RNA的帽子结构是如何产生的帽子结构、编码区以及多聚腺苷尾是全部来自外显子吗?还是除了编码区以外,帽子结构,多聚腺苷尾都不是来自外显子,而是来自内含子?因为帽子结构和多聚腺苷尾
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/23 07:45:10
RNA的帽子结构是如何产生的帽子结构、编码区以及多聚腺苷尾是全部来自外显子吗?还是除了编码区以外,帽子结构,多聚腺苷尾都不是来自外显子,而是来自内含子?因为帽子结构和多聚腺苷尾
RNA的帽子结构是如何产生的
帽子结构、编码区以及多聚腺苷尾是全部来自外显子吗?
还是除了编码区以外,帽子结构,多聚腺苷尾都不是来自外显子,而是来自内含子?因为帽子结构和多聚腺苷尾都是非编码序列.
RNA的帽子结构是如何产生的帽子结构、编码区以及多聚腺苷尾是全部来自外显子吗?还是除了编码区以外,帽子结构,多聚腺苷尾都不是来自外显子,而是来自内含子?因为帽子结构和多聚腺苷尾
我不太懂你的问题,怎么是来自外显子的?不是直接由酶加工来的帽子结构吗?这个帽子结构跟原来的DNA应该是没关系的,而是由酶填上去的一段序列.
当然编码区是来自DNA的外显子的转录.
而多聚a尾的产生是当转录停止后,mRNA链会由核酸外切酶及RNA聚合酶切开.切开位点的附近有着AAUAAA序列.当mRNA被切开后,会加入50-250个腺苷到切开位点的3'端上.这个反应是由多聚腺苷酸聚合酶催化的.
下面是概括的介绍:
真核生物DNA转录生成的原始转录产物mRNA前体是核不均一RNA(heterogeneous nuclear RNA,hnRNA),即mRNA初级产物中含有不编码任何氨基酸的插入序列,该序列由内含子(intron)编码,这种内含子将编码序列外显子(exon)隔开,所以前体mRNA分子一般比成熟mRNA大4~10倍,必须经过加工修饰才能作为蛋白质翻译的模板.其加工修饰主要包括5′端加“帽”(capping)和甲基化修饰、3′端加polyA “尾”(tailing)和剪去内含子拼接外显子等.
它是在RNA三磷酸酶,mRNA鸟苷酰转移酶,mRNA(鸟嘌呤-7)甲基转移酶和mRNA(核苷-2’)甲基转移酶催化形成的.
mRNA的帽子结构(GpppmG—)是在5’-端形成的.转录产物第一个核苷酸往往是5’-三磷酸鸟苷pppG.mRNA成熟过程中,先由磷酸酶把5’-pppG—水解,生成5’-ppG或5’-pG—.然后,5’-端与另一三磷酸鸟苷(pppG)反应,生成三磷酸双鸟苷.在甲基化酶的作用下,第一或第二个鸟嘌呤碱基发生甲基化,形成帽子结构.
不敢保证答案是正确的,还有待你去多看书验证~
RNA的转录后加工
在细胞内由RNA聚合酶合成的初级转录产物(primary transcript)往往需要经过一系列的加工,才能转变为成熟的RNA分子。原核生物的mRNA一经转录通常立即进行翻译,一般不进行转录后加工。但是稳定的RNA(tRNA和rRNA)都要经过一系列的加工才能成为有活性的分子。真核生物由于存在细胞核结构,转录与翻译在时间上和空间上被分隔开,其RNA前体的加工过程极为复...
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RNA的转录后加工
在细胞内由RNA聚合酶合成的初级转录产物(primary transcript)往往需要经过一系列的加工,才能转变为成熟的RNA分子。原核生物的mRNA一经转录通常立即进行翻译,一般不进行转录后加工。但是稳定的RNA(tRNA和rRNA)都要经过一系列的加工才能成为有活性的分子。真核生物由于存在细胞核结构,转录与翻译在时间上和空间上被分隔开,其RNA前体的加工过程极为复杂。
RNA加工包括5’端和3’端的成熟、核苷的修饰、拼接和编辑等过程。另外,真核生物同一种前体mRNA通过外显子的不同连接方式可以形成两种或两种以上的mRNA。因此,对真核生物来讲,RNA的加工尤为重要。
真核生物编码蛋白质的基因的初级转录产物称为前体mRNA,经过5’端加帽、3’端剪切及加多聚A尾、剪接和甲基化产生出成熟的mRNA分子。
5’端加帽
加帽是一个多步骤加工过程。当前体mRNA从RNA聚合酶II中伸出其5’端时即开始加帽反应。第一步是RNA 5’端的γ-磷酸基团由RNA三磷酸酯酶(triphosphatase)去除。然后在鸟苷酸转移酶的作用下,RNA末端核苷酸的β-磷酸基团亲核进攻和GTP的α-磷酸基团,产生5’-5’对接的磷酸二酯键,同时释放出焦磷酸。最后一步反应是在鸟嘌呤甲基转移酶的作用下将一个甲基基团加到鸟嘌呤环的第7位N原子上,使鸟嘌呤转变成7-甲基鸟嘌呤。
7-甲基鸟嘌呤结构称为0型帽子(type 0 cap),是酵母中最常见的形式。在高等真核生物中5’端还会发生更多的修饰。在转录产物的第一个核苷酸核糖的2’-OH被甲基化,形成I型帽子。脊椎动物转录产物的第二个核苷酸核糖的2’-OH也被甲基化,则形成II型帽子。
