分子生物学08 RNA转录后加工

第八章转录后加工

概念：基因转录的直接产物被称为初级转录物。初级转录物一般是无功能的，它们在细胞内必须经历一些结构和化学的变化即所谓的转录后加工以后才会有功能。转录后加工可能是RNA的功能所必需的，也可能提供基因表达调控的一种手段。

?RNA所能经历的后加工方式可达10种以上，但后加工反应的本质要么是增减一些核苷酸序列，要么是修饰某些特定的核苷酸。

原核细胞mRNA前体的后加工

?在细菌，mRNA很少有后加工。但某些噬菌体mRNA会发生最简单的剪切反应，将一个多顺反子切割成单顺反子，也有某些噬菌体的mRNA需要经过相对复杂的剪接反应才能成熟（如T4噬菌体编码的胸苷酸合酶）。

真核细胞mRNA前体的后加工

*加工形式

1) 5′-端= 加帽2) 3′-端= 加尾3) 内部= 剪接4) 内部=甲基化5) 编码区=编辑加帽过程及帽子的性质和类型、帽子的功能Ｐ１９０－１９２

为什么只有只有mRNA和某些ｓｎＲＮＡ加帽?Ｐ１９２

加尾尾巴的功能和性质

加尾反应所需要的顺式作用元件Ｐ１９３图８－６

加尾反应所需要的反式作用因子：ＣＰＳＦ，ＣＦＩ，ＣＦ２，ＰＡＢＰ

核酶的概念：是指本质为RNA或以RNA为主含有蛋白质辅基的一类具有催化功能的物质。

GT-AG法则及其剪切模式重点：细胞核ｍＲＮＡ前体拼接的机理索马套结构

剪切体的成分：

选择剪接反式剪接

Ⅱ类内含子的剪接

结构特点

(1) 边界序列为5′↓GUGCG……YnAG↓；

(2) 有6个茎环结构；有分支点顺序（branch-point seguence）(3) ORF

Ⅱ类内含子的剪接机制

?无需鸟苷的辅助，但需镁离子的存在。

?分枝点A的2′-OH对5′端交界处的磷酸二酯键发动亲核进攻，产生了套索（lariat）结构；

?切下的外显子1其3′-OH继续对内含子3′端的交界序列进行亲核进攻，同时释放出套索状的内含子。

mRNA前体的编辑

*定义

任何发生在转录后RNA编码区内的序列变化

*主要类型

1) 尿苷酸的插入2) C→U(哺乳动物的Apo B-48)3) A→I(哺乳动物谷氨酸受体的一个亚基)

*机制

1) gRNA 2) 特殊的脱氨酶

*意义

1) 提高遗传信息的容量2) 创造终止密码子和起始密码子

编辑的意义Ｐ２０５

rRNA前体的后加工

*原核生物-剪切、修剪和修饰

*真核生物1)剪切、修剪和修饰（需要snoRNA）2)剪接（某些真核生物，如四膜虫）

tRNA前体的后加工

*原核生物

1) 剪切和修剪2) 修饰3) 添加CCA (如何需要)

*真核生物

1) 剪切和修剪2) 修饰3) 添加CCA4) 剪接(某些真核生物)

核糖核酸酶P –一种真正的核酶

?发现者-Sidney Altman (为1989年诺贝尔化学奖得主)

?结构与功能

1)一种核酸内切酶–参与tRNA前体5′-端的后加工

2) 大肠杆菌核糖核酸酶P: 14kDa的多肽链+ 一种377核苷酸长的RNA ( M1 RNA)。

3) 在高浓度的Mg2+下，分离的M1 RNA能单独剪切大肠杆菌的tRNA前体。核糖核酸酶P中的多肽链提高M1 RNA的剪切速率，允许它在生理Mg2+浓度下起作用。

已发现的核酶

种类

1) 原核生物的核糖核酸酶P

2) 第一类内含子

3) 第二类内含子

4) 大肠杆菌的23S rRNA——催化肽键的形成

5) 锤头结构核酶(某些植物病毒)

6) 参与剪接的snRNA

特征

意义——生命起源（RNA世界）

本章重点

1.名词解释：拼接体，顺式原件，反式因子，RNA编辑，反式编辑，核糖核酸酶P

2. GU-AG规则及其拼接机理

3.内含子的归巢现象

4. 真核生物mRNA加工的主要内容

５．真核细胞核rRNA前体的后加工

６．原核细胞rRNA前体的后加工

７．四膜虫rRNA前体的自我剪接

８．核酶的概念及种类

常用分子生物学工具汇总【最新版】

常用分子生物学工具汇总 书目资料库管理系统 1、ReferenceManager v11.0 【说明】ReferenceManager是一个专门设计来管理书目参考文献的资料库程序。任何需要收集参考文献做研究之用或需要制作书目的人都可以使用Reference Manager更轻易地管理资料。Reference Manager受到全球学术机构以及商业、研究机构的研究人员、图书馆员和学生广泛地使用。 【功能】 a、快速地从草稿中准备格式化的内文引用文献和参考书目 b、建立并维护部门的研究资料库 c、追踪再版馆藏 d、为研究人员或图书馆赞助者管理新知通报服务 e、从不同的参考文献来源(如:联机、光碟、网际网络资料服务)收集参考文献 f、为学生建立指定阅读清单 g、建立教职员出版品清单 h、编目特殊馆藏 2、Endnote7.0

【说明】Endnote由ThomsonCorporation下属的Thomson ResearchSoft开发，是SCI的官方软件，具备直接连接上千个数据库、边书写论文边插入参考文献、管理数十万条参考文献等的功能。其所占系统资源容量小，基本不会发生因Endnote数据库过大而电脑死机的现象。 【功能】 a、在线搜索文献:直接从网络搜索相关文献并导入到Endnote的文献库内 b、建立文献库和图片库:收藏，管理和搜索个人文献和图片、表格 c、定制文稿:直接在Word中格式化引文和图形，利用文稿模板直接书写合乎杂志社要求的文章。 d、引文编排:可以自动帮助我们编辑参考文献的格式 序列获得和同源性比对

