第十章RNA加工与核糖核蛋白复合体.ppt
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1、第十章 RNA加工与核糖核蛋白复合体,一、rRNA加工与核糖体,1. RNA的加工类型,成熟的RNA分子很少是转录形成的 大多数新生RNA分子经历多种修饰才成为成熟的产物,RNA加工是对初生转录物进行修饰的总称,常见的加工类型包括: 内切核酸酶和外切酶对核苷酸的切除 向初生RNA转录物或剪切产物的3端和5端添加核苷酸 向某些特殊的核苷酸碱基或糖苷进行修饰,primary transcript,mature RNA.,Nucleus or Nucleolus,Cytoplasm,RNA processing,Romoval of nucleotides,addition of nucleotid
2、es to the 5- or 3- ends,modification of certain nucleotides,2. 原核生物的rRNA加工,在E.coli中,有7种不同的rRNA操纵子分散在基因组中 每一个操纵子都包含5S rRNA、16S rRNA、23S rRNA序列各一个,还包含14个 tRNA的编码序列 初生转录物的沉降系数为30S(约6000nt),但存在时间很短,rRNA操纵子,大肠杆菌rRNA转录后加工要经历一系列步骤: 转录物通过内部互补序列间的碱基配对折叠形成一些茎环结构。 茎环结构的形成使得一些蛋白与之结合形成核糖核蛋白复合体(RNP)。 在结合完成以后,一些修饰
3、就开始了。,3. 真核生物rRNA的加工,真核生物中的rRNA也是由一个长的单链前体分子经过特定的修饰和剪切步骤后形成 过程还不是十分清楚,在许多真核生物中,rRNA基因呈串联重复排列,包含100个或更多的转录单位,在核中由RNA聚合酶I转录。 在各种生物体中前体有特定的大小(酵母菌中为7000nt,哺乳动物中为13500nt),在不同的生物个体之间也有轻微的差异。,前体含18S、5.8S、及28S编码区域的各一拷贝,后两者和起来相当于原核生物中的23S rRNA。,真核生物的5S rRNA由聚合酶III转录散在基因产生出121nt转录物,而且几乎不需要加工。,4. 核糖核蛋白复合体及其研究,
4、在细胞内,RNA分子通常与蛋白复合存在,特定的蛋白与特定的RNA结合。这种RNA与蛋白复合体称为核糖核蛋白(ribonucleoprotein,RNP)。,核糖体是最大且最复杂的RNP,在加工过程中由rRNA和特定的核糖体蛋白复合而成。,用于研究RNP的方法有: 分离可将RNP纯化后分解为RNA分子与蛋白,然后在分别鉴定 重装配用来发现组分相应结合在一起的规则,如果这些组分可以被修饰,就可以获得一些关于它们各自功能的线索 电子显微镜直接观察RNP RNP或它们单一组分的抗体来纯化,也可以用来封闭RNP的功能,与电子显微镜联用可以确定特定的组分在整个结构中的大致位置,RNA结合实验显示一种特定蛋
5、白与某一RNA的结合,然后用RNA酶处理RNA-蛋白复合体可以显示出结合蛋白保护了RNA的哪一部分(Raase保护实验) 运用紫外光照射经过和和未经过化学试剂交联的交联实验,可以显示出哪一部分RNA与蛋白分子在复合体中是紧密结合在一起的 中子和X射线最终可以给出RNP完整的三维结构,5. 原核生物的核糖体,大肠杆菌核糖体占干重的25%(总蛋白的10%和总RNA的80%)。 70S核糖体约为2750KD 由一个50S大亚基和一个30S小亚基组成,6. 真核生物的核糖体,80S核糖体由一个60S大亚基和一个40S小亚基 大亚基包含大约45种蛋白、一个5S rRNA分子、一个5.8 S rRNA及一
6、个28S rRNA分子(后两者相当于原核生物23S rRNA) 小亚基包含18S rRNA和大约30种不同蛋白。 每秒总共可以生成约100万个肽键。,二、tRNA的加工、RNA酶P和核酶,tRNA 3-D structure,1. 原核生物的tRNA加工,成熟的tRNA分子可以从操纵子的前体转录物加工,初级转录本,RNase D,E,F and P,具有成熟末端的tRNA,碱基修饰,成熟的 tRNA,2 .真核生物的tRNA加工,真核生物酵母菌tRNA前体含有: 一个16nt 5端前导区 一个14nt 内含子 两个额外的3端核苷酸,初生的转录物形成一个具有特征茎环的二级结构,内切酶正是识别这种
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