第一个甲基出现在所有真核细胞mRNA中,由尿苷酸7’-甲基转移酶催化为“0”号,第二个是在第二个核苷酸2-OH上由2-δ-甲基是转移酶加一个甲基。“1”号,真核生物以之为主,第二位为腺嘌嘧时,N6甲基化。在1号基础上,第三位2’-OH上甲基化称“2”帽。 作用:a.为核糖体识别mRNA提供信号
b.增加mRNA稳定性
c.某些RNA病毒的正链RNA合成有关
②.3’加尾:多数真核生物(酵母外)mRNA3’有poly(A)尾巴:组蛋白无
poly(A)
poly(A)并非加于3’末端上,首先由一360KD内切酶与其他蛋白识别切割位点上游13-20碱基的AAUAAA与下游的GUGUGUG(少数例外),切除一段序列后,由RNA末端腺苷酸转移酶催化,以ATP为前体,在3’端加上poly(A)AAUAAA保守性很强,过程很复杂。
Poly(A)是mRNA由细胞核进入细胞质中的必需形式,大大提高了mRNA在细胞质中稳定性。
③.内含子的剪接、编辑与化学修饰
RNA的编辑是指某些RNA特别是mRNA的一种加工方式,它导致了DNA所编码的遗传信息的改变,因为经过编辑的mRNA序列发生了不同于模板DNA的变化。 a.核基因mRNA的剪接。
⑴5’(左剪接点)GT-AG(右剪接点3’)内含子3端约302上b处有一
高度保守A
供体位点 受体位点 分支位点(高等生物无A时取靠近A的类似序列)。 ⑵snRNA与剪接体
snRNA:核内小核糖核蛋白
真核生物细胞的细胞核与细胞浆中,存在着很多小分子RNA,长度在100-300个b,在酵母中可达到1000个b,细胞核中的小分子称为snRNA,位于胞质中的称为scRNA,它们均以核蛋白形式存在,分别称为snRNP和scRNP,一个snRNP
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一般含有一个RNA分子和10个左右蛋白质分子
参与剪接的成分形成一个剪接体系,称为剪接体(snRNA参与) snRNp
⑶剪接机制:在剪接体参与下
转酯反应:UACUAAC的A向5’点发动攻击,开成酯键,游离的外显子3’端攻击受体切割位点换出一个套索结构
b.第一类内元的剪接,自剪切:中部核心结构 内部可形成明显二级结构,以之提供自剪活性位点
四膜虫rRNA内含子:体外进行无需能量,需要一价离子,二价离子,鸟苷酸辅助因子(GTP、GDP、GMP)只要求3’-OH,第一次G3-OH攻击5产生G3’-内含子与外显子3’-OH,外显子3’-OH,外显子3-OH攻击别一外显子并与之连接,入出线性内含子(可环化)
c.第二类内元的剪切:自剪切
最早发现于线粒体:剪切机制与真核mRNA相似,但无需外来因素协助 d.酵母tRNA剪接
分两步进行:第一步由核酸内切酶切断磷酸二酯键,该反应属非典型核酸酶反应不需ATP。第二步由RNA连接酶将断裂端连接形成tRNA分子,需ATP参与。由于切开的两个tRNA半分子每个5’为-OH,3’为2’-3’环形磷酸基因,需加入ATP使2’-3’磷酸变为’2-磷酸基团与3’-OH,5’-OH需磷酸化为磷酸基团,连接后还需去除2’磷酸,剪切才能完成 六.hnRNA
真核生物细胞核中有一类核RNA,十分不稳定,平均长度比mRNA要长,序列的复杂程度非常高,称为hnRNA。hnRNA以与蛋白质结合的状态存在,形成hnRNA,体外研究表明hnRNA的形状为一个球体和一个与之相连的纤维状结构。应该是mRNA的前体
①在真核生物细胞核中存在,代谢十分活跃,平均大小2?107,大小十分不均一,细胞质中mRNA的平均相对分子质量仅为1.5?106
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②hnRNA很不稳定,半衰期仅5-15min,真核mRNA寿命较长
③以放射性同位素作脉冲标记表明,75%被标记的RNA是hnRNA,大部分位于核内,只有1%进入细胞质
