【正文】 起來(lái)產(chǎn) 生成熟 RNA分子的過(guò)程，叫 RNA剪接 （ RNA splicing）。 ? 內(nèi)含子 5′端與 3′端都存在保守序列，分別 稱為 5′剪接點(diǎn)（ GU） 和 3′剪接點(diǎn)（ AG）。 ? 內(nèi)含子的分類 根據(jù)基因的類型和剪接的方式，通常把內(nèi)含子分為四類。 I類： 線粒體、葉綠體及低等真核生物細(xì)胞核 的 rRNA基因； II類： 線粒體 、 葉綠體的 mRNA基因 ； III類： 大多數(shù)核 mRNA的 基因； IV類： tRNA基因 。 （一）第 Ⅰ 類和第 Ⅱ 類內(nèi)含子的自我剪接特征 5180。剪接點(diǎn) U GU 3180。剪接點(diǎn) G AU 近 3180。保守序列 —— PyPuPyPyTA﹡ Py 5180。PQRS序列 有 無(wú) 能量輸入 —— —— 第一次親核攻擊 鳥苷酸 保守 A﹡ 2180。OH Ⅰ 類 內(nèi)含子 Ⅱ 類內(nèi)含子 （二） rRNA的自我剪接 ? 四膜蟲 rRNA剪接 由鳥苷酸發(fā)動(dòng)第一次親核 攻擊 ，經(jīng)過(guò)兩次連續(xù)的轉(zhuǎn)酯反應(yīng)，將兩個(gè) 外顯子連接起來(lái)，釋放出線形內(nèi)含子序列。 ? 釋放出的線形內(nèi)含子序列再經(jīng)過(guò)兩次連續(xù)的 轉(zhuǎn)酯反應(yīng)，釋放出 15 核苷酸和 4 核苷酸的 兩個(gè)小片段， 最終形成穩(wěn)定的線形產(chǎn)物 L19。 （ linear minus 19 intervening sequence） ? L19是四膜蟲 35S rRNA剪接的最終產(chǎn)物， 仍 具有酶的活性和特征。 pGOH (ppGOH, pppGOH) UOH GpU pGpA 第一次轉(zhuǎn)酯反應(yīng) 第二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng) UpA GpU 外顯子 1 內(nèi)含子 外顯子 2 GOH UpU pGpA ?剪接過(guò)程的二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng) (twice transesterification) （三） RNA的催化功能 ? L19具有酶的主要特征：專一性強(qiáng)，加快反 應(yīng)速度，反應(yīng)前后酶分子保持不變，這種由 RNA構(gòu)成的酶稱之為核酶。 ? 核酶首先是美國(guó) Colorado 大學(xué) Cech在研究 四膜蟲 rRNA剪接機(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn)的。 他一方面證明了四膜蟲 rRNA的剪接機(jī)制； 另一方面證明了 L19 分子的催化活性。 ? 繼而在 1983年，耶魯大學(xué) Sidney Altamn 發(fā)現(xiàn)了第二個(gè)核酶，參與 tRNA 前體加工的 RNaseP。 1992年，加州大學(xué)的 Harry Noller 又證明了核糖體大亞基 rRNA的催化活性。 四膜蟲 rRNA內(nèi)含子的二級(jí)結(jié)構(gòu) 四膜蟲 rRNA的剪接采用 自我剪接 方式 5180。端核苷酸序列 ?最簡(jiǎn)單的核酶二級(jí)結(jié)構(gòu) —— 槌頭狀結(jié)構(gòu) (hammerhead structure) 底物部分 ?通常為 60個(gè)核苷酸左右 ?同一分子上包括有 催化部份 和 底物部份 ?催化部份和底物部份組成錘頭結(jié)構(gòu) ?除 rRNA外， tRNA、 mRNA的加工也可采用自我剪接方式。 ?核酶研究的意義 核酶的發(fā)現(xiàn)，對(duì)中心法則作了重要補(bǔ)充； 核酶的發(fā)現(xiàn)是對(duì)傳統(tǒng)酶學(xué)的挑戰(zhàn)； 利用核酶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合成人工核酶 。 人工設(shè)計(jì)的核酶 ?粗線表示合成的核酸分子 ?細(xì)線表示天然的核酸分子 ?X 表示一致性序列 ?箭頭表示切斷點(diǎn) （四） tRNA的剪接 tRNA分子的內(nèi)含子首先由核酸內(nèi)切酶（ RNaseⅢ ） 剪去。