1、NCBI-Genbank 【说明】GenBank是美国国家生物技术信息中心(NCBI)建立的DNA序列数据库，从公共资源中获取序列数据，主要是科研人员直接提供或来源于大规模基因组测序计划( Benson等，1998)。为保证数据尽可能的完全，GenBank 与EMBL(欧洲分子生物学实验室)、DDBJ建立了相互交换数据的合作关系。 【功能】 a、Entrez检索:将核酸、蛋白质序列和基因图谱、蛋白质结构数据库整合在一起。 b、Blast检索:通过已知序列检索其同源序列(序列类型为核酸或核苷酸)。 c、序列分类检索:高通量基因组序列(HTG)、表达序列标记(EST)、序列标记位点(STS)和基因组概览序列(GSS)。序列文件的基本单位是序列条目，包括核甘酸碱基排列顺序和注释两部分。

RNA转录后的加工与修饰

第二节ＲNA转录后得加工与修饰 不论原核或真核生物得rＲNAs都就是以更为复杂得初级转录本形式被合成得,然后再加工成为成熟得RNA分子、然而绝大多数原核生物转录与翻译就是同时进行得,随着ｍＲNA开始得DNA上合成,核蛋白体即附着在mRNA上并以其为模板进行蛋白质得合成,因此原核细胞得mRNA并无特殊得转录后加工过程,相反,真核生物转录与翻译在时间与空间上就是分天得,刚转录出来得ｍRNA就是分子很大得前体,即核内不均一ＲNA。hnRNA分子中大约只有10%得部分转变成成熟得mＲＮA,其余部分将在转录后得加工过程中被降解掉。 (一)mRNA得加工修饰 原核生物中转录生成得mRNA为多顺反子,即几个结构基因,利用共同得启动子与共同终止信号经转录 生成一条mRNA,所以此ｍRNA分子编码几种不同得蛋白质。例如乳糖操纵子上得Z、Ｙ及A基因,转录生成得mRＮA可翻译生成三种酶,即半乳糖苷酶,透过酶与乙酰基转移酶、原核生物中没有核模,所以转录与翻译就是连续进行得,往往转录还未完成,翻译已经开始了,因此原核生物中转录生成得mRNA没有特殊得转录后加工修饰过程。 真核生物转录生成得mRNA为单顺反子,即一个mＲNA分子只为一种蛋白质分子编码。 真核生物mRNＡ得加工修饰,主要包括对5’端与３’端得修饰以及对中间部分进行剪接。 1.在5’端加帽 成熟得真核生物mRＮA,其结构得5’端都有一个ｍ7Ｇ-PPNmＮ结构,该结构被称为甲基鸟苷得帽子、如图17—9所示。鸟苷通过5'—5'焦磷酸键与初级转录物得5'端相连。当鸟苷上第7位碳原子被甲基化形成ｍ7G—PＰＮｍＮ时,此时形成得帽子被称为“帽0”,如果附m7G－ＰPNｍN外,这个核糖得第“２”号碳上也甲基化,形成m７G—PPNm,称为“帽1",如果5'末端N1与Ｎ２中得两个核糖均甲基化,成为m７G-PＰNｍＰNm２,称为“帽2”、从真核生物帽子结构形成得复杂可以瞧出,生物进化程度越高,其帽子结构越复杂。 图17－9 Pｏsｔ－traｎｓｃｒｉptiｏnal ｍodifｉｃａtioｎ of mＲＮa shｏｗinｇｔhe 7— methylｇuanosinｅcap ａnｄｐoly—A tail。

