转录后遗传信息的扩展精选课件.ppt

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1、关于关于关于关于转录转录后后后后遗传遗传信息的信息的信息的信息的扩扩展展展展第一页，本课件共有28页第一节 mRNA前体加工的分子基础一、核不均一mRNA（hnRNA）真核基因是单顺反子！平均每个基因8个内含子；占比例高，有的基因内含子达99%。第二页，本课件共有28页5 -UTR3-UTR第三页，本课件共有28页RNA剪接的4种方式：类型I自我剪接、类型II自我剪接、hnmRNA的剪接和核tRNA的自我剪接。第四页，本课件共有28页1.剪接体内含子剪接体内含子2.主要内含子剪接位点特征主要内含子剪接位点特征3.边界序列：5-GU-AG-34.内含子还有分支保守序列。分支位点？5.酵母：UAC

2、UAAC 6.高等真核：YNCURAY（A代表分支形成点，N任意碱基、R嘌呤、Y嘧啶）第五页，本课件共有28页 次要内含子剪接特征：边界序列：5-AU-AC-3上述内含子需要剪接蛋白和snRNA参与剪接2.自我剪接内含子：细菌、真核生物细胞器、低等真核生物细胞核；I型内含子：边界序列5-U-G-3。II型内含子：边界序列5-GU-AG-3III型内含子：第六页，本课件共有28页二、催化活性的小核RNA（snRNA）是真核生物转录后加工过程中RNA剪接体（spliceosome）的主要成分，参与mRNA前体的加工过程。其长度在哺乳动物中约为100-215个核苷酸，主要有6种，常与核蛋白结合，形成

3、snRNP（小核核糖体蛋白颗粒）第七页，本课件共有28页三、剪接蛋白三、剪接蛋白酵母中有30多种剪接蛋白1.SR蛋白蛋白含Ser和Arg二肽重复序列，在hnRNA剪接中起重要作用。广泛存在于动物、部分植物；分子量10-50 KD.2.与多聚嘧啶串结合的蛋白与多聚嘧啶串结合的蛋白现发现的有4种，2种U2辅助因子，多嘧啶串结合蛋白，串联剪接因子。第八页，本课件共有28页3.snRNP联结蛋白：小核核糖核蛋白颗粒（small nuclear ribonucleoprotein particles）4.其他蛋白RNA解旋酶类剪接因子KH结合域剪接因子第九页，本课件共有28页四、剪接体四、剪接体 Spl

4、iceosome，进行RNA剪接时形成的多组分复合物，其大小为50-60S，主要是由hn RNA、snRNA和蛋白质组成。snRNA 主要有U1U2U3U4U5等 剪接体的组装是非常复杂的过程。第十页，本课件共有28页第十一页，本课件共有28页第二节 内含子的剪接snRNP蛋白结合到pro-mRNA前体剪接位点，促进U2 snRNP结合到分支序列，SR蛋白发挥跨内含子识别功能。真核基因内含子长度差异很大，剪接装置需要在巨大的内含子RNA中识别小小的外显子。第十二页，本课件共有28页一、剪接体参与的内含子共有序列的识别和剪接复合体的组装 U1snRNP首先识别内含子的5端剪接位点，U2 snRN

5、P识别分支位点，确定要被删除的内含子。随后，U5 snRNP取代U1snRNP，U6 snRNP取代U2 snRNP。形成活性60s剪接体。发生转脂反应，切去RNA前体的内含子，连接相邻外显子。第十三页，本课件共有28页剪接过程第十四页，本课件共有28页第十五页，本课件共有28页第十六页，本课件共有28页二、自我剪接机制1.I型内含子剪接机制2.I型内含子具有自我剪接的功能。在剪接反应中，要有鸟嘌呤核苷的辅助。有9个由碱基配对形成的特定二级结构。3.2.II型内含子 主要存在于线粒体中的一类自我剪接内含子，遵从GT-AG规律。6个结构域可形成发夹环。不需要鸟苷的辅助。第十七页，本课件共有28页

6、I型内含子第十八页，本课件共有28页I型内含子第十九页，本课件共有28页第3节 变位剪接和反式剪接常规剪接形式：常规剪接形式：剪接体参与的主要剪接方式内含子自我剪接非常规剪接形式：非常规剪接形式：变位剪接（选择性剪接）反式剪接第二十页，本课件共有28页u变位剪接（选择性剪接）变位剪接（选择性剪接）：是指从一个hn mRNA通过不同的剪接方式产生不同的成熟mRNA，产生不同的蛋白质表型。人类基因组约有35000个基因，其中有约40%一60%的基因存在变位剪接过程。u反式剪接：指的是两条不同的mRNA的外显子连接到一起。与正常的顺式剪接不同，“经典”反式剪接见于锥虫和线虫，近期在人类身上也发现了反

7、式剪接。第二十一页，本课件共有28页一、变位剪接（选择性剪接）一、变位剪接（选择性剪接）1.基本形式：改变常规剪接位点，相同的hnmRNA产生多个成熟mRNA。存在多个潜在剪接位点。外显子剪接位点选择性剪接内含子剪接位点选择性剪接外显子的选择保留或切除多个外显子的可变拼接内含子的可变保留第二十二页，本课件共有28页2.剪接的发生方式剪接的发生方式 组织特异性可变剪接诱导变位剪接3.变位剪接的调控变位剪接的调控多种顺式作用元件：如，ESE（外显子剪接增强子）,ESS（外显子剪接沉默子），ISE（内含子剪接增强子），ISS。多种反式作用因子：SR蛋白等。二、二、反式剪接反式剪接第二十三页，本课件共

8、有28页第四节 RNA编辑一、RNA编辑的概念：是指mRNA分子中，由于核苷酸的缺失，插入或置换，基因转录物的序列不与基因编码序列互补，使翻译生成的蛋白质的氨基酸组成，不同于基因序列中的编码信息现象。最早在原生动物椎虫线粒体中发现。第二十四页，本课件共有28页二、RNA编辑的方式插入或缺失编辑替换编辑，一般为C变U，偶有U变C。三、RNA编辑位点特征不同生物不同基因间的RNA编辑位点和数量存在差异，直接影响编辑的效果。同一基因编辑位点可能存在物种差异。第二十五页，本课件共有28页四、RNA编辑的作用1.RNA编辑丰富了遗传信息 RNA编辑是线粒体基因加工成熟的必需程序；也是细胞核调控线粒体基因

9、表达的重要形式。一定程度上解释了核基因密码子和线粒体基因密码子间的差异2.线粒体RNA编辑使某些植物细胞质雄性不育现象机制得到解释3.RNA的编辑丰富和发展了中心法则第二十六页，本课件共有28页补充：RNA拼接的生物学意义RNA拼接是生物长期进化的结果。基因与基因产物蛋白质是由一些模块元件装配而成，从也有的资料分析中发现，约半数的外显子与蛋白质结构域、亚基或基序有很好的对应关系。例如血红蛋白基因3个外显子，第1个外显子对应第1个结构域，第2个外显子对应第2、3结构域，第3个外显子对应第4结构域。RNA拼接是基因表达调控的重要环节，通过选择性拼接控制生物机体生长发育，精确调控基因表达。基因由模块装配而成，模块间隔序列演变为内含子，因此内含子与外显子一样古老。RNA拼接原核生物极少见，合理的解释是原核生物适应快速生长需要，进化中丢掉内含子。外显子与内含子是相对的，有些内含子具有编码序列，能够产生蛋白质或功能RNA。第二十七页，本课件共有28页感感谢谢大大家家观观看看第二十八页，本课件共有28页