第五章 RNA 转录后的剪接与加工

5.1 概述

真核生物基因的表达在时间和空间上存在明显的间隔，ＲＮＡ转录在细胞核内进行，而翻译则在细胞质内完成，因此不能像原核细胞那样几乎同步同时地进行。

RNA processingRNA processing

5’5’ 端加帽端加帽 ３’端形成３’端形成 poly Apoly A 内含子的去除与外显子的连接内含子的去除与外显子的连接 链的断裂链的断裂 核苷酸修饰核苷酸修饰 糖苷键的改变糖苷键的改变 RNARNA 编辑编辑

5.25.2 　原核生物　原核生物 rRNArRNA 的转录加工的转录加工

rrnA-rrnG

m4Cm N4,2’-O- 二甲基胞苷

5.3 5.3 原核生物原核生物 tRNAtRNA 前体的加工前体的加工1. tRNA1. tRNA 前体分子的形式：前体分子的形式： 不同的不同的 tRNAtRNA 串联排列串联排列 多个相同多个相同 tRNAtRNA 串联排列串联排列 tRNAtRNA 与与 rRNArRNA 混合串联排列混合串联排列

2.tRNA 2.tRNA 前体的加工修饰　前体的加工修饰　

内切核酸酶使内切核酸酶使 tRNAtRNA 分子５’端成熟分子５’端成熟 RNARNA 外切酶使外切酶使 tRNAtRNA 分子３’端成熟分子３’端成熟 在在 tRNAtRNA 分子３’端添加分子３’端添加 CCACCAOHOH

核苷酸的修饰与异构化核苷酸的修饰与异构化

① ① tRNAtRNA 分子３’端成熟分子３’端成熟

A.A. 参与的酶：参与的酶：RNase P﹑ RNase F﹑ RNase D﹑ RNase BN﹑RNase P﹑ RNase F﹑ RNase D﹑ RNase BN﹑ RNase T﹑ RNase PH﹑ RNase Ⅱ﹑RNase T﹑ RNase PH﹑ RNase Ⅱ﹑polynucleotide PNPase polynucleotide PNPase

B. B. 步骤步骤 RNase PRNase P 将将 tRNAtRNA 前体分子水解，但是水解后的前体分子水解，但是水解后的片段的片段的 3’3’ 端与端与 5’5’ 端端仍还有额外的核苷酸端端仍还有额外的核苷酸

RNase FRNase F 从靠近从靠近 3’3’ 端处水解切割，对端处水解切割，对 tRNAtRNA 前前体体 3’3’ 端逐步加工端逐步加工

RNase DRNase D 从前体从前体 3’3’ 端再逐个切除附加序列，端再逐个切除附加序列，修剪修剪 tRNAtRNA 的的 3’3’ 端端

在在 tRNAtRNA 核苷酰转移酶的作用下添加核苷酰转移酶的作用下添加 3’3’ 端端 CCACCA

② ② tRNAtRNA 分子分子 5’5’ 端成熟端成熟由由 RNase PRNase P 催化切除催化切除 5’5’ 端额外核苷酸。该端额外核苷酸。该酶酶

是一种核糖核蛋白，由两个亚基组成，大亚是一种核糖核蛋白，由两个亚基组成，大亚基是分子量约为基是分子量约为 125 kDa 125 kDa 的的 RNA,RNA, 另外一个另外一个为为

分子量为分子量为 14 kDa14 kDa 的蛋白质。的蛋白质。

5.4 5.4 原核生物原核生物 mRNAmRNA 前体的加工前体的加工

5.5 5.5 真核生物真核生物 RNARNA 的转录后加工的转录后加工

（一）（一）剪接方式的分类剪接方式的分类① ① 第一类第一类：：自我剪接内含子自我剪接内含子 ,, 又可分为又可分为ⅠⅠ型和型和

Ⅱ型内含子Ⅱ型内含子② ② 第二类第二类：：需蛋白质（酶）参与剪接的内含需蛋白质（酶）参与剪接的内含

子子③ ③ 第三类第三类：：依赖依赖 sn RNPsn RNP 剪接的内含子剪接的内含子

（二） 真核生物（二） 真核生物 tRNAtRNA 前体的转录后加前体的转录后加工工1. 1. 结构特点及加工概述结构特点及加工概述A. A. 与原核生物的差异与原核生物的差异① ① 基因组内的基因组内的 tRNAtRNA 基因成簇排列基因成簇排列 ,, 各基因间各基因间