最后由 RNA連接酶完成連接。 （五 ) mRNA的自我剪接 —— 除去 hnRNA中的內(nèi)含子，將外顯子連接。 ? snRNP與 hnRNA結(jié)合成為 剪接體 ，進(jìn)行剪接； ? 參與 mRNA剪切的 snRNP包括 U U2 、 U4 、 U5 、 U6 ? 內(nèi)含子上有 3個(gè)保守性序列 —— 剪接位點(diǎn)： ① 5180。端起始序列 GU； ② 3180。端 AG。 ③ 距 3180。端 18～ 40個(gè)核苷酸處有一個(gè)“分支點(diǎn)” ， 一定含 A﹡ ， 由 A﹡ 發(fā)動(dòng)第一次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)。 ? 剪接過(guò)程是兩次轉(zhuǎn)脂反應(yīng)。 與 Ⅱ 類內(nèi)含子相似。 （六）順式和反式剪接 ? 內(nèi)含子剪接一般都是發(fā)生在同一基因內(nèi)，切 除內(nèi)含子，相鄰的外顯子彼此連接，這種剪 接稱為 順式剪接（ cissplicing）。 ? 反式剪接（ transsplicing） 則是指發(fā)生在不 同基因之間的外顯子的剪接。 ? 反式剪接發(fā)現(xiàn)于幾種錐蟲和線蟲中。都是在 mRNA 5180。端存在前導(dǎo)序列，稱 剪接前導(dǎo) RNA （ splicing leader RNA， sl RNA）。 ? sl RNA的反式剪接表現(xiàn)了核內(nèi)剪接系統(tǒng)的進(jìn)化。 ? 概念： RNA編輯是指在轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 RNA前 體的編碼區(qū)內(nèi)發(fā)生核苷酸插入、丟失或轉(zhuǎn) 換等現(xiàn)象。 五、 RNA的編輯 （ mRNA editing） ? 近年發(fā)現(xiàn)某些 mRNA前體的核苷酸序列需加 以改編，才能變成正確的有翻譯活性的模板。 mRNA的這種編輯作用廣泛存在于原生動(dòng)物及 植物細(xì)胞的線粒體。 人類 apo B基因 mRNA（ 14500個(gè)核苷酸） 肝臟 apo B100 （分子量為 500 000） 腸道細(xì)胞 apo B48 （分子量為 240 000） mRNA編輯 C→U CAA→UAA 6666位 ? 哺乳動(dòng)物 載脂蛋白 B基因 的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物即存 在 mRNA編輯作用。 ? RNA編輯的生物學(xué)意義： ① 校正作用； ② 調(diào)控翻譯；如 ApoB基因在腸道的表達(dá)。 ③ 擴(kuò)充遺傳信息： 按照基因信息傳遞的理論， 這種 mRNA的編輯作用無(wú)疑是對(duì)傳統(tǒng)分子 生物學(xué)原理的挑戰(zhàn)。 ? RNA編輯的四種類型： ① 簡(jiǎn)單編輯：?jiǎn)螇A基的轉(zhuǎn)變； ② 插入編輯：插入單個(gè)核苷酸； ③ 泛編輯：插入或丟失多個(gè)尿嘧啶核苷酸； ④ 多聚腺嘌呤編輯：在轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物末端加 A。 復(fù)習(xí)題 解釋概念： 啟動(dòng)子、 Pribnow框、 Sextama框、 TATA框、增強(qiáng)子、 RNA剪接、順式剪接、 反式剪接、核酶、 RNA編輯。 簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的異同點(diǎn)。 試述原核生物 RNA聚合酶的組成及作用。 簡(jiǎn)述真核生物 RNA聚合酶的種類、特點(diǎn)、 及其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。 原核生物與真核生物 RNApolⅡ 的啟動(dòng)子各 包括哪些序列？有何聯(lián)系與區(qū)別？ 何謂終止子？比較原核生物兩類終止子的異同。 何謂增強(qiáng)子？試述增強(qiáng)子的作用特點(diǎn)。 試比較原核生物與真核生物轉(zhuǎn)錄的區(qū)別。 mRNA前體與 tRNA前體的加工包括哪些內(nèi)容？ 試述 mRNA的自我剪接機(jī)制及參與的因素。 1何謂核酶？核酶研究的意義如何？目前發(fā)現(xiàn) 的重要核酶有哪些？