转录与后加工

第十四章转录后加工和调节 ********真核生物mRNA前体加工 转录起始于第1个外显子(exon)的第一个核苷酸，转录开始不久转录产物的5′端就被加上7-甲基鸟苷酸帽子(Cap)。转录终止于最后1个外显子3′端下游大约0.5～2.OKb范围内多个可能位点中的1个。核酸内切酶在polyA位点切除多余序列，并在polyA聚合酶的作用下加上长100～250个A。接着，通过RNA剪接(splicing)将内含子(intron)切除，并将外显子连接起来。最后，将成熟的mRNA分子输送到细胞质中。以上过程称为mRNA前体加工(pre-mRNA processing)。 当RNA聚合酶Ⅱ的转录产物刚合成大约30个核苷酸时，其5′端就加上了1个甲基化鸟苷酸(m7G)，甲基供体是S—腺苷蛋氨酸。 mRNA 5′端帽子结构的主要功能有；①在蛋白质合成起始中的重要作用类似于原核生物 mRNA的SD 序列，供核糖体小亚基(40S)识别与结合。②保护合成中的转录产物免受核酸外切酶的降解。③在成熟的 mRNA以外，动物所有的mRNA 3′端都有polyA尾。这些A是初始转录产物经过核酸内切 mRNA的polyA尾上游10—35个核苷酸处都含有序列AAUAAA，在切割位点下游大约50个核苷酸以内还存在第二个加尾信号，其序列特征是富含G／U或U。 PolyA位点切割后，多聚腺苷酸化分为两个阶段进行。前12个左右的A的多聚腺苷酸化的速度比较慢，而后面则很快，迅速加到200～250个A。后者需要结合若干含有RNP motif的polyA结合蛋白Ⅱ(PABⅡ)。 ------外显子—内含子交界处存在短共有序列 ,其中，出现机率为100％的只有pre-mRNA内含子5′端的GU和3′端的AG，这就是所谓剪接的GU—AG规则。 ------ 六种富含U的snRNA大量存在于哺乳动物细胞核中，命名为U1～U6，它们参与RNA剪接。这些snRNA和6～10种蛋白因子相结合，形成核内RNP小颗粒 (snRNP)。 --------反式剪接(trans—splicing) 产生于两个不同的RNA分子之间发生的剪接作用，这个过程叫作反式剪接。 高等真核生物的转录单位分为简单和复合两种类型。简单转录单位只有1个polyA位点，其RNA剪 接方式也只有1种，只能产生mRNA 分子，这意味着1 复合转录单位的转录后加工，是高等真核生物基因转录后调节的1种重要途径。 (二)选择性剪接 高等真核生物复合转录单位的。剪接过程中发生了外显子跳跃(exon skip)，使得某些外显子在成熟的mRNA分子中不复存在, 除了外显子跳跃以外，有的选择性剪接通过包含或排除终止密码子来控制功能蛋白的表达。 ---------有的复合转录单位含有多个polyA位点，通过选择性调节初始转录产物3′端的切割位点，以改变表达产物C端的氨基酸顺序，产生长短不同的多肽链，这一过程叫作polyA位点选择(polyAsitechoice)，或选择性多聚腺苷酸化(alternative polyadenylation)。 ，核仁小RNA(snoRNA，即small nucleolar RNA)可能催化pre—rRNA的切割加工，snoRNA和蛋白因子结合形成snoRNP，再与pre—rRNA结合。 snoRNA的还可能在线粒体DNA复制时参与合成RNA引物，它的功能有助于协调细胞生长(或分裂)与线粒体复制的关系。 真核基因内含子主要分为四种类型：①核内含子②I类内含子(Group I)。⑧Ⅱ类内含子(Group Ⅱ)。④tRNA基因内含子。 I类内含子具有两个共同特点；①自我剪接能力(self-splicing)。②特殊的二级结构，包括9个茎环。 rRNA前体分子中，但这种内含子不如I类内含子普遍。

分子生物学--名词解释(全)

1. 半保留复制（semiconservative replication）：DNA复制时，以亲代DNA的每一股做模板，以碱基互补配对原则，合成完全相同的两个双链子代DNA，每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链，这种现象称为半保留复制。 2.复制子replicon：由一个复制起始点构成的DNA复制单位。 57. 复制起始点(Ori C)DNA在复制时，需在特定的位点起始，这是一些具有特定核苷酸序列顺序的片段，即复制起始点。 24.（35）复制叉（replication fork）是DNA复制时在DNA链上通过解旋、解链和SSB蛋白的结合等过程形成的Y字型结构称为复制叉。 3. Klenow 片段klenow fragment：DNApol I（DNA聚合酶I）被酶蛋白切开得到的大片段。 4. 外显子exon、extron：真核细胞基因DNA中的编码序列，这部分可转录为RNA，并翻译成蛋白质，也称表达序列。 5.（56）核心启动子core promoter：指保证RNA聚合酶Ⅱ转录正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括转录起始位点及转录起始位点上游TATA区。（Hogness区） 6. 转录（transcription）：是在DNA的指导下的RNA聚合酶的催化下，按照硷基配对的原则，以四种核苷酸为原料合成一条与模板DNA互补的RNA 的过程。 7. 核酶（ribozyme）：是具有催化功能的RNA分子，是生物催化剂，可降解特异的mRNA序列。 8.（59）信号肽signal peptide：常指新合成多肽链中用于指导蛋白质的跨膜转移（定位）的N-末端的氨基酸序列（有时不一定在N端）。 9.顺式作用元件（cis-acting element）：真核生物DNA中与转录调控有关的核苷酸序列，包括增强子、沉默子等。 10.错配修复（mismatch repair，MMR）：在含有错配碱基的DNA分子中，使正常核苷酸序列恢复的修复方式；主要用来纠正DNA双螺旋上错配的碱基对，还能修复一些因复制打滑而产生的小于4nt的核苷酸插入或缺失。修复的过程是：识别出正确的链，切除掉不正确的部分，然后通过DNA聚合酶III和DNA连接酶的作用，合成正确配对的双链DNA。 直接修复direct repair：是将被损伤碱基恢复到正常状态的修复。有三种修复方式：1光复活修复2、O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶修复3单链断裂修复。

常用分子生物学软件简介

常用分子生物学软件简 介 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

常用分子生物学软件 一、基因芯片： 1、基因芯片综合分析软件。 ArrayVision 一种功能强大的商业版基因芯片分析软件，不仅可以进行图像分析，还可以进行数据处理，方便protocol的管理功能强大，商业版正式版：6900美元。Arraypro Media Cybernetics公司的产品，该公司的gelpro, imagepro一直以精确成为同类产品中的佼佼者，相信arraypro也不会差。 phoretix? Array Nonlinear Dynamics公司的基因片综合分析软件。 J-express 挪威Bergen大学编写，是一个用JAVA语言写的应用程序，界面清晰漂亮，用来分析微矩阵（microarray）实验获得的基因表达数据，需要下载安装JAVA运行环境后后，才能运行。 2、基因芯片阅读图像分析软件 ScanAlyze ，斯坦福的基因芯片基因芯片阅读软件，进行微矩阵荧光图像分析，包括半自动定义格栅与像素点分析。输出为分隔的文本格式，可很容易地转化为任何数据库。 3、基因芯片数据分析软件 Cluster