有一定间隔有一定间隔 , tRNA, tRNA 前体是单顺反子前体是单顺反子 ,, 且各个且各个 ttRNARNA 可作为独立的转录单位可作为独立的转录单位

② ② tRNAtRNA 基因数目比原核生物多基因数目比原核生物多③ ③ tRNAtRNA 基因有内含子基因有内含子 ,, 需经过剪接加工需经过剪接加工

B. B. 特点特点

长度和序列没有共同性长度和序列没有共同性 ,, 一般有一般有 16~4616~46 个核苷个核苷酸酸

位于反密码子的下游位于反密码子的下游 内含子和外显子间的边界没有保守序列内含子和外显子间的边界没有保守序列 ,, 因此因此

tRNAtRNA 前体的剪接方式不符合一般规律前体的剪接方式不符合一般规律 ,, 需要需要RNaseRNase 的参与的参与

tRNAtRNA 分子的二级结构分子的二级结构：：氨基酸受体臂氨基酸受体臂、、 DD 环环、、TTψψCC 环和反密码环环和反密码环

2. 2. 加工过程加工过程 内含子的剪接内含子的剪接tRNAtRNA 前体分子中内含子的切除前体分子中内含子的切除 ,, 两个两个 tRNAtRNA 半半

分分子的连接子的连接 33’’端添加端添加 CCACCA ：：在在 tRNAtRNA 核苷酸转移酶核苷酸转移酶（ （ tt

RNARNA nucleotide transferase nucleotide transferase ））催化下进催化下进行行 33’’端添加端添加 ,, 由由 CTPCTP 和和 ATPATP 提供胞苷酸和提供胞苷酸和腺苷酸腺苷酸

核苷酸修饰核苷酸修饰 :: 甲基化酶甲基化酶、、异戊烯转移酶异戊烯转移酶、、鸟鸟嘌呤转糖苷酶嘌呤转糖苷酶、、硫转移酶硫转移酶

（三） 真核生物（三） 真核生物 rRNArRNA 前体的转录后加工前体的转录后加工

1. 1. 结构组成与特点结构组成与特点 小亚基小亚基 :: 16 16 ～～ 18S rRNA18S rRNA 大亚基大亚基 :: 26 26 ～～ 28S rRNA 28S rRNA 、 、 5S rRNA5S rRNA 和和 5.85.8

S rRNA S rRNA 基因拷贝数多基因拷贝数多 ,, 在基因组内成簇排列在基因组内成簇排列 ,, 成串重成串重

复数百次集中在核仁内复数百次集中在核仁内 ,, 并由转录区并由转录区（（ transcribed spacertranscribed spacer ））与非转录区与非转录区（（ nonon-n-transcribed spacertranscribed spacer, NTS, NTS ））交替排列交替排列

2. rRNA2. rRNA 前体加工的基本步骤前体加工的基本步骤 55’’端非编码序列的切除端非编码序列的切除 , 41 S, 41 S 中间产物的生成中间产物的生成 41S41S 的的 RNARNA 被切割成被切割成 32 S32 S （２８ （２８ SS 和和 5.8 S5.8 S ））与与

20S 20S （（ 18 S18 S ））两段两段 32 S32 S 被剪切成被剪切成２８ ２８ SS 和和 5.8 S5.8 S ，并且部分序列互，并且部分序列互

