转录后修饰

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转录后修饰真核细胞中,将初级转录RNA转化为成熟RNA的加工过程。一个很好的例子就是mRNA前体转化为成熟的mRNA,其中包括剪接,并发生在蛋白质生物合成之前。这一加工过程对于真核生物基因组的正确翻译至关重要,这是因为真核生物的初级转录RNA中包含既包括用于编码蛋白质外显子又包含非编码的內含子

mRNA加工[编辑]

mRNA前体分子需要通过三个修饰加工才能转化为成熟的mRNA。这三个修饰包括5'端加帽、3'端多聚腺苷酸化RNA剪接,发生在细胞核中mRNA翻译之前。[1]

5'端加工[编辑]

加帽[编辑]

mRNA前体的加工包括了在其5'端加上7-甲基鸟苷(m7G),称之为“帽”。为了进行加帽,5'端的磷酸基团需要被去除,这是在磷酸酶的帮助下完成的;接着鸟苷转移酶催化产生具二磷酸的5'末端;带二磷酸的5'末端随后攻击GTP分子上的α磷原子,使得鸟嘌呤残基以5'5'三磷酸的连接方式加入5'端;然后在S-腺苷基蛋氨酸辅酶的作用下,将鸟嘌呤环上的N-7位置甲基化。这种类型的“帽”(只含m7G)被称为“帽0结构”(cap 0 structure);而如果下游邻位核苷酸上的核糖也被甲基化,则为“帽1”,再下游的则为“帽2”……以此类推。其中,甲基基团是被加入到核糖的2'羟基上。这样的加帽加工保护了初级转录RNA免于被能够特异性切割3'5'磷酸二酯键核糖核酸酶攻击降解。[2]

3'端加工[编辑]

剪切和多聚腺苷酸化[编辑]

对于mRNA前体的3'端的加工包括了对3'端的切割以及随后加上的约200个腺嘌呤残基以形成多聚腺苷酸尾。当mRNA前体分子的3'端附近存在有多聚腺苷酸化信号序列(5'- AAUAAA-3',其后通常还跟着5'-CA-3'序列),切割和腺苷酸化反应就会发生。另一个信号序列:GU富含序列,其通常位于mRNA前体分子的下游远端。在信号序列被合成后,两个多亚基蛋白质复合物,“剪切和多聚腺苷酸化特异性因子”(cleavage and polyadenylation specificity factor)和“剪切刺激因子”(cleavage stimulation factor),从RNA聚合酶II上转移到RNA分子上并与信号序列结合。随后,在加入更多的剪切因子和多聚腺苷酸聚合酶(PAP)后,形成一个更大的蛋白质复合物。这一复合物在RNA上对多聚腺苷酸化信号序列和GU富含序列之间的(5'-CA-3')特征位点进行切割。然后,多聚腺苷酸聚合酶利用ATP为原料,从切割后生成的新的3'端加入约200个腺嘌呤基团。多聚腺苷酸尾巴被合成后,多个多聚腺苷酸结合蛋白就可以结合上来,保护3'端,避免被核糖核酸酶降解。[2]

Conserved Polyadenylation Sequence zh.svg

剪接[编辑]

RNA剪接是将RNA上属于非编码区的内含子从RNA前体上除去并将剩余的外显子拼接在一起的加工过程。虽然大多数的RNA剪接发生在RNA前体完全合成并加帽后,许多外显子的剪接可以在转录过程中发生。[3] 剪接反应是由一个被称为剪接体(由一些识别位于mRNA前体序列中的剪接位点的蛋白质和小核RNA分子聚合而成)的蛋白质复合物来进行催化的。许多mRNA前体,包括编码抗体的mRNA,都能够以多种方式被剪接,以产生各种编码不同蛋白质序列的成熟mRNA;这样一种剪接加工被称为选择性剪接,其目的是从有限的DNA序列中生成大量不同的蛋白质。

参见[编辑]

注释[编辑]

  1. ^ Berg,Tymoczko & Stryer(2007),第841页
  2. ^ 2.0 2.1 Hames & Hooper 2006,第221页
  3. ^ Lodish HF, Berk A, Kaiser C, Krieger M, Scott MP, Bretscher A, Ploegh H, Matsudaira PT. Chapter 8: Post-transcriptional Gene Control. Molecular Cell .Biology. San Francisco: WH Freeman. 2007. ISBN 0-7167-7601-4. 

參考資料[编辑]

  1. Berg, Jeremy M.; Tymoczko; Stryer, Biochemistry. 6, New York: WH Freeman & Co.. 2007, ISBN 0-7167-6766-X 
  2. Hames, David; Hooper, Instant Notes Biochemistry. 3, Leeds: Taylor and Francis. 2006, ISBN 0-415-36778-6