斯坦福的对大量微矩阵数据组进行各种簇（Cluster)分析与其它各种处理的软件。 SAM Significance Analysis of Microarrays 的缩写，微矩阵显着性分析软件，EXCEL软件的插件，由Stanford大学编制。 4．基因芯片聚类图形显示 TreeView 斯坦福开发的用来显示Cluster软件分析的图形化结果。现已和Cluster成为了基因芯片处理的标准软件。 FreeView 是基于JAVA语言的系统树生成软件，接收Cluster生成的数据，比Treeview增强了某些功能。 5．基因芯片引物设计 Array Designer DNA微矩阵（microarray）软件，批量设计DNA和寡核苷酸引物工具 二、RNA二级结构。 RNA Structure RNA Sturcture 根据最小自由能原理，将Zuker的根据RNA一级序列预测RNA二级结构的算法在软件上实现。预测所用的热力学数据是最近由Turner实验室获得。提供了一些模块以扩展Zuker算法的能力，使之为一个界面友好的RNA折叠程序。允许你同时打开多个数据处理窗口。主窗口的工具条提供一些基本功能：打开文件、导入文件、关闭文件、设置程序参数、重排窗口、以及即时帮助和退

最新RNA转录与转录后加工

R N A转录与转录后加 工

第7章 RNA转录与转录后加工 1 本章主要内容 1)转录的基本概念 2)大肠杆菌RNA聚合酶及其转录 3)真核生物的RNA聚合酶及其转录 4)RNA的转录后加工和反转录 2 教学目的和要求 通过本章学习，掌握转录的基本概念，原核转录的主要参与者（RNA聚合酶和启动子）以及原核转录的过程（起始、延伸和终止）。 1)掌握真核转录的三种主要RNA聚合酶、所转录的基因类型和参与转录过程各种 因子等。 2)了解不同前体RNA的加工机制。 3)了解反转录的特点 3 重点难点 1) 转录 2) 大肠杆菌RNA聚合酶、原核转录的过程 3) 真核生物的RNA聚合酶、真核转录过程、转录因子 4) RNA的转录后加工、反转录 4 教学方法与手段 讲授与交流互动相结合，采用多媒体教学。 5 授课内容 1) RNA转录概述 2)细菌基因的转录 3)真核生物的转录 4) RNA的转录后加工 5) RNA的反转录 第一节 RNA转录概述

一、信使的发现 ?1955年Brachet用洋葱根尖和变形虫进行实验： –若加入RNA酶，则蛋白质合成就停止； –若再加入来自酵母的RNA，又可合成蛋白质。 这表明什么？ ?同年Goldstein和Plaut用同位素标记变形虫RNA前体—— ?发现标记的RNA在核内。 ?标记追踪实验：经过一段时间又发现被标记的RNA在细胞质中， ?这表明什么？ ?1956年E. Volkin和 L.Astrachan： ?用同位素脉冲一追踪标记 ?表明T2噬菌体新合成的RNA的碱基比和自身的DNA碱基比相似，而和细菌的碱基比不同。T2感染细菌时注入的是DNA，而在细胞里合成的是RNA。 ?这表明什么？ ?最令人信服的证据是Hall.B.D和Spiegeman,S的DNA-RNA的杂交实验： ?将T2噬菌体感染E.coli后产生的RNA分离出来，分别与T2和E.coli的DNA进行分子杂交。 ?结果这种RNA只能和T2的DNA形“杂种”链，而不能和E.coli的DNA进行杂交。 Jacob和Monod预言: （1）这种“ 信使”应是一个多核苷酸； （2）其分子平均不小于5 105bp,足以携带一个基因的遗传信息； （3）它们至少是暂时连在核糖体上； （4）其碱基组成反映了DNA的序列； （5）它们能高速更新。 Jacob和Monod将它定名为: 信使RNA (Messenger RNA) 或mRNA。 二、几个基本概念 ?转录(transcription):是指以DNA为模板，在依赖于DNA的RNA聚和酶催化下，以4

分子生物学常见名词解释完全版

分子生物学常见名词解释完全版(中英文对照) A Abundance (mRNA 丰度)：指每个细胞中mRNA 分子的数目。 Abundant mRNA(高丰度mRNA)：由少量不同种类mRNA组成，每一种在细胞中出现大量 拷贝。 Acceptor splicing site (受体剪切位点)：内含子右末端和相邻外显子左末端的边界。Acentric fragment(无着丝粒片段)：(由打断产生的)染色体无着丝粒片段缺少中心粒，从而 在细胞分化中被丢失。 Active site(活性位点)：蛋白质上一个底物结合的有限区域。 Allele(等位基因)：在染色体上占据给定位点基因的不同形式。 Allelic exclusion(等位基因排斥)：形容在特殊淋巴细胞中只有一个等位基因来表达编码的 免疫球蛋白质。 Allosteric control(别构调控)：指蛋白质一个位点上的反应能够影响另一个位点活性的能力。Alu-equivalent family(Alu 相当序列基因)：哺乳动物基因组上一组序列，它们与人类Alu 家族相关。 Alu family (Alu家族)：人类基因组中一系列分散的相关序列，每个约300bp长。每个成员 其两端有Alu 切割位点(名字的由来)。 α-Amanitin(鹅膏覃碱)：是来自毒蘑菇Amanita phalloides 二环八肽，能抑制真核RNA聚 合酶，特别是聚合酶II 转录。 Amber codon (琥珀密码子)：核苷酸三联体UAG，引起蛋白质合成终止的三个密码子之一。Amber mutation (琥珀突变)：指代表蛋白质中氨基酸密码子占据的位点上突变成琥珀密码 子的任何DNA 改变。 Amber suppressors (琥珀抑制子)：编码tRNA的基因突变使其反密码子被改变，从而能识 别UAG 密码子和之前的密码子。 Aminoacyl-tRNA (氨酰-tRNA)：是携带氨基酸的转运RNA，共价连接位在氨基酸的NH2 基团和tRNA 终止碱基的3￠或者2￠－OH 基团上。 Aminoacyl-tRNA synthetases (氨酰-tRNA 合成酶)：催化氨基酸与tRNA 3￠或者2￠－OH基团共价连接的酶。 Amphipathic structure(两亲结构)：具有两个表面，一个亲水，一个疏水。脂类是两亲结构，一个蛋白质结构域能够形成两亲螺旋，拥有一个带电的表面和中性表面。 Amplification (扩增)：指产生一个染色体序列额外拷贝，以染色体内或者染色体外DNA形 式簇存在。 Anchorage dependence (贴壁依赖)：指正常的真核细胞需要吸附表面才能在培养基上生长。Aneuploid (非整倍体)：组成与通常的多倍体结构不同，染色体或者染色体片段或成倍丢失。Annealing (退火)：两条互补单链配对形成双螺旋结构。 Anterograde (顺式转运)：蛋白质质从内质网沿着高尔基体向质膜转运。 Antibody (抗体)：由B 淋巴细胞产生的蛋白质(免疫球蛋白质)，它能识别特殊的外源“抗 2 原”，从而引起免疫应答。 Anticoding strand (反编码链)：DNA 双链中作为膜板指导与之互补的RNA 合成的链。Antigen (抗原)：进入基体后能引起抗体(免疫球蛋白质)合成的分子。 Antiparallel (反式平行)：DNA双螺旋以相反的方向组织，因此一条链的5￠端与另一条链的3￠端相连。