补配对补配对 20 S20 S 被剪切成被剪切成 18 S18 S 切割位点如何确定切割位点如何确定① ① 核仁小分子核仁小分子 RNA RNA （（ small nucleolar RNA, small nucleolar RNA,

snoRNAsnoRNA ））参与核糖核酸酶对特定立体结构的识参与核糖核酸酶对特定立体结构的识别别

② ② rRNArRNA 前体分子的甲基化前体分子的甲基化

3. 3. snosnoRNARNA 的结构与功能的结构与功能

① ① 结构特点结构特点a. Box Ca. Box C 框框 /D/D 框，框， CC 框的序列为框的序列为 AUGAUGA, DAUGAUGA, D 框框为为 CUGA,CUGA, 可借助互补序列识别可借助互补序列识别 rRNArRNA 前体中甲基前体中甲基化和切割的位点化和切割的位点b. Box H/ACA, Hb. Box H/ACA, H 框为框为 ANANNAANANNA ，能识别假尿苷，能识别假尿苷酸化位点酸化位点

② ② 功能功能 与蛋白质结合成与蛋白质结合成 snoRNPsnoRNP 参与参与 rRNArRNA 前体的加工前体的加工 box C/Dbox C/D 具有互补序列，是指导具有互补序列，是指导 rRNArRNA 中中 2’-2’-O-O- 核糖的甲基化修饰系统， 核糖的甲基化修饰系统， box Cbox C 参与甲参与甲基的转移反应基的转移反应

box H/ACAbox H/ACA 能形成茎环二级结构，与能形成茎环二级结构，与 rRNArRNA 特特定序列互补定序列互补

(( 四四 ) ) 真核生物真核生物 mRNAmRNA 前体的加工前体的加工1. 1. 55’’端的帽子结构及加工步骤端的帽子结构及加工步骤

核苷酸磷酸水解酶从生长着的核苷酸磷酸水解酶从生长着的 RNA 5RNA 5’’端切去端切去 55’’端端 γγ磷酸基团磷酸基团

鸟苷酸鸟苷酸 7-7- 甲基转移酶催化一分子游离甲基转移酶催化一分子游离 GTPGTP 中的中的GMPGMP 攻击攻击 55’’端第二个磷酸，形成端第二个磷酸，形成 55’’ ，， 55’’-- 三磷酸三磷酸的连接，阻塞了的连接，阻塞了 RNARNA 的的 55’’端端

2 2 ’’-O--O- 甲基转移酶催化甲基转移酶催化 S-S- 腺苷甲硫氨酸（腺苷甲硫氨酸（ S-adenosS-adenosyl methionine, AdoMetyl methionine, AdoMet ）的甲基基团转移到）的甲基基团转移到 cap-0cap-0帽子结构鸟嘌呤的帽子结构鸟嘌呤的 NN77位位

另外一分子甲酰基转移酶催化将另一分子的另外一分子甲酰基转移酶催化将另一分子的 AdoMetAdoMet连接到从连接到从 55’’端的第二个核苷酸端的第二个核苷酸 cap-1cap-1 的的 2-OH 2-OH ’’上，上，使之甲基化使之甲基化

继续由甲酰基转移酶催化随后的继续由甲酰基转移酶催化随后的 cap-2cap-2 的的 2-OH 2-OH ’’甲甲基化及嘌呤核苷酸基化及嘌呤核苷酸 NN77位甲基化，形成不同的帽子结位甲基化，形成不同的帽子结构构

2. 52. 5’’端帽子结构的功能端帽子结构的功能

对对 mRNAmRNA 的保护作用，是的保护作用，是 mRNAmRNA 免受核苷免受核苷酸酶从酸酶从 55’’端开始的降解端开始的降解

使使 mRNAmRNA 具有可翻译能力具有可翻译能力（（ translatabilittranslatabilityy ））

有利于成熟有利于成熟 mRNAmRNA 从细胞核输送到细胞质从细胞核输送到细胞质

3. mRNA 33. mRNA 3’’端的多聚腺苷酸化端的多聚腺苷酸化(polyadenylation)(polyadenylation) 保护保护 mRNAmRNA ，提高，提高 mRNAmRNA 在细胞质中的稳定在细胞质中的稳定

性性 能增强能增强 mRNAmRNA 的可翻译能力，在真核细胞的的可翻译能力，在真核细胞的

mRNAmRNA 翻译过程中，有一种能结合在翻译过程中，有一种能结合在 poly Apoly A上的蛋白质称为上的蛋白质称为 poly Apoly A 结合蛋白结合蛋白 I I （（ poly A-poly A-bingding protein I, PAB Ibingding protein I, PAB I ）） ,, 当当 PAB IPAB I结合结合在在 poly Apoly A 时，时， mRNAmRNA 的翻译从效率大大增强的翻译从效率大大增强

