基础分子生物学课件chapter24 rna的剪切与加工

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1、Chapter24RNASPLICINGANDPROCESSINGRNA的剪接和加工24.1Introduction引言hnRNA是由许多小球状结构组成的核糖核蛋白颗粒在细胞核中,mRNA的加工包括3和5修饰以及内含子的去除等.剪接需要在内含子与外显子交界处产生断裂,然后将外显子末端连接.成熟的mRNA通过核孔被运到细胞质中去,在那里它完成翻译.24.2Nuclearsplicejunctionsareshortsequences.细胞核内的RNA剪接位点是各种短序列.剪接位点是指外显子内含子交界处序列

2、,它们一般根据与内含子的相对位置命名.内含子5端的5剪接位点含共有序列GU.内含子3端的3剪接位点含共有序列AG.GU-AG规则(最初在DNA序列中被称作GT-AG规则)描述了在前体mRNA中内含子的最初及最末位置上必须出现的恒定的双碱基.内含子的末端按GU-AG规则定义.24.4pre-mRNAsplicingproceedsthroughalariat.前体mRNA剪接要通过套索结构.当5剪接位点被剪开,且内含子5端连接到内含子分支位点上的A的2位置时,将形成套索结构.当3剪接位点被剪开

3、,内含子将以套索的形式被释放,其左右的外显子将会连接在一起.5和3剪接位点以及分支位点对剪接过程而言是充分必要条件.分支位点的序列在酵母中是完全保守的,但在较高等的真核生物中,其保守性则不是很高.剪接反应分两个阶段,5外显子首先被切开,然后与另一个外显子的5相连.24.5snRNAsarerequiredforsplicing.snRNA是剪接必需的.参与剪接过程的5个snRNP是U1,U2,U4,U5,和U6.snRNP和其他一些辅助蛋白质共同构成了剪接体.24.6U1snRNPinitiates

4、splicing.U1snRNP启动剪接.U1snRNP通过RNA-RNA配对反应与5剪接位点结合,从而起始剪接过程.E复合体包括结合在5剪接位点的U1snRNP,结合在分支位点与3剪接位点间嘧啶富集区的U2AF和连接U1snRNP与U2AF的SR蛋白.人类U1snRNP有一个可产生数个结构域的配对结构,其5端保留着单链形式,可以与5剪接位点配对.E复合物由三种物质连续地加入而成,即U1-snRNP加到5剪接位点,U2AF加到嘧啶区/3剪接位点,以及桥连蛋白SF1/BBP的加入.24.7The

5、Ecomplexcanbeformedbyintrondefinitionorexondefinition.E复合物可通过内含子定界或外显子定界来形成.形成E复合体的直接方法是U1snRNP结合在5剪接位点且U2AF结合在分支位点和3剪接位点之间的嘧啶区.另一个可能是在嘧啶区的U2AF和下游5剪接位点的U1-snRNP之间形成复合体.当U2snRNP结合在分支位点时,E复合体转变成A复合体.多条途径可以启动对5和3剪接位点的识别.24.85snRNPsformthespliceosome.五种sn

6、RNP形成了剪接体.U5和U4/U6snRNP的结合把A复合体变成B1剪接体,其中包含了所有剪接所必需的元件.剪接体在剪接过程中经历了一系列其他的复合体形式.剪接反应经过几个互相独立的阶段,在此过程中,能够识别共有序列的各组分之间的相互作用导致剪接体的形成.24.10SplicingisconnectedtoexportofmRNA.剪接与mRNA出核相关联.REF蛋白通过和剪接体的连接而结合到剪接位点.剪接后,它们依旧附着于RNA外显子-外显子连接处.它们和转运蛋白TAP/Mex相互作用,并将RNA运出核

7、孔.外显子连接复合体通过识别剪接复合体结合到RNA上.REF蛋白结合剪接因子并保留在剪接产物上.REF结合到位于核孔的出核因子上.24.11GroupIIintronsautosplicevialariatformation.II类内含子通过套索结构进行自我剪接.II类内含子通过自我催化剪接活动从RNA上切除自身.II类内含子的剪接点和剪接机制同细胞核内含子相似.II类内含子折叠成二级结构以产生催化位点,这个位点类似于U6-U2-细胞核内含子.三类剪接反应按两步酯交换作用进行:首先游离羟基进攻外显子1和内含

8、子结合处,接着外显子1末端产生的羟基进攻外显子2与内含子结合处.24.12Alternativesplicinginvolvesdifferentialuseofsplicejunctions.可变剪接使用不同的剪接位点.某些外显子可能会由于某一对剪接位点的使用与否而被包含或被剔除于RNA产物中.两个位点参与的可变剪接可能导致外显子的增加或替代.24.13trans-splicingreactionsusesma