RNA转录后地加工与修饰

第二节RNA转录后的加工与修饰 不论原核或真核生物的rRNAs都是以更为复杂的初级转录本形式被合成的，然后再加工成为成熟的RNA 分子。然而绝大多数原核生物转录和翻译是同时进行的，随着mRNA开始的DNA上合成，核蛋白体即附着在mRNA上并以其为模板进行蛋白质的合成，因此原核细胞的mRNA并无特殊的转录后加工过程，相反，真核生物转录和翻译在时间和空间上是分天的，刚转录出来的mRNA是分子很大的前体，即核不均一RNA。hnRNA 分子约只有10%的部分转变成成熟的mRNA，其余部分将在转录后的加工过程中被降解掉。 （一）mRNA的加工修饰 原核生物中转录生成的mRNA为多顺反子，即几个结构基因，利用共同的启动子和共同终止信号经转录生成一条mRNA，所以此mRNA分子编码几种不同的蛋白质。例如乳糖操纵子上的Z、Y及A基因，转录生成的mRNA可翻译生成三种酶，即半乳糖苷酶，透过酶和乙酰基转移酶。原核生物中没有核模，所以转录与翻译是连续进行的，往往转录还未完成，翻译已经开始了，因此原核生物中转录生成的mRNA没有特殊的转录后加工修饰过程。 真核生物转录生成的mRNA为单顺反子，即一个mRNA分子只为一种蛋白质分子编码。 真核生物mRNA的加工修饰，主要包括对5’端和3’端的修饰以及对中间部分进行剪接。 1．在5’端加帽 成熟的真核生物mRNA，其结构的5’端都有一个m7G-PPNmN结构，该结构被称为甲基鸟苷的帽子。如图17-9所示。鸟苷通过5’-5’焦磷酸键与初级转录物的5’端相连。当鸟苷上第7位碳原子被甲基化形成m7G-PPNmN时，此时形成的帽子被称为“帽0”，如果附m7G-PPNmN外，这个核糖的第“2”号碳上也甲基化，形成m7G-PPNm，称为“帽1”，如果5’末端N1和N2中的两个核糖均甲基化，成为m7G-PPNmPNm2，称为“帽2”。从真核生物帽子结构形成的复杂可以看出，生物进化程度越高，其帽子结构越复杂。 图17-9 Post-transcriptional modification of mRNa showing the 7-methylguanosine cap and poly-A tail.

RNA转录后的加工与修饰

R N A转录后的加工与修 饰 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

第二节RNA转录后的加工与修饰 不论原核或真核生物的rRNAs都是以更为复杂的初级转录本形式被合成的，然后再加工成为成熟的RNA分子。然而绝大多数原核生物转录和翻译是同时进行的，随着mRNA开始的DNA上合成，核蛋白体即附着在mRNA上并以其为模板进行蛋白质的合成，因此原核细胞的mRNA并无特殊的转录后加工过程，相反，真核生物转录和翻译在时间和空间上是分天的，刚转录出来的mRNA是分子很大的前体，即核内不均一RNA。hnRNA 分子中大约只有10%的部分转变成成熟的mRNA，其余部分将在转录后的加工过程中被降解掉。 （一）mRNA的加工修饰 原核生物中转录生成的mRNA为多顺反子，即几个结构基因，利用共同的启动子和共同终止信号经转录生成一条mRNA，所以此mRNA分子编码几种不同的蛋白质。例如乳糖操纵子上的Z、Y及A基因，转录生成的mRNA可翻译生成三种酶，即半乳糖苷酶，透过酶和乙酰基转移酶。原核生物中没有核模，所以转录与翻译是连续进行的，往往转录还未完成，翻译已经开始了，因此原核生物中转录生成的mRNA没有特殊的转录后加工修饰过程。 真核生物转录生成的mRNA为单顺反子，即一个mRNA分子只为一种蛋白质分子编码。

真核生物mRNA的加工修饰，主要包括对5’端和3’端的修饰以及对中间部分进行剪接。 1．在5’端加帽 成熟的真核生物mRNA，其结构的5’端都有一个m7G-PPNmN结构，该结构被称为甲基鸟苷的帽子。如图17-9所示。鸟苷通过5’-5’焦磷酸键与初级转录物的5’端相连。当鸟苷上第7位碳原子被甲基化形成 m7G-PPNmN时，此时形成的帽子被称为“帽0”，如果附m7G-PPNmN外，这个核糖的第“2”号碳上也甲基化，形成m7G-PPNm，称为“帽1”，如果5’末端N1和N2中的两个核糖均甲基化，成为m7G-PPNmPNm2，称为“帽2”。从真核生物帽子结构形成的复杂可以看出，生物进化程度越高，其帽子结构越复杂。 图17-9 Post-transcriptional modification of mRNa showing the 7-methylguanosine cap and poly-A tail.