44.. 核内不均一核内不均一 RNARNA

① ① 概述概述 核内不均一核内不均一 RNA(heterogeneous nuclear RNA, RNA(heterogeneous nuclear RNA, hnRNA)hnRNA)的碱基组成与总的碱基组成与总 DNADNA 组成类似，所以又组成类似，所以又称为类似称为类似 DNADNA 的的 RNA(D-DNA)RNA(D-DNA)② ② 与与 mRNAmRNA 的关系的关系a.a. 有相同的序列有相同的序列b.b. 在体外能作翻译模板，与在体外能作翻译模板，与 mRNAmRNA 有相同功能有相同功能c.c. 两者的两者的 55’’端都有帽子结构， 端都有帽子结构， 33’’端有端有 polyApolyAd.d. 两者的转录合成都可以被高剂量放线菌素两者的转录合成都可以被高剂量放线菌素 DD抑制抑制

③ ③ hnRNAhnRNA 的结构特点的结构特点 55’’端有帽子结构端有帽子结构 ((55’’-cap-cap)) 33’’端有端有 polyApolyA++ 结构结构 帽子结构的下游帽子结构的下游 33 个寡聚个寡聚 UU 区，长度约区，长度约 33

0nt0nt寡聚寡聚 UU 区下游有重复序列区下游有重复序列茎环结构分布于编码区的两侧茎环结构分布于编码区的两侧 编码区为非重复结构，含有内含子编码区为非重复结构，含有内含子

④ ④ hnRNAhnRNA 的加工过程的加工过程

a. a. 55’’端形成特殊的帽子结构端形成特殊的帽子结构 (m(m77GG5’5’pppppp5’5’

NN11mpNmpN22pp--))

b. b. 修剪链的修剪链的 33’’端，并加上端，并加上 polyApolyAc. c. 通过剪接除去由内含子转录而来的序列通过剪接除去由内含子转录而来的序列d. RNAd. RNA 链内的核苷酸被甲基化链内的核苷酸被甲基化

5. mRNA5. mRNA 前体加工的简要过程前体加工的简要过程

① ① mRNAmRNA 前体中内含子的结构特点前体中内含子的结构特点a. a. 两端边界有共同序列，这些序列是两端边界有共同序列，这些序列是 mRNAmRNA 前体前体的剪接信号的剪接信号

b. b. 与第一类与第一类 IIII型内含子剪接有些类似，必须形成型内含子剪接有些类似，必须形成套索结构套索结构（ （ lariatlariat ）） ,, 区别在于真核生物的区别在于真核生物的 mRmR

NANA 的的剪接要求形成剪接体剪接要求形成剪接体

② ② 剪接体剪接的简要过程剪接体剪接的简要过程

a. a. 在内含子的在内含子的 55’’切断，通过切断，通过 55’’ 、 、 22’’键将内含键将内含子子 55’’--

GG 与分支点与分支点 AA残基的残基的 22’’为连接成套索结构为连接成套索结构b. b. 在内含子的在内含子的 33’’端剪接位点，外显子端剪接位点，外显子 11 与外显与外显

子子 22连接连接，内含子以套索形式被释放，内含子以套索形式被释放

6. 6. 真核生物真核生物 mRNAmRNA 前体的剪接机前体的剪接机制制① ① snRNPsnRNP:: 由由 U1U1 、、 U2U2 、、 U4U4 、、 U5 & U6 U5 & U6

snRNPsnRNP 组成组成a. a. UU11 snRNP: snRNP: 88 中蛋白质与中蛋白质与 11种种 RNARNA 链链

b.b. UU22 snRNP: snRNP:

