RNA聚合酶I催化的轉錄起始RNA聚合酶I催化前rRNA(40S RNA)的合成。前rRNA基因轉錄起始點(diǎn)上游有兩個(gè)順式作用元件(cis acting element),一個(gè)是跨越起始點(diǎn)的核心元件(core element),另一個(gè)在–100bp處有上游調控元件(upstream control element,UCE)。RNA聚合酶I催化的轉錄需要2種轉錄因子,分別稱(chēng)為上游結合因子(upstream binding factor,UBF)和選擇性因子1(selective factor1,SL1)。SL1含有4個(gè)亞基,一個(gè)是TATA盒結合蛋白(TATA-binding protein,TBP),另3個(gè)是TBP相關(guān)因子(TBP-associated factors,TAF)。UBF與DNA結合令模板DNA發(fā)生彎曲,使相距上百bp的UCE和核心元件靠攏,接著(zhù)SL1和pol I相繼結合到UBF-DNA復合物上,完成起始復合物的組建,開(kāi)始轉錄
RNA聚合酶Ⅲ催化的轉錄起始RNA聚合酶Ⅲ催化tRNA,5S rRNA和7S rRNA的轉錄,tRNA基因的轉錄初產(chǎn)物是tRNA的前體,經(jīng)加工后產(chǎn)生多個(gè)成熟tRNA。在DNA上的調控序列位于起始轉錄位點(diǎn)的下游,稱(chēng)為內部啟動(dòng)子。有二個(gè)調控區,分別位于編碼tRNA D-環(huán)和Tψ環(huán)的序列,分別稱(chēng)為A盒和B盒。
1.tRNA轉錄后加工
tRNA的轉錄后修飾,除了剪接加工外,還包括tRNA鏈上稀有堿基的形成,以及加上3'端的CCA序列。
2.rRNA的轉錄后加工
rRNA加工多采用自我剪接的形式。自我剪接的RNA本身形成一種特別的二級結構,稱(chēng)為錘頭結構。錘頭結構是指復合的莖環(huán)組成形態(tài),但其中某些序列上必需是特定的堿基所占據。這種RNA結構,不需要任何蛋白質(zhì),就可以水解RNA鏈上某一特定位點(diǎn)的磷酸二酯鍵。也就是說(shuō),這是一種起催化作用的RNA,現稱(chēng)為核酶。核酶的發(fā)現,對酶學(xué)、分子生物學(xué),進(jìn)化生物學(xué)都是重要的理論更新,而且,醫學(xué)上已開(kāi)始利用人工設計的核酶,去消滅一些作為病原體的RNA病毒或消除一些不利于生命活動(dòng)的細胞內RNA。
mRNA前體的加工過(guò)程有哪些步驟:
原核生物轉錄作用生成的mRNA屬于多順?lè )醋觤RNA,即由操縱子機制控制生成的一條mRNA可編碼幾種不同的蛋白質(zhì)。原核生物轉錄生成的初級轉錄本mRNA不需經(jīng)過(guò)復雜的加工過(guò)程即可表現功能,惟一的加工過(guò)程是多順?lè )醋觤RNA在RnaseⅢ的催化下裂解為單個(gè)的順?lè )醋印?/p>
真核生物轉錄生成的是單順?lè )醋觤RNA,其前體是非均一RNA(hnRNA)。hnRNA加工過(guò)程包括。
剪接
真核生物的基因是一種斷裂基因,即其結構基因由若干編碼序列和非編碼序相間排列而成,其中為蛋白質(zhì)編碼的可轉錄序列稱(chēng)為外顯子,不為蛋白質(zhì)編碼的可轉錄序列為內含子。轉錄合成的hnRNA需經(jīng)過(guò)剪接、切掉內含子部分,然后再將外顯子部分拼接起來(lái)。該過(guò)程有多種酶活性物質(zhì)(包括snRNA)參與。
′末端加“帽”
真核細胞成熟mRNA的5′末端均有一個(gè)特殊的結構,即m7Gpp-pmnNp,稱(chēng)為“帽”。帽的生成是在細胞核內進(jìn)行的,但胞漿中也有酶體系,動(dòng)物病毒mRNA加帽過(guò)程就是在宿主細胞的胞漿內進(jìn)行的。
′末端加“尾”
mRNA前體分子的3′末端有一段保守序列,由特異的核酸內切酶切去多余的核苷酸,然后在多聚A聚合酶的催化下,由ATP聚合生成多聚A尾。該反應在核內發(fā)生,在胞漿中也可繼續進(jìn)行。
堿基修飾
mRNA分子中有少量稀有堿基(如甲基化堿基)是在轉錄后經(jīng)化學(xué)修飾(如甲基化)而形成的。
選擇性加工
某些MRNA前體含有多個(gè)3'剪切位點(diǎn)和多聚腺苷酸化位點(diǎn),因此利用這些選擇性位點(diǎn)可產(chǎn)生具有不同3'端非編碼區或者具有不同編碼能力的RNA產(chǎn)物。通過(guò)可變剪接途徑可以挑先最保留在MRNA中的外顯子,結果單個(gè)基因可以合成多種不同的蛋白質(zhì)。