分子生物学常用技术 习题

第五章常用分子生物学技术的原理及其应用习题（引自网络精品课程） 一、选择题 （一）A型题 1 ．分子杂交实验不能用于 A ．单链DNA 与RNA 分子之间的杂交 B ．双链DNA 与RNA 分子之间的杂交 C ．单链RNA 分子之间的杂交 D ．单链DNA 分子之间的杂交 E ．抗原与抗体分子之间的杂交 2 ．关于探针叙述错误的是 A ．带有特殊标记 B ．具有特定序列 C ．必须是双链的核酸片段 D ．可以是基因组DNA 片段 E ．可以是抗体 3 ．下列哪种物质不能用作探针 A ．DNA 片段 B ．cDNA C ．蛋白质 D ．氨基酸 E ．RNA 片段 4 ．印迹技术可以分为 A ．DNA 印迹 B ．RNA 印迹 C ．蛋白质印迹 D ．斑点印迹 E ．以上都对 5 ．PCR 实验延伸温度一般是 A ．90 ℃ B ．72 ℃ C ．80 ℃ D ．95 ℃ E ．60 ℃ 6 ．Western blot 中的探针是 A ．RNA B ．单链DNA C ．cDNA D ．抗体 E ．双链DNA 7 ．Northern blotting 与Southern blotting 不同的是 A ．基本原理不同 B ．无需进行限制性内切酶消化 C ．探针必须是RNA D ．探针必须是DNA E ．靠毛细作用进行转移 8 ．可以不经电泳分离而直接点样在NC 膜上进行杂交分析的是 A ．斑点印迹 B ．原位杂交 C ．RNA 印迹 D ．DNA 芯片技术 E ．DNA 印迹 9 ．下列哪种物质在PCR 反应中不能作为模板 A ．RNA B ．单链DNA C ．cDNA D ．蛋白质 E ．双链DNA 10 ．RT-PCR 中不涉及的是 A ．探针 B ．cDNA C ．逆转录酶 D ．RNA E ．dNTP 11 ．关于PCR 的基本成分叙述错误的是 A ．特异性引物 B ．耐热性DNA 聚合酶 C ．dNTP D ．含有Zn 2+ 的缓冲液 E ．模板 12 ．DNA 链末端合成终止法不需要 A ．ddNTP B ．dNTP C ．引物标记 D ．DNA 聚合酶 E ．模板 13 ．cDNA 文库构建不需要 A ．提取mRNA B ．限制性内切酶裂解mRNA C ．逆转录合成cDNA D ．将cDNA 克隆入质粒或噬菌体 E ．重组载体转化宿主细胞 14 ．标签蛋白沉淀是 A ．研究蛋白质相互作用的技术 B ．基于亲和色谱原理 C ．常用标签是GST D ．也可以是6 组氨酸标签 E ．以上都对 15 ．研究蛋白质与DNA 在染色质环境下相互作用的技术是 A ．标签蛋白沉淀 B ．酵母双杂交 C ．凝胶迁移变动实验 D ．染色质免疫沉淀法 E ．噬菌体显示筛选系统 16 ．动物整体克隆技术又称为

分子生物学常见名词解释

专业《分子生物学》复习题 (仅供参考) 一名词解释： 1、基因gene：基因是产生一条多肽链或功能RNA所必须的全部核苷酸序列,是决定遗传性状的功能单位。 2、基因组genome：细胞或生物体的一套完整单倍体的遗传物质的总和。 4、顺式作用元件：是指基因序列中可在原位发挥作用并影响其在物理上相连的基因表达的保守结构。如启动子、上游启动子元件、增强子、终止子等。 5、反式作用因子：是指真核细胞内含有的大量可以通过直接或间接结合顺式作用元件而调节基因转录活性的蛋白质因子。如RNA聚合酶。 6、启动子promoter：是与RNA聚合酶特异性结合并起始转录的DNA区域。 7、增强子enhancer：位于真核基因中远离转录起始点，能明显增强启动子转录效率的特殊DNA序列。它可位于被增强的转录基因的上游或下游，也可相距靶基因较远。 8、基因表达gene expression：是指生物基因组中结构基因所携带的遗传信息经过转录、翻译等一系列过程，合成特定的蛋白质，进而发挥其特定的生物学功能和生物学效应的全过程。 9、分子克隆molecular expression：在体外对DNA分子按照既定目的和方案进行人工重组，将重组分子导入合适宿主，使其在宿主中扩增和繁殖，以获得该DNA分子的大量拷贝。 10、基因工程genetic engineering：有目的的通过分子克隆技术，人为的操作改造基因，改变生物遗传性状的系列过程。 11、 DNA变性Denaturation：在物理或化学因素的作用下，导致两条DNA链之间的氢键断裂，而核酸分子中的所有共价键则不受影响。 12、 DNA复性renaturation：当促使变性的因素解除后，两条DNA链又可以通过碱基互补配对结合形成DNA双螺旋结构。 13、退火annealing：指将温度降至引物的TM值左右或以下，引物与DNA 摸板互补区域结合形成杂交链。 14、反义RNA antisense RNA：碱基序列正好与有意义的mRNA互补的RNA 称为反义RNA。可以作为一种调控特定基因表达的手段。 15、核酶ribozyme：具有催化活性的RNA，在RNA的剪接加工过程中起到自我催化的作用。 16、管家基因（House-keeping gene）：在生物体生命的全过程都是必须的，且在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达的基因。 17、奢侈基因（luxury gene）：又称可调节基因（regulated gene）、可诱导基因，是在特殊类型的细胞中为特化功能蛋白质编码的基因，其表达和调控都受环境条件的影响。 18、重叠基因（overlapping gene）：它是指两个或两个以上的结构基因共用一段DNA顺序的现象。 19、C值矛盾C value paradox：一个单倍体基因组的全部DNA含量总是恒定的。这是物种的一个特征，通常称为该物种的C值。一般而言，随着生物的进化，生物体的结构和功能越来越复杂，其C值就越大。但由于人们无法用已知功能