能与内含子的分支点共同序列互补，另外还与能与内含子的分支点共同序列互补，另外还与U6U6

snRNPsnRNP 碱基配对，协助碱基配对，协助 snRNAsnRNA 在剪接体上定在剪接体上定向向

c.c. U4 snRNPU4 snRNP:: 与与 U6 snRNPU6 snRNP偶联形成配对的茎偶联形成配对的茎 II和和茎茎 IIII，当剪接体装配时，，当剪接体装配时， U4U4 与与 U6U6 解离开后发挥作解离开后发挥作用。用。 U4U4主要是结合主要是结合 U6U6直到在剪接需要直到在剪接需要 U6U6时才释放时才释放它，使之参与它，使之参与 55’’端剪接端剪接d. U5 snRNP d. U5 snRNP :: 与与其它其它 snRNAsnRNA或剪接底物或剪接底物 pre-mRNApre-mRNA的保守区无明显的互补，但它的确同的保守区无明显的互补，但它的确同 pre-mRNApre-mRNA 的的55’’和和 33’’端剪接位点有相互作用端剪接位点有相互作用

e. e. U6 snRNPU6 snRNP与内含子与内含子 55’’端剪接区域配对端剪接区域配对

② ② 剪接体剪接体（（ sspliceosome)pliceosome)

a. a. 概念概念 :: mRNAmRNA 前体在剪接过程中组装形成的前体在剪接过程中组装形成的多多

组分复合物，主要是由细胞核内小分子组分复合物，主要是由细胞核内小分子 RNARNA 和蛋和蛋白质组成白质组成b. b. 组成组成 :: 每种都含有每种都含有 1-21-2 种种 snRNAsnRNA 和数种蛋白和数种蛋白

质因子质因子

③ ③ 剪接体的组装与循环剪接体的组装与循环

a. 组成

snRNP

非 snRNPSR 蛋白

SR相关蛋白 :Tra 、 Tra2 、U2AF

b. b. 步骤步骤 早期剪接复合体的形成早期剪接复合体的形成 前剪接复合体的组装前剪接复合体的组装 过渡复合物的形成过渡复合物的形成 剪接体内结构重排剪接体内结构重排 剪接产物的形成剪接产物的形成 mRNAmRNA 剪接产物和内含子的释放剪接产物和内含子的释放

Step 1. Step 1. 早期剪接复合体的形成早期剪接复合体的形成 U1 snRNPU1 snRNP 结合到结合到 pre-mRNApre-mRNA 的的 55’’端剪接点端剪接点上上

剪接因子剪接因子 (splicing factor I)(splicing factor I)又称又称 BBP (branch BBP (branch point binding protein)point binding protein)结合到分支点上结合到分支点上

U2 snRNPU2 snRNP 的辅助因子的辅助因子 U2AF (U2 auxiliary facU2AF (U2 auxiliary factor)tor)的的 65 kDa65 kDa 和和 35 kDa35 kDa 两个亚基分别结合到两个亚基分别结合到分支点和分支点和 33’’剪接位点的剪接位点的 AGAG 碱基上碱基上

在在 SRSR 蛋白作用下，已经结合在蛋白作用下，已经结合在 55’’剪接位点的剪接位点的U1snRNPU1snRNP 和结合在和结合在 33’’剪接位点的剪接位点的 SRSR/U2AF/U2AF相互靠近，形成早期剪接复合物相互靠近，形成早期剪接复合物（（ early early spliceosome complex)spliceosome complex)

Step 2. Step 2. 前剪接复合体的组装前剪接复合体的组装 在在 U2U2 辅助因子辅助因子 U2AFU2AF 协助下，协助下， U2 snRNPU2 snRNP 与与

内含子的分支点结合内含子的分支点结合 ATPATP 水解释放能量使内含子水解释放能量使内含子 180180°° 弯曲弯曲 U1 snRNPU1 snRNP 和和 U2 snRNPU2 snRNP 两种复合物相互作用，两种复合物相互作用，使内含子使内含子５５’端和’端和 33’’端靠近端靠近

SRSR 蛋白协助蛋白协助 U1 snRNPU1 snRNP 和和 U2AFU2AF结合，使早结合，使早期剪接复合体组建成跨越内含子复合物，即前期剪接复合体组建成跨越内含子复合物，即前剪接体复合物剪接体复合物 (pre-spliceosome complex)(pre-spliceosome complex)

