第五章rna的生物合成转录.ppt

生物化学 护理学专业本科教材 四膜虫rRNA内含子的二级结构 四膜虫rRNA的剪接采用自我剪接方式 5′-端核苷酸序列 生物化学 护理学专业本科教材 一、核酶的类型 核酶作用方式较为简单，可分为： ①剪切型：催化自身RNA或异体RNA分子剪切掉多余的多聚核苷酸片段，相当于核酸内切酶，如四膜虫rRNA的加工。 ②剪接型：催化自身RNA前体切除内含子部分并把不连续的外显子部分连接起来，它的作用是既剪又接，相当于核酸内切酶和连接酶的联合作用。 生物化学 护理学专业本科教材 根据所作用的底物不同，又可分成： 自体催化和异体催化两类。 绝大多数RNA催化剂以自身为底物进行自体催化，可以是自我剪切，也可以是自我剪接。 目前已知的几十种天然RNA催化剂的绝大部分参与RNA的加工和成熟。 生物化学 护理学专业本科教材 已发现的天然核酶其化学本质均为RNA 催化作用主要有： ① 核苷酸转移作用， ② 水解反应，即磷酸二酯酶作用， ③ 磷酸转移反应，类似磷酸转移酶作用， ④ 脱磷酸作用，即酸性磷酸酶作用， ⑤ RNA内切反应，即RNA限制性内切酶作用。 生物化学 护理学专业本科教材 二、核酶的锤头结构 RNA分子具有酶的活性 —— 自我剪接。因此引入核酶的概念。包括： 底物部分 ：GU序列 催化部分 ：槌头部分，包含3个茎，1 ～ 2个环； 碱基中至少有13个属一致性序列 —— A、G、C、U；槌头状结构，最简单的核酶，箭头示核苷酸链断裂点。 生物化学 护理学专业本科教材 箭头示核苷酸断裂点 核酶的锤头结构 生物化学 护理学专业本科教材 G OH 3′ G 5′ OH 5′ 3′ G OH 414 G 399 5′ 3′ 395 5′ 3′ E1 E2 I 四膜虫RNA的自我剪接 5′ 3′ L19RNA 具有催化活性的片段 三、rRNA前体的自我剪接作用 生物化学 护理学专业本科教材 人工核酶(ribozyme) 可用人工合成小片段RNA配合在破坏其结构的RNA或DNA分子上，形成槌状结构，称之。 人工核酶意义： 可以用人工合成的小片段RNA，配合在欲破坏其结构的RNA或DNA分子上，使成为槌头结构(hammerhead structure)，这就是人工设计的核酶。 利用人工设计的核酶来破坏病原微生物。 生物化学 护理学专业本科教材 人工设计的核酶 粗线表示合成的核酸分子 细线表示天然的核酸分子 X 表示一致性序列 箭头表示切断点 生物化学 护理学专业本科教材 核酶研究的意义 核酶的发现，对中心法则作了重要补充； 核酶的发现是对传统酶学的挑战； 利用核酶的结构设计合成人工核酶，已成为基因治疗的重要策略之一。 * 生物化学 护理学专业本科教材 转录终止的修饰点 真核RNA的转录后加工 Post-transcriptional Modification of Eukaryotic RNA 第三节 生物化学 护理学专业本科教材 真核生物转录生成的RNA分子是初级RNA转录物(primary RNA transcript)，几乎所有的初级RNA转录物都要经过加工，才能成为具有功能的成熟的RNA。 加工主要在细胞核中进行。 生物化学 护理学专业本科教材 几种主要的修饰方式： 1.剪接(splicing) 2.剪切(cleavage) 3.修饰(modification) 4.添加(addition) 生物化学 护理学专业本科教材 一、mRNA的转录后加工 （一）首、尾的修饰 大多数真核mRNA的5′-末端有7-甲基鸟嘌呤-三磷酸核苷（5?-m7GpppGp…3′)的帽结构。 真核mRNA加工过程的起始步骤由两种酶，加帽酶和甲基转移酶催化完成。 生物化学 护理学专业本科教材 帽子结构 生物化学 护理学专业本科教材 mRNA帽子结构的生成及帽子结构的详细结构式 生物化学 护理学专业本科教材 （1）与核糖体小亚基结合，参与翻译起始； （2）保护mRNA免受核酸酶的水解； （3）参与mRNA从核向质的运输作用； 帽子结构常出现于核内的hnRNA，说明5′-端的修饰是在核内完成的，且先于对mRNA链中段的剪接过程。 帽子结构的意义 生物化学 护理学专业本科教材 3?端加上多聚腺苷酸尾巴[poly（A）tail] 5?------AAUAAA- 5? ------AAUAAA-- 核酸酶 -GUGUGUG RNA-pol AATAAA GTGTGTG 转录终止的修饰点 5? 5? 3? 3? 3?加尾 AAAAAAA······ 3? mRNA 生物化学 护理学专业本科教材 尾部修饰是和转录终止同时进行的过程。 poly A的有无与长短，是维持mRNA作为翻