真核基因mRNA的成熟

原核基因與真核基因表達調(diào)控的異同；真核基因表達調(diào)控的層次；RNA聚合酶II順式作用元件啟動子TATAboxCpGisland，DNA甲基化，表觀遺傳學CAATbox/GCbox增強子沉默子反式作用元件基本結構域幾種典型的DNA結合結構域上堂課要點CSMGenome&GeneregulationEukaryoticGeneRegulation真核基因表達調(diào)控的各個環(huán)節(jié)轉錄前調(diào)控轉錄調(diào)控轉錄后調(diào)控翻譯調(diào)控翻譯后調(diào)控多肽前身物mRNA降解翻譯成熟蛋白質(zhì)短肽氨基酸降解加工（內(nèi)切、-S-S-形成,,,)加入（糖基化、脂類…）修飾（磷酸化、乙酰化、甲酰化…)執(zhí)行功能變構細胞核初始轉錄物hnRNA轉錄DNA染色質(zhì)丟失：紅細胞染色質(zhì)結構改變：組蛋白磷酸化、乙?；驍U增(geneamplification):rDNA,基因重排(genearrangement):Ig基因修飾(genemodification):甲基化加工（加頭、接尾、剪接、編輯…)修飾（甲基化、氧化、還原、轉位…）轉運RNA降解sRNA特征ⅠⅡⅢ線粒體分子量5×1056×1056×1056.4-6.8×105定位核仁核質(zhì)核質(zhì)線粒體數(shù)量/細胞4×1044×1042×104

轉錄產(chǎn)物5.8S,18S,28SmRNA前體tRNA前體

rRNA前體U1,U2,U4,U55SrRNA前體

snRNA前體U6snRNA前體酶活性/細胞50-70%20-40%10%對

-蠅蕈堿不敏感較敏感中等敏感不敏感對利福平不敏感不敏感不敏感敏感對利福霉素敏感敏感敏感敏感真核生物的RNA聚合酶基因轉錄調(diào)控元件順式作用元件：真核生物結構基因上游的調(diào)控區(qū)，有特定的相似或一致性的序列。反式作用因子：和順式作用元件相結合或間接影響其作用的蛋白質(zhì)因子。順式作用元件exon1intron1exonnintronn上游下游轉錄起始點增強子沉默子啟動子TATA盒GC盒CAAT盒增強子Transcription（轉錄）多數(shù)真核基因擁有5個以上的cis-elements，用于結合轉錄因子和RNA聚合酶。以下是一個例子：EukaryoticpromotersandregulatoryregionsCSMGenome&GeneregulationEukaryoticGeneRegulation轉錄的反式作用因子（trans-actingfactor）是能夠直接或間接識別或結合特異性順式元件（啟動子、增強子等）序列的蛋白質(zhì)。參與調(diào)控靶基因轉錄效率，起正向或負向調(diào)控作用?；窘Y構包括3個主要功能域：（1）識別或結合DNA的結構域（2）轉錄活性域（3）結合其他因子或調(diào)控蛋白的調(diào)節(jié)結構域▲▲▲CSMGenome&GeneregulationEukaryoticGeneRegulation轉錄因子可由三個獨立的結構域組成CSMGenome&GeneregulationEukaryoticGeneRegulation識別、結合DNA的結構域螺旋-轉折-螺旋（helix-turn-helix，HTH）結構

eg.同源結構域（homodomain,HD）、Oct1、2等鋅指（Zincfinger）結構

eg.TFIIIA、類固醇受體、SP1…等堿性亮氨酸拉鏈（basicleucinezipper,bZIP）結構

eg.C/EBP家族、AP1（Fos-Jun家族）…等堿性螺旋-環(huán)-螺旋（basichelix-loop-helix，bHLH）結構

eg.Myc/Max、MyoD家族、E12、E47…等▲▲▲▲表觀遺傳學（Epigenetics）DNAmethylationandcancerCpGIslandisimportantforpromoterfunctionCpGinformationisimportantforGenomics轉錄起始復合體；染色質(zhì)重塑；酵母雙雜交系統(tǒng)的原理；mRNA的成熟5’加帽3’加poly-A尾巴剪接糾錯機制mRNA出核本次課內(nèi)容ExampleoftranscriptioncomplexesRNA聚合酶復合體及附屬因子多亞基輔助因子染色質(zhì)重塑復合體真核基因轉錄起始裝置的三個部分組蛋白八聚物與RNA轉錄起始復合體不能同時結合基因的啟動子區(qū)ThedynamicmodelfortranscriptionofchromatinreliesuponfactorsthatcanuseenergyprovidedbyhydrolysisofATPtodisplacenucleosomesfromspecificDNAsequences.染色質(zhì)重塑Chromatinremodeling染色質(zhì)重塑（chromatinremodeling）染色質(zhì)重塑復合體可以通過改變基因的啟動子和調(diào)節(jié)序列區(qū)域的染色質(zhì)結構來促進轉錄開始。這種改變局部染色質(zhì)結構的過程被稱為染色質(zhì)重塑