Step 3 Step 3 过渡态复合物的形成过渡态复合物的形成 U4/U6U4/U6 和和 U5 snRNPU5 snRNP 开始参与，使得开始参与，使得 U6U6 内部内部

序列和序列和 U4U4 的的 55’’端互补，前剪接体与端互补，前剪接体与 U4 snRNU4 snRNPP 、、 U5 snRNPU5 snRNP 和和 U6 snRNPU6 snRNP 的三聚体结合的三聚体结合

U4U4 与与 U6U6 解离，解离， U6U6 在在 55’’端剪接位点由端剪接位点由 ATPATP激活取代激活取代 U1U1 ，使得，使得 U4U4 离开前剪接复合体，同离开前剪接复合体，同时在时在 ATPATP 的激活下，的激活下， U1U1 离开前剪接体复合物，离开前剪接体复合物，形成过渡态复合物形成过渡态复合物

Step 4 Step 4 剪接体内的结构重排剪接体内的结构重排

在在 ATPATP 激活下，激活下， U6U6 与结合于分支点序列与结合于分支点序列的的 U2 snRNPU2 snRNP 的的 55’’端序列互补端序列互补

U1U1 离开离开 55’’端剪接位点后，端剪接位点后， U5U5 能够与两个能够与两个外显子的剪接位点互补，使剪接体内发生外显子的剪接位点互补，使剪接体内发生结构重排，从而形成有利于催化剪接反应结构重排，从而形成有利于催化剪接反应的构象的构象

Step Step 55 形成剪接产物并释放形成剪接产物并释放

在剪接体被激活的情况下，形成剪接产物在剪接体被激活的情况下，形成剪接产物 释放释放 mRNAmRNA 剪接产物和内含子剪接产物和内含子

a. U5 snRNP 环通过外显子 1 和外显子 2 接触，使两个剪接位点在空间上靠近，由于它能引导其它 RNA 区域到剪接体的适当位置，以催化剪接功能的发挥，故又将 U5 snRNP 环称为导向 RNAb. U2 snRNP 与内含子的分支点形成螺旋区域，分支点 A周围的碱基对使 A突出，该结构为 II型内含子的一种核酶（ ribozyme) 结构，是催化剪接的活性中心

c. c. 剪接体组装过程中的重排反应剪接体组装过程中的重排反应 内含子内含子 55’’端剪接点与端剪接点与 U1 snRNPU1 snRNP 的相互作用转的相互作用转变为与变为与 U6 snRNPU6 snRNP 间的相互作用间的相互作用

U2 snRNPU2 snRNP 与分支点相互作用代替了在分支点与分支点相互作用代替了在分支点上结合蛋白上结合蛋白 BBPBBP 与分支点的相互作用与分支点的相互作用

U2 snRNPU2 snRNP 分子内部发生重排，形成茎分子内部发生重排，形成茎 -- 环构环构象的活化象的活化

U4/U6U4/U6 之间之间 RNARNA 配对形成的茎配对形成的茎 IIII结构被破坏，结构被破坏，U6 snRNPU6 snRNP 在其在其 33’’端形成分子内的茎端形成分子内的茎 -- 环结构环结构

U4/U6U4/U6 茎茎 II区配对被破坏，使游离的区配对被破坏，使游离的 U6 snRNU6 snRNPP 与与 U2 snRNPU2 snRNP 相互作用，而形成相互作用，而形成 U2/U6U2/U6 螺旋螺旋II

U2 snRNPU2 snRNP 的的 55’’茎茎 -- 环结构被破坏使其环结构被破坏使其 55’’端端游离，并与游离，并与 U6U6 相应部分作用形成相应部分作用形成 U2/U6U2/U6 螺螺旋旋 IIII

至此，前剪接体转变为成熟的剪接体，剪接催至此，前剪接体转变为成熟的剪接体，剪接催化化

反应通过反应通过 U4U4 的释放启动，的释放启动， ATPATP 水解供能水解供能

7. mRNA7. mRNA 前体剪接中的转酯反应前体剪接中的转酯反应 概述概述 :: 在成熟剪接体上完成剪接反应实际上是在成熟剪接体上完成剪接反应实际上是磷酸二酯键的转移，又称为转酯反磷酸二酯键的转移，又称为转酯反

