【文章內(nèi)容簡介】 tRNA 5‘加工 （不屬于轉(zhuǎn)酯反應內(nèi)含子的剪接，但也是核酶的活性之一） 除核酶之外，核酸酶和由內(nèi)含子本身編碼的成熟酶也參與某些內(nèi)含子的剪切，如真核 tRNA內(nèi)含子和酵母 cob基因的內(nèi)含子的 2的剪接。 2. RNA中的內(nèi)含子 基因 長度 /kb 內(nèi)含子數(shù)量 內(nèi)含子所占比例 /% 胰島素 2 67 球蛋白 2 69 血清蛋白 18 13 89 膠原蛋白組分 Ⅶ 31 117 71 Ⅷ 因子 186 25 95 萎縮性肌強直因子 2 400 78 ＞ 99 部分人類基因中，內(nèi)含子序列所占比重的分析 內(nèi)含子去除、 RNA的剪接基本方式： ? 在高等真核生物， 核 RNA內(nèi)含子 的去除由 剪接裝置(splicing apparatus)完成 ，在外顯子和內(nèi)含子 交界處和內(nèi)含子 內(nèi)部 有 可供識別的特異序列 ，剪接裝置由多種蛋白質(zhì)和核蛋白組成； ? 有兩類內(nèi)含子的去除屬 自剪接 ，具有 中部核心結(jié)構(gòu) ，形成特定的 二級結(jié)構(gòu) ， RNA具有 催化剪接的作用 ； ? 酵母 tRNA的剪接需要蛋白質(zhì)酶的參與 ，該酶與 tRNA后加工過程中的酶有相似之處。除 tRNA的剪接之外，其他 RNA的剪接盡管參與反應的要素不同，但都屬于轉(zhuǎn)酯反應。 內(nèi)含子的邊界順序及類型 1. 內(nèi)含子的邊界順序由保守的基序組成 比較大量的真核生物 mRNA內(nèi)含子發(fā)現(xiàn)，它們的兩側(cè)邊界均有一對保守順序，即539。端為 GU， 339。端為 AG，這類稱為 GU?AG的內(nèi)含子 均以相同方式剪切。 在不同的真核生物中，內(nèi)含子的一致順序有不少變化，動物中典型的剪接位置一致順序組成為： 539。?AG?GUAAGUYNYURAYY1020YAG??339。 其中 Y為 U或 C， N為任何核苷酸，箭頭所指為外顯子與內(nèi)含子的交界。 5’端剪接位稱供體位（ donor site）， 3’端剪接位稱受體位（ acceptor site）。 僅僅 GU?AG邊界順序并不能保證內(nèi)含子的正確剪切，因為在內(nèi)含子中有不少相同的 GU?AG順序。 內(nèi)含子中還有另一段識別剪接邊界必不可少的序列稱為分枝點，位于 3‘端剪接位的上游，具有特征性組成 ： YNCURAY，Y表示嘧啶（ U或 C）， R表示嘌呤（ A或 G）， A是剪接時參與形成分枝的特別位點。 緊接在分枝點的下游有一段多嘧啶序列，也是參與剪接事件蛋白接合的位置。 酵母中分枝點序列為 5’?UACUAAC?3‘，位于 3’剪接位上游 18到 140 bp之間，其作用不同于高等真核生物。 類型 分布 GUAG內(nèi)含子 真核生物細胞核前體 mRNA AUAC內(nèi)含子 真核生物細胞核前體 mRNA I型（ Group Ⅰ ）內(nèi)含子 真核生物細胞核前體 rRNA 細胞器 RNA,少數(shù)細菌 RNA II型（ Group Ⅱ ）內(nèi)含子 細胞器 RNA，某些原核 RNA III型（ Group Ⅲ ）內(nèi)含子 細胞器 RNA 雙內(nèi)含子（ Twintron） 細胞器 RNA 前體 tRNA內(nèi)含子 真核生物細胞核前體 tRNA 古細菌內(nèi)含子 不同的 RNA 內(nèi)含子的類型 RNA的剪切 ? mRNA前體的剪切 核內(nèi)小 RNA RNA的剪切過程 ? Ⅰ 類內(nèi)含子剪切 ? Ⅱ 類內(nèi)含子剪切 ? 順式剪切與反式剪切 核內(nèi)小 RNA RNA的剪切過程 mRNA前體的剪切 剪接要求 snRNAs的參與 ? 在高等生物中都含有很多不連接的小分子 RNA片段，限制在核內(nèi)的稱為小分子核內(nèi) RNA (small nuclear RNAs， snRNAs)。 ? 在細胞質(zhì)的稱為小分子胞質(zhì)內(nèi) RNA（ small cytoplasmic RNAs， scRNA) ? 在自然狀態(tài)下，它們以核糖核蛋白（ RNP）的形式存在。 ? 剪接裝置中的 snRNPs和大量的附加蛋白，常稱為剪接因子。 在剪接過程中有 5種 snRNAs (small nuclear RNAs)參加，它們是 U U U U和U6。 5種 snRNAs+proteins→ The snRNPs→ splicesome U1 snRNA 堿基互補配對方式 識別 mRNA前體 5‘剪切點 U2輔助因子 與 3’剪切點上游的富嘧啶區(qū)結(jié)合 識別 mRNA前體 3‘剪切點 U2 snRNP 與分支點結(jié)合 U2 snRNA 剪切前體 60S剪切體 spliceosome U U U6 snRNP三聚體 U1 snRNA自我配對形成了多個莖環(huán)結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成了不同的功能區(qū)。 Sm結(jié)合位點是和其他 snRNP相互作用的區(qū)域。 其 5’端有一保守序列： 3’CAUUCAU5’ 這一序列可與 核 mRNA內(nèi)含子 5’端的邊界序列互補結(jié)合，這對于剪接反應是很重要的。 U2與分枝點配對； U6與 mRNA 5’端配對 U5 使兩個外顯子靠攏 U6 snRNA既能與 U4配對也能與 U2配對 核 mRNA的剪接 ? 核 mRNA的剪接過程和 Ⅱ 類內(nèi)含子十分相似，根本區(qū)別是：核 mRNA前體本身不能形成二級結(jié)構(gòu)，必需依賴于 snRNP(U1,U2,U4,U5和 U6)的幫助才能形成剪接體，進行自我剪接。 ? 結(jié)構(gòu)特點： 邊界順序 完全符合 GUAG法則 含分枝點序列 內(nèi)含子 5’ 端保守序列（ 5’ GUAAGUA3’） 和 U1snRNA的 5’ 端保守序列 3’ CAUUCAU5’互補 剪接機制 在剪接體的作用下通過轉(zhuǎn)酯反應而完成 形成一個套索（ lariat） 結(jié)構(gòu)和剪接了的外顯子 snRNP的剪接功能和反應步驟是： U1結(jié)合 → 形成 E plex（ 下頁圖 ） → A plex(U2結(jié)合 ) → B1 plex → B2 plex→C1plex → C2 plex u1 u2 u5 u4 u6 u1 u4 u5 u4 u6 u2 u5 u5 u2 u6 u1 u1 u2 u2 u2 u6 E plex + U2 A plex (U2與分枝位結(jié)合 ) B1 plex (U5/U4/U6三聚體結(jié)合， U5結(jié)合在外顯子 5’端，U6與 U2結(jié)合 ) B2 plex (釋放出 U1,U5從外顯子向內(nèi)含子移動， U6結(jié)合在 5’剪接位點 ) C1 plex (釋放出 U4,U6/U4催化轉(zhuǎn)酯反應， U5結(jié)合在外顯子 3’剪接位點 .5’位點被切開，形成套索 ) C2 plex (U2/U5/U6仍結(jié)合在套索上。 3’位點被切開，外顯子被連接 ) 釋放出剪接了的 RNA,套索脫分枝成線狀。 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 播放動畫 mRNA splicing. mov Ⅰ 類內(nèi)含子及其剪接 ? Cech et al. 1981 研究四膜蟲（ Tetrahymena thermophila） 35S的前體 rRNA（ 含有 413nt 的內(nèi)含子） ↓ 在體外能夠進行自我剪接 ? Ⅰ 類內(nèi)含子常分布于低等真核生物的細胞器中， 如四膜蟲的 rRNA； 大部分真菌如酵母的 mtDNA； 植物葉綠體基因的內(nèi)含子；