。最主要的兩種方式：

組蛋白的共價修飾核小體重塑（nucleosomeremodeling）乙?；谆疉cetylationofH3andH4isassociatedwithactivechromatin,whilemethylationisassociatedwithinactive

chromatin.HistonemodificationisakeyeventAcetylationofhistonesactivateschromatin,and

methylationofDNAandhistonesinactivateschromatin.MethylationofDNAandofhistonesisassociatedwithheterochromatin.Thetwotypesofmethylationeventmaybeconnected.TBP：TATA-bindingproteinTAF:TBP-associatedfactorsTRF:TBP-relatedfactors組織特異性/基因選擇性的RNA聚合酶起始復合體酵母雙雜交系統(tǒng)：用于研究蛋白-蛋白相互作用BD：DNA-BindDomainAD:ActivationDomain5’加帽剪切3’加尾mRNA的成熟Cappingprocess5’cap由CappingEnzymeComplex（CEC）催化結構特點：m7G5’-5’三磷酸橋象RNA的3’端主要功能：保護mRNA調(diào)控出核促進翻譯促進最5’端內(nèi)含子切除CECboundtoRNApolymeraseII轉錄終止和3’加poly-A尾巴內(nèi)含子（Intron）：切掉的序列外顯子（Exon）：與內(nèi)含子相鄰的編碼序列剪接（splicing）：去掉內(nèi)含子的過程剪接體（splicesome）：進行RNA剪接時形成的復合體，由snRNA和蛋白質(zhì)組成。5種snRNA：U1到U6；100余種蛋白質(zhì)RNA剪接5’-2’bond剪接位點的保守序列如果RNA用dNTP代替NTP，剪接反應能進行嗎？在剪接中的第一步，必須把branchpoint與5’剪接點拉近；第二步，則需要把5’剪接點與3’剪接點拉近。如果讓你設計剪接體，需要用到什么分子？其有什么性質(zhì)？pre-mRNAGAUGUCGAGUGAGGGAGUGAAGCUGCAG剪接mRNAGAUGUCGACUGCAG剪接位點的預測GUAGGUAGGUAG組成性剪接（constitutivesplicing）GUAGGUAGGUAG變位剪接（alternativesplicing）同源蛋白質(zhì)（isoform）mRNA前體選擇剪接幾種方式不同組織原肌球蛋白基因的變位剪接幾種動物的外顯子和內(nèi)含子長度分布Pre-mRNAmRNADNA5’GATGTCGAGTGAGGGGTGAAGCTGCAG3’3’CTACAGCTCACTCCCCACTTCGACGTC5’pre-mRNA5’GAUGUCGAGUGAGGGGUGAAGCUGCAG3’mRNA5’GAUGUCGACUGCAG3’轉錄和剪接中的錯誤糾正機制無義變化介導的mRNA降解

(Nonsense-mediatedmRNAdecay,NMD）當在同一閱讀框架內(nèi)的翻譯終止密碼子UAA、UAG或UGA提前出現(xiàn)在最后兩個外顯子交界處上游約50nt處時，mRNA被迅速降解。這些錯位終止密碼子被稱為成熟前終止密碼子（prematureterminationcodons,PTC），可以來自突變、重組、不完全或不正確剪接。無義變化介導的mRNA的降解可以使某些異常的mRNA在被有效地翻譯成蛋白質(zhì)前得到清除，這個mRNA監(jiān)視系統(tǒng)可以防止非正常截短的蛋白質(zhì)的合成。NMD在進化過程中發(fā)揮了重要作用，使真核細胞更容易探究由于DNA重排、突變或不同剪接方式所形成的新基因。免疫系統(tǒng)細胞的發(fā)育過程中也很重要，重排基因產(chǎn)生的這類mRNA被NMD系統(tǒng)迅速降解，避免了截短蛋白質(zhì)的細胞毒作用。無義變化介導的mRNA降解的意義mRNA