mRNA 5’加帽的功能主要表现在4个方面:
1.阻止mRNA的降细胞内存在许多RNA酶,它们可从5’端可攻击游离的RNA分子。当mRNA的5’端加上m7GpppG帽子后,可阻止RNase的切割,延长mRNA的半衰期。
(2)提高翻译效率 真核生物mRNA必需通过5’帽结合蛋白才能接触核糖体,起始翻译。缺少加帽的mRNA由于不能被5’帽结合蛋白识别,其翻译效率比加帽的mRNA低20倍。
(3)作为进出细胞核的识别标记 凡由RNA聚合酶II转录的RNA均在5’端加帽,包括snRNA,这是RNA分子进出细胞核的识别标记。U6 snRNA 由RNA聚合酶III转录,其5’端保留3个磷酸基团,无帽子结构,因而不能输出细胞核。
(4)提高mRNA的剪接效率 5’帽结合蛋白涉及第一个内含子剪接复合物的形成,直接影响mRNA的剪接效率。
真核生物的基因常常是不连续的,其编码区被非编码区打断,即编码区被非编码区打断,具有这种结构的基因称为断裂基因(split gene)。其中,编码区称为外显子,非编码区称为内含子。外显子和内含子都能被转录,形成前体mRNA。在细胞核中,前体mRNA要被加工为成熟的mRNA。加工时,内含子被切除,外显子被连接在一起,此过程称为剪接。
比较cDNA和基因组DNA序列可以确定前体mRNA分子中外显子和内含子的边界。在比较大量的真核生物的内含子序列后,发现大多数内含子的5’端的两个核苷酸是GU,3’端的两个核苷酸为AG,这类内含子也被称为“GU-AG”内含子,它们中的所有成员都以相同的机制进行剪接。
内含子的5’端与上游外显子的边界称为5’剪接位点(5’ splice site),3’端与下游外显子的边界称为3’剪接位点(3’ splice site)。图表示了内含子与外显子交界处的核苷酸序列。高等真核生物内含子3’剪接位点上游不远处常常有一个富含嘧啶的区域。在内含子的内部还存在一段被称为分支位点的保守序列。分支位点序列靠近内含子的3’端,多聚嘧啶区的上游。
通过分析体外剪接反应中形成的中间体,发现内含子是以一种套索结构(lariat structure )的形式被切除的,即内含子5’端的鸟苷酸依靠2’,5’-磷酸二酯键与靠近内含子3’末端的一个腺苷酸连接在一起。该腺苷酸被称作分支位点,因为在套索结构中它形成了一个RNA分支。
套索结构的发现使人们认识到,内含子的剪接是通过两次转酯反应完成的。在第一次转酯反应中,分支位点A的2’-OH进攻5’剪接位点,使其断裂,同时这个A与内含子的第一个核苷酸(G)形成2’ , 5’ -磷酸二酯键,内含子自身成环,形成套索结构。3’剪接位点的断裂依赖于第二次转酯反应。上游外显子的3’-OH末端攻击3’剪接位点的磷酸二酯键,促使其断裂,使上游外显子的5’-0H和下游外显子的5’-磷酸基团连接,并释放出内含子,完成剪接过程。被切除的内含子随后变成线性DNA,随即被降解。
哺乳动物的细胞核中有6种富含U的小RNA,被命名为U1、U2、U3、U4、U5和U6 snRNA,这些RNA的长度在107至201 nt之间,分别与蛋白质结合形成核内小核糖核蛋白(small nuclear ribonuleoprotein, snRNP)。这些snRNP与其他蛋白质因子一起按严格的程序组装成剪接体(spliceosome),完成两步剪接反应。
在内含子的剪接过程中,剪接装置必须识别正确的剪接位点,以保证外显子在剪接的过程中不被丢失,同时荫蔽的剪接位点要被忽略。所谓隐蔽剪接位点(cryptic splice site )是指与真正的剪接位点相似的序列。已经知道一类被称为SR蛋白(SR protein)的剪接因子在剪接位点的选择中发挥重要作用。
SR蛋白因它们的C端结构域有一个富含Ser(S)和Arg(R)的区域而得名。SR蛋白结合到外显子中外显子剪接增强子(exonic splicing enhancer, ESE)。与ESE位点结合的SR蛋白将U2AF蛋白引导到3’剪接位点,并将U1 snRNP引导到5’剪接位点,这是剪接过程的一个关键步骤,该步骤决定着哪些位点将被连接起来
II类内含子存在于真菌和植物的细胞器基因组中,少数存在于原核生物的基因组中。自我剪接的意识是前体RNA中的内含子自身折叠成一种特殊的构象,然后催化自身的释放的过程。
II类内含子的剪接机制与核基因内含子的剪接具有一定的相似性。剪接是由内含子的一个保守的腺苷酸发动的。该腺苷酸的2’-OH作为亲核基团攻击内含子5’端的磷酸二酯键,使其断裂,内含子形成套索结构。
上游内含子的3’-OH作为亲核基团攻击内含子3’剪接位点,上游外显子和下游外显子连接起来,释放出内含子。在试管中,在没有任何蛋白质或其他RNA分子存在的情况下,上述两种转酯反应能够由II类内含子独立完成。
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