轉(zhuǎn)錄組 完整版

轉(zhuǎn)錄組1細(xì)胞中的RNA組分mRNAtRNArRNAsnRNAsnoRNAscRNAmiRNAsiRNApiRNAlncRNATotalRNAmRNA(4%)NoncodingRNA(96%)Pre-mRNAmRNArRNA前體rRNAtRNA前體tRNAsnoRNAsnRNAscRNAsiRNAmiRNApiRNAtmRNA1細(xì)胞中的RNA組分人類(lèi)細(xì)胞總RNA擬南芥總RNA1細(xì)胞中的RNA組分前體RNA的加工及修飾未端修飾（end-modification）加帽與加尾.真核生物和古細(xì)菌的mRNA合成時(shí)，需在5’-端加帽及3’-端加上一段Poly(A)尾巴。剪接（splicing）內(nèi)含子切除,真核生物中大多數(shù)編碼蛋白質(zhì)的基因都有內(nèi)含子，這是一段不編碼的順序，在轉(zhuǎn)錄時(shí)與編碼順序一道拷貝成前體RNA。前體

RNA中的內(nèi)含子剪除后轉(zhuǎn)為成熟的mRNA，然后翻譯成蛋白質(zhì)。某些古細(xì)菌的轉(zhuǎn)錄物也有內(nèi)含子，但在真細(xì)菌中非常罕見(jiàn)。剪切原核生物和真核生物的rRNA和tRNA初級(jí)轉(zhuǎn)錄物常由多個(gè)功能單位組成，必須剪切后才能轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓姆肿??；瘜W(xué)修飾所有生物的rRNA和tRNA都必須進(jìn)行化學(xué)修飾，將某些化學(xué)基團(tuán)加入到每個(gè)RNA分子中。編輯(editing)通過(guò)化學(xué)修飾改變mRNA的編碼信息稱(chēng)為RNA編輯，僅在某些生物種屬和細(xì)胞器基因組中存在。2mRNA的修飾與加工mRNA的5′加帽5′帽子結(jié)構(gòu)5′帽子功能

（1）阻止mRNA降解

（2）提高翻譯效率

（3）進(jìn)出細(xì)胞核的識(shí)別標(biāo)記

（4）提高mRNA剪切效率二次加帽2mRNA的修飾與加工mRNA的3′多聚腺苷化2mRNA的修飾與加工mRNA的3′多聚腺苷化1）提高mRNA的穩(wěn)定性2）控制與提高mRNA翻譯效率3）有助于mRNA前體最后一個(gè)內(nèi)含子的剪切2mRNA的修飾與加工mRNA的3′多聚腺苷化許多動(dòng)物卵細(xì)胞的成熟依賴(lài)于母源mRNA的加尾.一些母源mRNA的Poly(A)尾太短,不能起始翻譯.原因是加尾蛋白CPSF在Maskin的作用下不與加尾信號(hào)結(jié)合.孕激素可作用CPEB磷酸化,減弱Maskin的作用,促使CPSF與加尾信號(hào)結(jié)合,Poly(A)延伸,翻譯進(jìn)行.2mRNA的修飾與加工5’帽子和3′多聚腺苷酸共同促進(jìn)翻譯起始2mRNA的修飾與加工mRNA的剪接加工：主要反應(yīng)步驟2mRNA的修飾與加工mRNA的剪接：順式元件及反式作用因子2mRNA的修飾與加工mRNA的剪接：選擇性剪切-果蠅性別決定相關(guān)基因2mRNA的修飾與加工mRNA的剪接：選擇性剪切神經(jīng)生長(zhǎng)導(dǎo)向因子mRNA的可變剪接2mRNA的修飾與加工選擇性剪切的生物學(xué)意義：擴(kuò)充了遺傳信息的內(nèi)涵，增強(qiáng)了基因表達(dá)調(diào)控的可塑性選擇性剪切的機(jī)制：SR基因家族2mRNA的修飾與加工轉(zhuǎn)錄與加工的偶聯(lián)，PolIIC-terminalDomain(CTD)：2mRNA的修飾與加工染色質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)mRNA轉(zhuǎn)錄的影響：轉(zhuǎn)錄起始DOI10.1016/j.cell.2007.01.0152mRNA的修飾與加工染色質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)mRNA轉(zhuǎn)錄的影響：轉(zhuǎn)錄延伸2mRNA的修飾與加工mRNA的定位：（1）局部合成localsynthesis（2）局部降解保護(hù)localprotectionfromdegradation（3）擴(kuò)散diffusion（4）局部錨定localtrappingZBP1(Zip-codebindingprotein1)蛋白控制β-actinmRNA轉(zhuǎn)運(yùn)及其翻譯的工作模型.ZBP1在細(xì)胞核中與β-actinmRNA結(jié)合,輸出細(xì)胞核后立既與40S核糖體亞基結(jié)合,并通過(guò)MP蛋白裝載到細(xì)胞骨架運(yùn)輸線(xiàn)上.在到達(dá)指定位置(突出生長(zhǎng)邊緣),然后在Src激酶作用下ZBP1與mRNA脫離,釋放的mRNA和40S亞基再與60S亞基結(jié)合起始翻譯.見(jiàn):Nature438:512-515,20052mRNA的修飾與加工mRNA的降解：1)mRNA的降解是基因表達(dá)調(diào)控的重要內(nèi)容之一,mRNA的降解涉及正常mRNA和異常mRNA。2)真核細(xì)胞中有一定比例的異常mRNA，它們具有前移的終止密碼，可產(chǎn)生殘缺蛋。如人類(lèi)細(xì)胞平均約20%的mRNA編碼殘缺蛋白質(zhì).有的mRNA具有無(wú)終止密碼的3’-非翻譯區(qū),影響核糖體的利用效率.。3)細(xì)胞必需將不再需要的mRNA和異常的mRNA及時(shí)清除，以保證細(xì)胞正常的功能。4)真核細(xì)胞有多種mRNA降解機(jī)制，針對(duì)不同的mRNA。2mRNA的修飾與加工mRNA的降解：2mRNA的修飾與加工mRNA的降解：從編碼功能可將mRNA劃分為正常mRNA和非正常mRNA:正常mRNA:具有正常編碼順序,但細(xì)胞內(nèi)已經(jīng)不再需要的mRNA.不同mRNA的半衰期有很大差別,從數(shù)分鐘到幾十分鐘.非正常mRNA:1.無(wú)終止密碼mRNA;2.終止密碼子前移的mRNA,編碼殘缺蛋白質(zhì).非正常mRNA主要來(lái)源于:1)發(fā)生點(diǎn)突變的假基因;2)mRNA加工過(guò)程中發(fā)生差錯(cuò)產(chǎn)生的mRNA,如缺少poly(A)的mRNA;3)可變剪接產(chǎn)生的非正常mRNA.2mRNA的修飾與加工mRNA的降解的主要途徑：1)依賴(lài)于3’-poly(A)脫腺苷酸和5’-脫帽的5’→3’降解路線(xiàn),真核生物正常mRNA和部分非真常mRNA的降解采取這一路線(xiàn),是主要的mRNA降解路線(xiàn).2)依賴(lài)于3’-poly(A)脫腺苷酸和3’→5’降解路線(xiàn),采用exosome降解mRNA.3)內(nèi)切核酸酶降解路線(xiàn).4)獨(dú)立于3’-poly(A)脫腺苷酸直接5’-脫帽的5