(transesterification)(transesterification)

①① 第一次转酯反应第一次转酯反应

② ② 第二次转酯反应第二次转酯反应 第二次剪接反应是外显子第二次剪接反应是外显子 11 的的 33’’端对内含子端对内含子

33’’

端剪接点进行亲核进攻，端剪接点进行亲核进攻， U5 snRNAU5 snRNA 在反应中起在反应中起着着

排布外显子的功能，使排布外显子的功能，使 55’’端外显子移动端外显子移动、、定位，定位，然然后在外显子后在外显子 II和和 IIII 粗发生第二次转酯反应，形成粗发生第二次转酯反应，形成

55’’，， 33’’-- 磷酸二酯键，产生两个外显子的连接物和一磷酸二酯键，产生两个外显子的连接物和一个具有套索结构的内含子个具有套索结构的内含子

8. 8. 真核生物真核生物 mRNAmRNA 前体的选择性剪前体的选择性剪接接① ① 概述概述 (alternative splicing):(alternative splicing): 一个基因的初始一个基因的初始

转录转录产物在不同的分化细胞产物在不同的分化细胞、、不同的发育阶段不同的发育阶段、、甚至甚至

不不同的生理状态下，通过不同的剪接方式，可以得同的生理状态下，通过不同的剪接方式，可以得

到到不同的成熟不同的成熟 mRNAmRNA 和蛋白质产物。所产生的多个和蛋白质产物。所产生的多个

蛋蛋白质即为同源体白质即为同源体 (isoform)(isoform)

② ② 分类分类

③ ③ 实例实例 降钙素降钙素 (calcitonin)(calcitonin)

免疫球蛋白免疫球蛋白 μμ 重链重链 prepre-mRNA-mRNA

9. RNA9. RNA 自我剪接 自我剪接

① ① II型内含子型内含子

⑴ ⑴ II 型内含子剪接的模式型内含子剪接的模式

⑵ ⑵ II 型内含子结构型内含子结构

② ② IIII 型内含子剪接型内含子剪接

IIII 内含子的结构特点及剪接机制内含子的结构特点及剪接机制 55’GUGCG’GUGCG ・・・・・・ YnAG 3’YnAG 3’

10. 10. 核酶核酶 泛指一类具有催化功能的泛指一类具有催化功能的 RNARNA 分子。除具有剪接分子。除具有剪接酶功能之外，还有核苷转移酶酶功能之外，还有核苷转移酶、、 RNARNA限制性内切核限制性内切核苷酸酶苷酸酶、、磷酸转移酶和磷酸酯酶等多种活性磷酸转移酶和磷酸酯酶等多种活性① ① 剪接型核酶剪接型核酶 指指 RNARNA 分子被磷酸二酯酶水解切割后，伴随着形分子被磷酸二酯酶水解切割后，伴随着形成新的磷酸二酯键，即转酯反应。成新的磷酸二酯键，即转酯反应。具有序列特异的内切核酸酶具有序列特异的内切核酸酶、、 RNARNA 连接酶等多种酶连接酶等多种酶活性活性② ② 剪切型核酶剪切型核酶

核酶结构核酶结构

(( 五五 ) RNA) RNA 编辑编辑 概念概念 :: 将改变将改变 RNARNA 编码序列的方式编码序列的方式1. 1. 核苷酸的替换核苷酸的替换2. 2. 编辑改变了可读框编辑改变了可读框❀❀ 生物学意义生物学意义a. a. 能改变和补充遗传信息能改变和补充遗传信息b. b. 能增加基因产物的多样性能增加基因产物的多样性c. c. 和生物细胞发育与分化有关，是基因调控的一和生物细胞发育与分化有关，是基因调控的一种重要方式种重要方式

d. d. 使基因产物获得新的结构和功能，有利于生物使基因产物获得新的结构和功能，有利于生物进化进化

e. e. 可能与学习和记忆有关可能与学习和记忆有关