RNA加工修飾的rRNA轉錄加工

2021-03-03 20:32:48 字數 1662 閱讀 6840

1樓:揮劍板

主要加工方式是切斷。

真核細胞

的rrna基因(rdna)屬於一種被稱為豐富基因(redundant gene)族的dna的序列,即染色體上一些相似或完全一樣的縱列串聯基因(tandem gene)單位的重複。由不能轉錄的間隔區(spacer)把這些單位分隔開。在這裡,間隔區與內含子是不同的概念。

在分類上,rdna這種型別的序列被稱為高度重複序列(highly repeat sequence)dna。在不同的種屬生物中,rdna的大小不一,重複單位由數百個至數千個以上。每個重複單位的可轉錄段從7kb至13kb不等,間隔區為數千bp。

雖然有間隔區與重複單位的大小不同,但是真核生物最後轉錄出來的rrna大小相同。真核生物核蛋白體中有18s、5.8s、28s及5srrna。

5srrna獨立於其他三種rrna的基因轉錄,在成熟過程中加工甚少。45srrna前體中包含18s、5.8s、28srrna。

45s rrna經剪接後,先分離出屬於核蛋白小體的18s-rrna。餘下部分在拼接成5.8s和28s的rrna。

rrna成熟後,在核仁上裝配,與核蛋白體蛋白一起形成核蛋白體,輸出胞漿。靜止狀態的細胞,rrna的壽命較短,而生長中的細胞,rrna比較穩定。

2023年,t.r.ceck在研究一種叫四膜蟲(tetrahymena)的簡單真核生物rrna剪接中發現rrna前體剪接是一種自我剪接(self-splicing)方式,即rna本身也有催化作用。

一般而言,剪接的化學反應過程包括磷酸二酯鍵的斷裂和再連線。大多數的mrna剪接需要並接體參與,這種核蛋白起酶的作用。但在四膜蟲rrna的剪接過程中,去除所有蛋白質,剪接仍可迅速完成。

通過研究rrna的結構,發現了一定的規律,就是根據四膜蟲的rrna一級結構繪出的二級結構。圖中用粗線表示5』-端和3』-端要被剪下刪除的部分,並列出l了5』-端的部分鹼基序列。,在圖上可見到形成眾多的區域性雙鏈區,這是由於線性的rna分子有很多的反向互補序,此為能進行自我剪接的結構基礎。

rrna的剪接不需要任何蛋白質參與即可發生,這就說明了rna本身即具有酶的催化作用。因而把具有酶促活性的rna命名為核酶(ribozyme)。

目前已知的一個最簡單的能進行自我剪接的rna的結構,如圖所示。因為二級結構與錘頭相似,因此將其命名為錘頭結構(hammer-head structure),這是核酶能起作用的結構基礎。這屬於分子內催化,同一分子上包括有催化部分和底物部分,催化部分即為錘頭結構,至少3個莖(stem),1至3個環(loop)。

鹼基部分至少13個是一致性(consensus)序列,用a,c,g,u標出,其餘書寫為n的是指任何鹼基均可。底物部分即為箭頭所示附近的核苷酸,含有gu序列。2023年s.

altman等又發現rnasep中rna組分可以催化trna前體的加工。通過以上研究工作,認為rna具有酶活力,此發現具有重大生物學意義。首先,打破了酶是蛋白質的傳統觀念,對傳統酶學提出挑戰,對於如何給酶下一個更準確的定義,還有待進一步**;其次,對於在生命起源中,為先有核酸,還是先有蛋白質這一有爭議的問題,提供了線索。

具有實際意義的是:人們根據核酶的特殊結構,設想用人工合成的小片段rna,配合在欲破壞其結構的rna或dna分子上,使其成為錘頭結構,此即為人工設計的核酶。人工核酶用於研究上,把核酸分子切成特異性片段,已經獲得了成功。

進一步設想,用人工設計的核酶來破壞一些有害基因轉錄出的mrna或其前體,從而抗癌及抗病毒。因此,核酶的發現有廣闊的應用前景。

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