RNA編輯
在合成并經(jīng)RNA編輯加工之后,MRNA分子的序列可以發(fā)生改變。個(gè)別核苷酸可以被置換,添加或者刪除。編輯過(guò)的MRNA翻譯產(chǎn)生了較短脫脂基蛋白B48,由于基缺少一個(gè)結合受體的蛋白結構域,因此功能受限。還有好多其他編輯的例子,陣錐蟲(chóng)線(xiàn)粒體MRNA發(fā)生RNA編輯,使得最終MRNA中一半以上的尿嘧啶都獲自編輯過(guò)程。
各種RNA轉錄后加工包括哪些內容
一.mRNA
(1)首尾的修飾
5'端修飾時(shí)加m7GpppN帽子結構,在核內完成。
3'端修飾時(shí)加上多聚腺苷酸尾巴(polyAAAAAAA),在核內完成。
(2)mRNA的剪接
從DNA模板鏈轉錄出的最初轉錄產(chǎn)物中除去內含子,并將外顯子連接起來(lái)形成一個(gè)連續的RNA分子的過(guò)程。
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(3)mRNA編輯
RNA編輯是指在mRNA水平上改變遺傳信息的過(guò)程。具體說(shuō)來(lái),指基因轉錄產(chǎn)生的mRNA分子中,由于核苷酸的缺失,插入或置換,基因轉錄物的序列不與基因編碼序列互補,使翻譯生成的蛋白質(zhì)的氨基酸組成,不同于基因序列中的編碼信息現象。
二.tRNA
(1)5'端前導序列由RNaseP切除。
(2)3'端由tRNA核苷酸轉移酶加入CCA-OH作為末端。
(3)還包括稀有堿基生成,甲基化等。
三.rRNA
(1)真核生物核內是45S的轉錄產(chǎn)物,是三種rRNA的前身。
(2)形成小亞基18S-RNA。
(3)形成大亞基28S,5.8S的rRNA.
視情況掌握把,重點(diǎn)是mRNA轉錄后的加工修飾。也不知道你想問(wèn)的是不是這個(gè)。希望幫到你!
常見(jiàn)的RNA提取方法有苯酚法、陰離子去污劑法、LiCl一尿素法、改良的Gomez法、異硫氫酸胍法、CTAB法、熱硼酸法及改良熱硼酸法、TRIZOL試劑快速提取法。
RNA提取時(shí),就變性劑的選擇來(lái)說(shuō),CTAB(CTAB法)比異硫氰酸胍(RIZOL試劑法)和 SDS(改良熱硼酸法)更有效;就CTAB法來(lái)說(shuō),由于以CTAB為變性劑,同時(shí)加入PVP和β一巰基乙醇共同作用變性蛋白、抑制RNase的活性,使用無(wú)水乙醇或異丙醇沉淀雜蛋白和總核酸等,然后再選擇性地分離出RNA。
真核生物轉錄起始十分復雜,往往需要多種蛋白因子的協(xié)助,轉錄因子與RNA聚合酶Ⅱ形成轉錄起始復合體,共同參與轉錄起始的過(guò)程。
根據轉錄因子的作用特點(diǎn)可分為二類(lèi);第一類(lèi)為普遍轉錄因子,它們與RNA聚合酶Ⅱ共同組成轉錄起始復合體時(shí),轉錄才能在正確的位置開(kāi)始。除TFⅡD以外,還發(fā)現TFⅡA,TFⅡB,TFⅡF,TFⅡE,TFⅡH等,它們在轉錄起始復合體組裝的不同階段起作用。
第二類(lèi)轉錄因子為組織細胞特異性轉錄因子,這些TF是在特異的組織細胞或是受到一些類(lèi)固醇激素\生長(cháng)因子或其它刺激后,開(kāi)始表達某些特異蛋白質(zhì)分子時(shí),才需要的一類(lèi)轉錄因子。
真核生物 一核糖體RNA:基因拷貝數多,在幾十到幾千之間。
基因成簇排列在一起,由RNA聚合酶I轉錄生成一個(gè)較長(cháng)的前體,哺乳動(dòng)物為45S。核仁是rRNA合成與核糖體亞基生物合成的場(chǎng)所。
RNA酶III等核酸內切酶在加工中起重要作用。5SRNA基因也是成簇排列的,由RNA聚合酶III轉錄,經(jīng)加工參與構成大亞基。
核糖體RNA可被甲基化,主要在核苷2'羥基,比原核生物甲基化程度高。多數核糖體RNA沒(méi)有內含子,有些有內含子但不轉錄。
二轉運RNA:由RNA聚合酶III轉錄,加工與原核相似,但3'端的CCA都是后加的,還有2'-O-甲基核糖。 三信使RNA:真核生物編碼蛋白質(zhì)的基因以單個(gè)基因為轉錄單位,但有內含子,需切除。
信使RNA的原初轉錄產(chǎn)物是分子量很大的前體,在核內加工時(shí)形成大小不等的中間物,稱(chēng)為核內不均一RNA(hnRNA)。其加工過(guò)程包括: 1.5'端加帽子:在轉錄的早期或轉錄終止前已經(jīng)形成。
