二RNA的复制RNA指导.ppt

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1、（二）RNA的复制（RNA指导RNA合成）某些大肠杆菌噬菌体，如f2、MS2、R17H和Qβ是RNA病毒。这些RNA病毒的染色体RNA的功能好似病毒蛋白质的mRNA，它是在宿主细胞中由RNA指导的RNA聚合酶或称RNA复制酶（replicase）催化合成的。RNA复制酶不存在于正常的大肠杆菌细胞中，感染时才有宿主产生。1、噬菌体QβRNA的复制：从Qβ噬菌体感染的大肠杆菌细胞中提出的RNA复制酶用四种核苷三磷酸为底物，催化合成与病毒RNA碱基序列互补的RNA链，和DNA指导的RNA聚合酶所催化的反应类似。复制酶的特异性非常高，它

2、只识别病毒自身的RNA，而对宿主细胞和其它与病毒无关的RNA均无反应。即Qβ的复制酶只能以噬菌体QβRNA作模板，其它的都不行。当噬菌体Qβ的RNA侵入大肠杆菌细胞后，其RNA本身即为mRNA，可以直接进行与病毒繁殖有关的蛋白质的合成，通常将具有mRNA功能的链称为正链，而它的互补链为负链。故噬菌体QβRNA为正链。在噬菌体特异的复制酶装配好后不久，酶就吸附到正链RNA的3‘-末端，以正链为模板合成出负链RNA，直至合成进程结束，负链从模板上释放。同样的酶又吸附到负链RNA的3’-末端，并以负链为模板合成正链。所以两链都是以5‘

3、至3’方向延长。在最适条件下，无论正链或负链的合成速度均为每秒35个核苷酸。其合成过程如下图所示：2、病毒RNA的复制方式：病毒RNA的种类很多，其复制的方式也是多种多样的，归纳起来可以有下列几种：（1）病毒含有正链RNA，进入宿主细胞后首先合成复制酶（以及有关蛋白质)，然后在复制酶作用下进行病毒RNA的复制，最后由病毒RNA和蛋白质装配称病毒颗粒。噬菌体Qβ和灰质炎病毒（poliovirus）即时这种类型的代表。（2）病毒含有负链RNA和复制酶，例如狂犬病毒（rabiesvirus）和马水疱性口炎病毒（vesicular-st

4、omatitisvirus）。这类病毒侵入细胞后，借助于病毒带进去的复制酶合成出正链RNA，再以正链RN为模板，合成病毒蛋白质和复制病毒RNA。（3）病毒含有双链RNA和复制酶，例如呼肠孤病毒（reovirus）。这类病毒以双链RNA为模板，在病毒复制酶的作用下通过不对称的转录，合成出正链RNA，并以正链RNA为模板翻译成病毒蛋白质。然后再合成病毒负链RNA，形成双链RNA分子。（4）致癌RNA病毒，主要包括白血病病毒（leukemiavirus）和肉瘤病毒（sarcomavirus），它们的复制需经过DNA前病毒阶段，有逆转录

5、酶所催化。这类病毒的复制过程，前面已有介绍。不同类型的RNA病毒产生mRNA的机制大致可分为四类。即：双链RNA↓（+）RNA→（—）RNA→mRNA（+）←双链DNA←（—）DNA←（+）RNA↑（—）RNA由上看出，由病毒mRNA合成各种病毒蛋白质，再进行病毒基因组的复制和病毒装配。因此病毒mRNA的合成在病毒复制过程中处于核心地位。（三）RNA的转录后加工和修饰在细胞内，由RNA聚合酶合成的原初转录物（primarytranscript）往往需要经过一系列的变化，包括链的裂解、5‘-端于3’-端的切除和特殊结构的形成、碱基

6、的修饰和糖苷键的改变、以及拼接（splicing）等过程，才能转变成成熟的RNA分子。此过程称为RNA的成熟，或称为转录后加工（post–transcriptionalprocessing）。原核生物的mRNA一经转录通常立即进行翻译，除少数例外，一般不经过转录后加工，但tRNA和rRNA却都要经过一系列加工才能成为由活性的分子。真核生物由于具有细胞核结构，转录与翻译在时间上和空间上都被分隔开来，其mRNA的加工极为复杂。1、原核生物中的RNA的加工（1）rRNA前体的加工：原核生物的rRNA都是从较长的前体生成的，这种前体也称

7、为”前核糖体RNA“。原核生物的16S和23S的rRNA是从分子量约为200万的30SrRNA前体产生的。30SrRNA前体先在特定碱基处甲基化，然后断裂产生17S和25SrRNA中间产物。再经过核酸酶的作用除去一些核苷酸残基，才生成原核生物特有的16S和23SrRNA。5SrRNA是从30SrRNA前体的3‘端分离的。(2)tRNA前体的加工：tRNA也从较长的前体产生。细胞内有数十种tRNA，各种tRNA的前体结构和加工方式不尽相同。一般在加工过程中除去前体5‘和3’端多余的核苷酸。有时tRNA前体酶解可产生二个活多个不同的

8、tRNA。总之，其加工包括：由核酸内切酶在tRNA两端切断；由核酸外切酶从3‘端逐个切去附加的顺序，进行修剪；tRNA3’端加上胞苷酸-胞苷酸-腺苷酸（-CCA）；核苷的修饰（甲基化、脱氨和还原作用等）。细菌的tRNA前体存在两类不同的3‘端序列。一类其自身具有