RNA转录与转录后加工

第7章 RNA转录与转录后加工 1 本章主要内容 1)转录的基本概念 2)大肠杆菌RNA聚合酶及其转录 3)真核生物的RNA聚合酶及其转录 4)RNA的转录后加工和反转录 2 教学目的和要求 通过本章学习，掌握转录的基本概念，原核转录的主要参与者（RNA聚合酶和启动子）以及原核转录的过程（起始、延伸和终止）。 1)掌握真核转录的三种主要RNA聚合酶、所转录的基因类型和参与转录过程各种因 子等。 2)了解不同前体RNA的加工机制。 3)了解反转录的特点 3 重点难点 1) 转录 2) 大肠杆菌RNA聚合酶、原核转录的过程 3) 真核生物的RNA聚合酶、真核转录过程、转录因子 4) RNA的转录后加工、反转录 4 教学方法与手段 讲授与交流互动相结合，采用多媒体教学。 5 授课内容 1) RNA转录概述 2) 细菌基因的转录 3) 真核生物的转录 4) RNA的转录后加工 5) RNA的反转录 第一节 RNA转录概述

一、信使的发现 ?1955年Brachet用洋葱根尖和变形虫进行实验： –若加入RNA酶，则蛋白质合成就停止； –若再加入来自酵母的RNA，又可合成蛋白质。 这表明什么？ ?同年Goldstein和Plaut用同位素标记变形虫RNA前体—— ?发现标记的RNA在核内。 ?标记追踪实验：经过一段时间又发现被标记的RNA在细胞质中， ?这表明什么？ ?1956年E. Volkin和 L.Astrachan： ?用同位素脉冲一追踪标记 ?表明T2噬菌体新合成的RNA的碱基比和自身的DNA碱基比相似，而和细菌的碱基比不同。T2感染细菌时注入的是DNA，而在细胞里合成的是RNA。 ?这表明什么？ ?最令人信服的证据是Hall.B.D和Spiegeman,S的DNA-RNA的杂交实验： ?将T2噬菌体感染E.coli后产生的RNA分离出来，分别与T2和E.coli的DNA进行分子杂交。 ?结果这种RNA只能和T2的DNA形“杂种”链，而不能和E.coli的DNA进行杂交。Jacob和Monod预言: （1）这种“ 信使”应是一个多核苷酸； （2）其分子平均不小于5105bp,足以携带一个基因的遗传信息； （3）它们至少是暂时连在核糖体上； （4）其碱基组成反映了DNA的序列； （5）它们能高速更新。 Jacob和Monod将它定名为: 信使RNA (Messenger RNA) 或mRNA。 二、几个基本概念 ?转录(transcription):是指以DNA为模板，在依赖于DNA的RNA聚和酶催化下，以4种

RNA转录后的加工与修饰知识分享

R N A转录后的加工与 修饰

第二节RNA转录后的加工与修饰 不论原核或真核生物的rRNAs都是以更为复杂的初级转录本形式被合成的，然后再加工成为成熟的RNA分子。然而绝大多数原核生物转录和翻译是同时进行的，随着mRNA开始的DNA上合成，核蛋白体即附着在mRNA上并以其为模板进行蛋白质的合成，因此原核细胞的mRNA并无特殊的转录后加工过程，相反，真核生物转录和翻译在时间和空间上是分天的，刚转录出来的mRNA是分子很大的前体，即核内不均一RNA。hnRNA分子中大约只有10%的部分转变成成熟的mRNA，其余部分将在转录后的加工过程中被降解掉。 （一）mRNA的加工修饰 原核生物中转录生成的mRNA为多顺反子，即几个结构基因，利用共同的启动子和共同终止信号经转录生成一条mRNA，所以此mRNA分子编码几种不同的蛋白质。例如乳糖操纵子上的Z、Y及A基因，转录生成的mRNA可翻译生成三种酶，即半乳糖苷酶，透过酶和乙酰基转移酶。原核生物中没有核模，所以转录与翻译是连续进行的，往往转录还未完成，翻译已经开始了，因此原核生物中转录生成的mRNA没有特殊的转录后加工修饰过程。 真核生物转录生成的mRNA为单顺反子，即一个mRNA分子只为一种蛋白质分子编码。 真核生物mRNA的加工修饰，主要包括对5’端和3’端的修饰以及对中间部分进行剪接。 1．在5’端加帽 成熟的真核生物mRNA，其结构的5’端都有一个m7G-PPNmN结构，该结构被称为甲基鸟苷的帽子。如图17-9所示。鸟苷通过5’-5’焦磷酸键与初级转录物的5’端相连。当鸟苷上第7位碳原子被甲基化形成m7G-PPNmN时，此时形成的帽子被称为“帽0”，如果附m7G-PPNmN外，这个核糖的第“2”号碳上也甲基化，形成m7G-PPNm，称为“帽1”，如果5’末端N1和N2中的两个核糖均甲基化，成为m7G-PPNmPNm2，称为“帽2”。从真核生物帽子结构形成的复杂可以看出，生物进化程度越高，其帽子结构越复杂。