首先從5'端脫去一個(gè)磷酸,再與GTP生成5',5'三磷酸相連的鍵,最后以S-腺苷甲硫氨酸進(jìn)行甲基化,形成帽子結構。帽子結構有多種,起識別和穩定作用。
2. 3'端加尾:在核內完成。先由RNA酶III在3'端切斷,再由多聚腺苷酸聚合酶加尾。
尾與通過(guò)核膜有關(guān),還可防止核酸外切酶降解。 3. 內部甲基化:主要是6-甲基腺嘌呤,在hnRNA中已經(jīng)存在。
可能對前體的加工起識別作用。 三、RNA的拼接 一轉運RNA的拼接:由酶催化,酶識別共同的二級結構,而不是序列。
通常內含子插入到靠近反密碼子處,與反密碼子配對,取代反密碼子環(huán)。第一步由內切酶切除插入序列,不需ATP;第二步由RNA連接酶連接,需要ATP。
二四膜蟲(chóng)核糖體RNA的拼接:某些四膜蟲(chóng)26S核糖體RNA基因中有一個(gè)內含子,其拼接只需一價(jià)和二價(jià)陽(yáng)離子及鳥(niǎo)苷酸或鳥(niǎo)苷存在即可自發(fā)進(jìn)行。其實(shí)質(zhì)是磷酸酯的轉移反應,鳥(niǎo)苷酸起輔助因子的作用,提供游離3'羥基。
三信使RNA:真核生物編碼蛋白質(zhì)的核基因的內含子屬于第二類(lèi)內含子,左端為GT,右端為AG。先在左端切開(kāi),產(chǎn)生的5'末端與3'端上游形成5',2'-磷酸二酯鍵,構成套索結構。
然后內含子右端切開(kāi),兩個(gè)外顯子連接起來(lái)。通過(guò)不同的拼接方式,可形成不同的信使RNA。
真核生物mRNA加工主要包括哪些步驟
真核生物 一核糖體RNA:基因拷貝數多,在幾十到幾千之間。基因成簇排列在一起,由RNA聚合酶I轉錄生成一個(gè)較長(cháng)的前體,哺乳動(dòng)物為45S。核仁是rRNA合成與核糖體亞基生物合成的場(chǎng)所。RNA酶III等核酸內切酶在加工中起重要作用。5SRNA基因也是成簇排列的,由RNA聚合酶III轉錄,經(jīng)加工參與構成大亞基。核糖體RNA可被甲基化,主要在核苷2'羥基,比原核生物甲基化程度高。多數核糖體RNA沒(méi)有內含子,有些有內含子但不轉錄。 二轉運RNA:由RNA聚合酶III轉錄,加工與原核相似,但3'端的CCA都是后加的,還有2'-O-甲基核糖。 三信使RNA:真核生物編碼蛋白質(zhì)的基因以單個(gè)基因為轉錄單位,但有內含子,需切除。信使RNA的原初轉錄產(chǎn)物是分子量很大的前體,在核內加工時(shí)形成大小不等的中間物,稱(chēng)為核內不均一RNA(hnRNA)。其加工過(guò)程包括: 1.5'端加帽子:在轉錄的早期或轉錄終止前已經(jīng)形成。首先從5'端脫去一個(gè)磷酸,再與GTP生成5',5'三磷酸相連的鍵,最后以S-腺苷甲硫氨酸進(jìn)行甲基化,形成帽子結構。帽子結構有多種,起識別和穩定作用。 2. 3'端加尾:在核內完成。先由RNA酶III在3'端切斷,再由多聚腺苷酸聚合酶加尾。尾與通過(guò)核膜有關(guān),還可防止核酸外切酶降解。 3. 內部甲基化:主要是6-甲基腺嘌呤,在hnRNA中已經(jīng)存在。可能對前體的加工起識別作用。 三、RNA的拼接 一轉運RNA的拼接:由酶催化,酶識別共同的二級結構,而不是序列。通常內含子插入到靠近反密碼子處,與反密碼子配對,取代反密碼子環(huán)。第一步由內切酶切除插入序列,不需ATP;第二步由RNA連接酶連接,需要ATP。 二四膜蟲(chóng)核糖體RNA的拼接:某些四膜蟲(chóng)26S核糖體RNA基因中有一個(gè)內含子,其拼接只需一價(jià)和二價(jià)陽(yáng)離子及鳥(niǎo)苷酸或鳥(niǎo)苷存在即可自發(fā)進(jìn)行。其實(shí)質(zhì)是磷酸酯的轉移反應,鳥(niǎo)苷酸起輔助因子的作用,提供游離3'羥基。 三信使RNA:真核生物編碼蛋白質(zhì)的核基因的內含子屬于第二類(lèi)內含子,左端為GT,右端為AG。先在左端切開(kāi),產(chǎn)生的5'末端與3'端上游形成5',2'-磷酸二酯鍵,構成套索結構。然后內含子右端切開(kāi),兩個(gè)外顯子連接起來(lái)。通過(guò)不同的拼接方式,可形成不同的信使RNA。
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