu)甲基鳥嘌呤的帽結(jié)構(gòu)。這個(gè)真核這個(gè)真核mRNA加工過程的起始步驟由兩種酶催化完成：加工過程的起始步驟由兩種酶催化完成：鳥苷酸轉(zhuǎn)移酶鳥苷酸轉(zhuǎn)移酶 (capping enzyme)、甲基轉(zhuǎn)移酶甲基轉(zhuǎn)移酶 (methyltransferase)5 pppGpN5 GpppGpNpppGPPi鳥苷酸鳥苷酸轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶5 m7 GpppGpN甲基轉(zhuǎn)移酶甲基轉(zhuǎn)移酶SAM5 ppGpN磷酸酶磷酸酶 Pi5 5 7m7 GpppNpOHNH2NN CH3 N+ OH O O O H2COPOPOPOCH2 O- O- O- O OPO- O AAA

25、-OHNO OHO鳥嘌呤鳥嘌呤 OCH3 可以使可以使mRNA免遭核酸酶的攻擊；免遭核酸酶的攻擊；能與帽結(jié)合蛋白質(zhì)復(fù)合體結(jié)合，并參與能與帽結(jié)合蛋白質(zhì)復(fù)合體結(jié)合，并參與mRNA和核和核糖體的結(jié)合，啟動(dòng)蛋白質(zhì)的生物合成。糖體的結(jié)合，啟動(dòng)蛋白質(zhì)的生物合成。尾部修飾是和轉(zhuǎn)錄終止同時(shí)進(jìn)行的過程。尾部修飾是和轉(zhuǎn)錄終止同時(shí)進(jìn)行的過程。poly A的有無與長(zhǎng)短的有無與長(zhǎng)短，是維持，是維持mRNA作為翻譯模板作為翻譯模板的活性，以及增加的活性，以及增加mRNA本身穩(wěn)定性的因素。本身穩(wěn)定性的因素。一般真核生物在胞漿內(nèi)出現(xiàn)的一般真核生物在胞漿內(nèi)出現(xiàn)的mRNA，其，其poly A長(zhǎng)長(zhǎng)度為度為100至至200個(gè)核苷酸之間，也有少數(shù)例外。個(gè)核苷酸之間，也有少數(shù)例外。核內(nèi)的初級(jí)核內(nèi)的初級(jí)mRNA稱為雜化核稱為雜化核RNA，即，即hnRNA除去除去hnRNA中的內(nèi)含子，將外顯子連接。中的內(nèi)含子，將外顯子連接。雞卵清蛋雞卵清蛋白基因白基因hnRNA首、尾修飾首、尾修飾hnRNA剪接剪接成熟成熟mRNA人類人類apo B基因基因 mRNA（14 500個(gè)核苷酸）個(gè)核苷酸）肝臟肝臟apo B 100（4536 AA）（