基因组学 基因表达的转录后调控.pptx

会计学真核生物前体mRNA剪接
高等植物内含子的结构特性
变位剪接
RNA编辑真核生物前体mRNA剪接初始转录产物pre-mRNA，不均一核RNA(heterogeneousnucIearRNA，hnRNA)
基因长度存在差异：RNA大小十分不均一，平均相对分子质量为2×107，比细胞质中成熟mRNA的平均相对分子质量1.5×106大十倍
RNA合成至大约30个核苷酸时，5’末端加入甲基化鸟苷的“帽子”；转录终止时，3’末端加入100－200个腺苷酸，成为poly(A)尾
经剪接去除内含子，成熟mRNA经核孔进人细胞质mRNA稳定性的调控
原核生物mRNA的半衰期平均3min。高等真核生物迅速生长的细胞中mRNA的半衰期平均3h。高度分化的终端细胞中许多mRNA极其稳定，有的寿命长达数天。
mRNA的3’端尾巴通过影响mRNA寿命来影响翻译效率。剪接反应：去除基因序列中的内含子，连接外显子，成为有功能的成熟mRNA的过程。
剪接与三个特征序列相关联：5’剪接位点序列GU，3’剪接位点序列AG和分支点序列A

两次连续的转酯基反应trans-esterificationreactions
两次连续的转酯基反应trans-esterificationreactions
第一步：分支点腺苷酸2’-OH亲核攻击5’剪接位点的磷酸基，此处裂解，产生套索中间物和5’外显子，套索通过2’-5’磷酸二酯键把内含子的5’末端与分支点的腺苷酸相连接
第二步：第一步释放的游离5’外显子的3’-OH，亲核攻击3’剪接位点的磷酸基，从而释放套索内含子，并把外显子连结起来
/剪接体的组成与循环
剪接体splicesome：剪接由RNA介导、各种蛋白质参与。参与剪接的RNA和蛋白质共同构成一个庞大的颗粒复合体。
50－60S的核糖核蛋白颗粒
主要组成单位：富含鸟苷酸的核内小核糖核蛋白UsnRNPs，由核内小分子RNA-snRNA和一些蛋白质组成
剪接体在剪接过程中逐步组装起来，涉及到RNA－RNA、蛋白质－RNA、蛋白质－蛋白质相互作用
核心：各种RNA－RNA相互作用形成动态骨架
蛋白质促进RNA的重排使其保持稳定或失去稳定
催化正确的识别、内含子切割和之后的外显子连接参与剪接的snRNP：U1、U2、U5和U4/U6，根据所含的snRNA来命名。
U1、U2和U5snRNP都包含一个snRNA和几个(＜20)蛋白质；
U4/U6snRNP则包含U4、U6snRNA和几个蛋白质
初级剪接体：U1snRNP中的snRNA与5’剪切位点序列互补结合、U2snRNP中的snRNA与分支点序列互补结合
U4/U6和U5snRNP以三聚体形式进入剪接体组装过程，与已形成的初级剪接体通过蛋白质－蛋白质相互作用，形成剪接体（60S的核糖核蛋白复合物）。
配对的snRNA和前体mRNA之间出现重排，形成活性剪接体
前体mRNA上各种UsnRNP的组装是一个有序的途径，并且需要其他非UsnRNP蛋白的暂时结合，这种剪接体组装和解体的途径称为剪接体循环
/剪接体中心的动态RNA骨架高等植物内含子的结构特性内含子加工的单子叶、双子叶植物差别
单子叶来源的内含子，在双子叶植物细胞中表达时，不被加工或者低效加工。
双子叶来源的内含子，在单子叶细胞中表达时，呈现正确、有效地加工
哺乳动物来源的内含子能在单子叶植物中加工，但完全不能在双子叶植物内含子加工的种间差别
不同的双子叶植物种也呈现出加工活性的差异玉米转座子En/Spm在不同双子叶植物种表达En-1编码的两个基因，tnpA和tnpD可通过选择性剪接产生。
在天然寄主玉米中表达时tnpA转录物与和tnpD转录物的比例为100:1;
在双子叶植物拟南芥中此比例与在玉米中相同;
在马铃薯中表达时，tnpD转录物反而占优势。高等植物内含子的结构特点
内含子的大小：比大多数哺乳动物内含子短得多，高等植物前体mRNA内含子在长度上差异较大，约2/3<150nt，大部分处在80-139nt的长度范围；
内含子5’剪接位点：双核苷酸GU在所有天然的植物内含子中均是保守的，个别情况GU可以由GC代替。
双子叶和单子叶植物有1％的GC频率
拟南芥中含GC的频率为0.4％
哺乳动物中无GC位点/内含子3’剪接位点
3’剪接位点AG在天然高等植物内含子中是恒定的，末端G缺失、替换或突变，会使3’剪接位点丧失功能
植物3’剪接位点共有序列与哺乳动物相似，但共有序列包含的核苷酸更多。植物为UGYAG／GU，而哺乳动物为YAG／G
分支点：大多数高等植物内含子中存在着与哺乳动物相应的分支点序列CURAY，酵母分支点序列UACUAAC是严格保守的
高等植物前体mRNA内含子富含AU序列
特别是双子叶植物，平均达70％。哺乳动物或单子叶植物内含子在双子叶