④hnRNA占细胞全部RNA的3%,表明其无法累积
⑤hnRNA也有poly(A),以标记表明,45-95%poly(A)RNA在核内,150min后20%poly(A)RNA被运到细胞质中
遗传密码子:1。密码子的简并性,简并密码子的特征→第三位
AUG、GUG、UAA、UAG、UGA
2.密码的偏奇性
3.摆动学说:在密码子与反密码子的配对中,前两对严格遵守碱
基配对原则,第三对有一定的自由度,可以“摆动”,因而使某些tRNA可以识别1个以上的密码子
tRNA 受体臂上3’末端未配对,最后三个永远是:3ACC最后一个碱基的3’或2’自由羟基(-OH)可以被氨酰化
tRNA的稀有碱基有70余种,每个tRNA到少含有2个稀有碱基,最多可有19个,多数位于非配对区,特别是反密码子3’端邻近位置出现频率最高,对于维持反密码子环稳定及密码子与反密码子配对是很重要的
核糖体必须包括至少5个活性中心:mRNA结合部位,结合或接受AA-tRNA部位(A位),结合或接受肽基tRNA的部位,肽基转移部位(P位),形成肽键的部位(转肽酶中心)
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小亚基:负责对序列特异的识别过程,如起始部分的识别,密码子与反密码子的相互作用等,mRNA结合位点即在此亚基上
大亚基:负责氨基酸及tRNA携带的功能,如肽键的形成、AA-tRNA、肽基-tRNA的结合等,所以A位、P位、转肽酶中心等主要在大亚基上
第六章 原核生物基因表达调控
一.乳糖操纵元
1961年Jacob、Monod提出
分解代谢的基本思路:外界有要分解的东西就开,无就关 1.基本结构
lacI 1040 多肽 四聚体 阻碍子 四聚体 膜蛋白 二聚体 3.8* P O 82 LacE 3510 1.25* lacy 780 3.0* lacA 825 3.0* lacI:阻遏蛋白,可与O区结合,O区以前称操纵基因,现称操纵子
lacZ:β-半乳糖苷酶,将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖,还可水解其它β-半乳糖苷
lacY:透过酶,运输乳糖进入细胞
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lacA:乙酰基转移酶,将乙酰基转移到β-半乳糖苷上,形成乙酰半乳糖,在乳糖的利用中非必要成分,Z基因的分解产物往往不能被进一步代谢,易积累产生毒害 2.负调控 ①基本过程
②安慰性诱导物:乳糖↓,含硫乳糖类似物,异丙基巯基半乳糖苷(IPTG)和巯甲基半乳糖苷(TMG),在酶活性分析中常用生色底物O-硝基半乳糖苷(ONPG)。 ③本底水平表达: a.第一个如何进入
b.真正诱导物是异构乳糖,如何生成?(ONPG) 非诱导状态下少量lacmRNA合成,每代大约1-5个mRNA分子 ④Z:Y:A=1:0.5:0.2
与实际应用相区配:a.核糖体脱离 b.A此Z易于降解
⑤P区与O区 P→I基因结束到mRNA转录起始位点,共长82bp(-82) O→ -7—+28
P- O重叠从而形成竞争,整个调节区划15bp,约为DNA螺旋12圈 ⑥I、O、Z的突变(局部二倍体)
I+O-Z+/I+OcZ+ I-、Z-、Oc 永久表达、永久失活、诱导表达 3.正调控
①葡萄糖抑制表达的可能机理:a.阴止了诱导物所引起的阻谒物失活 b.除去负调控外,还有其它基因共同调控lac
表达
②cAMP与CAP
cAMP:是在腺苷酸环化酶的作用下产生的(ATP),可受葡萄糖分解中一些产
物调节
CAP:分解代谢物激活蛋白 /CRP:环腺苷酸受体蛋白 E.coli由Crp基因编码
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