分子生物学名词解释全面

第一章名词解释 1.基因（gene）是贮存遗传信息的核酸（DNA或RNA）片段，包括编码RNA和蛋白质的结构基因以及转录调控序列两部分。 2. 结构基因（structural gene）指基因中编码RNA和蛋白质的核苷酸序列。它们在原核生物中连续排列，在真核生物中则间断排列。 3.断裂基因（split gene真核生物的结构基因中，编码区与非编码区间隔排列。 4. 外显子（exon）指在真核生物的断裂基因及其成熟RNA中都存在的核酸序列。 5.内含子（intron）指在真核生物的断裂基因及其初级转录产物中出现，但在成熟RNA中被剪接除去的核酸序列。 6.多顺反子RNA（polycistronic/multicistronic RNA）一个RNA分子上包含几个结构基因的转录产物。原核生物的绝大多数基因和真核生物的个别基因可转录生成多顺反子RNA。 7.单顺反子RNA（monocistronic RNA）一个RNA分子上只包含一个结构基因的转录产物。真核生物的绝大多数基因和原核生物的个别基因可转录生成单顺反子RNA。 8. 核不均一RNA（heterogeneous nuclear RNA, hnRNA）是真核生物细胞核内的转录初始产物，含有外显子和内含子转录的序列，分子量大小不均一，经一系列转录后加工变为成熟mRNA。 9. 开放阅读框（open reading frame, ORF）mRNA分子上从起始密码子到终止密码子之间的核苷酸（碱基）序列，编码一个特定的多肽链。 10.密码子（codon） mRNA分子的开放读框内从5' 到3' 方向每3个相邻的核苷酸（碱基）为一组，编码多肽链中的20种氨基酸残基，或者代表翻译起始以及翻译终止信息。

常用分子生物学软件简介

常用分子生物学软件 一、基因芯片： 1、基因芯片综合分析软件。 ArrayVision 一种功能强大的商业版基因芯片分析软件，不仅可以进行图像分析，还可以进行数据处理，方便protocol的管理功能强大，商业版正式版：6900美元。 Arraypro Media Cybernetics公司的产品，该公司的gelpro, imagepro一直以精确成为同类产品中的佼佼者，相信arraypro也不会差。 phoretix? Array Nonlinear Dynamics公司的基因片综合分析软件。 J-express 挪威Bergen大学编写，是一个用JAVA语言写的应用程序，界面清晰漂亮，用来分析微矩阵（microarray）实验获得的基因表达数据，需要下载安装JAVA运行环境后后，才能运行。 2、基因芯片阅读图像分析软件 ScanAlyze ，斯坦福的基因芯片基因芯片阅读软件，进行微矩阵荧光图像分析，包括半自动定义格栅与像素点分析。输出为分隔的文本格式，可很容易地转化为任何数据库。 3、基因芯片数据分析软件 Cluster 斯坦福的对大量微矩阵数据组进行各种簇（Cluster)分析与其它各种处理的软件。 SAM Significance Analysis of Microarrays 的缩写，微矩阵显著性分析软件，EXCEL软件的插件，由Stanford大学编制。 4．基因芯片聚类图形显示 TreeView 斯坦福开发的用来显示Cluster软件分析的图形化结果。现已和Cluster成为了基因芯片处理的标准软件。 FreeView 是基于JAVA语言的系统树生成软件，接收Cluster生成的数据，比Treeview增强了某些功能。 5．基因芯片引物设计 Array Designer DNA微矩阵（microarray）软件，批量设计DNA和寡核苷酸引物工具 二、RNA二级结构。 RNA Structure RNA Sturcture 根据最小自由能原理，将Zuker的根据RNA一级序列预测RNA二级结构的算法在软件上实现。预测所用的热力学数据是最近由Turner实验室获得。提供了一些模块以扩展Zuker算法的能力，使之为一个界面友好的RNA折叠程序。允许你同时打开多个数据处理窗口。主窗口的工具条提供一些基本功能：打开文件、导入文件、关闭文件、设置程序参数、重排窗口、以及即时帮助和退出程序。RNAdraw中一个非常非常重要的特征是鼠标右键菜单打开的菜单显示对鼠标当前所指向的对象/窗口可以使用的功能列表。RNA文库（RNA

转录后加工

第五章 RNA 转录后加工
在细胞核内对基因产物(mRNA前体)进行 各种修饰、剪接和编辑，使编码蛋白质 的外显子部分连接成为一个连续的开放 阅读框(open reading frame，ORF)的过 程称为转录后加工．

RNA 转录后加工实验证据
加工后的5′ 端都是单 磷酸， 加工后分子比初始转录物小； tRNA含有特殊的碱基， mRNA有cap,polyA以及内含子剪切等

第一节 mRNA加工的分子机制
转录出来的RNA必须经过加工方能变为成熟的mRNA 原核的mRNA一般不经过加工
P A1 A2 A3 0.3 0.7 1 1.1 1.2 早期转录基因 1 .3 t
RNaseⅢ pppPu premRNA pppPu 前导序列 0.3 0.7 1 1.1/1.2 5 1.3 mRNA
T7噬菌体初始转录产物的加工过程

真核mRNA前体分子的加工
mRNA的前体是分子较大的hnRNA（heterogeneous nuclear RNA，核内不均一RNA）hnRNA与蛋白质结合形成核糖核蛋白 hnRNP), mRNA前体的加工在hnRNP上进行
5’-端帽子结构 (capping) 3’-端接多聚腺苷 (poly(A)) mRNA前体 剪接、 修饰 、编辑

帽子的类型
真核细胞中的hnRNA5’端要连上一个甲基化的鸟 嘌呤，这就是mRNA的5’端帽子 capO： 5’末端鸟苷的第7位上甲基化 cap 1： 5’末端第二个核苷酸的核糖上的2′-0位点上甲 基化 Cap2： 5’末端第三个核苷酸的核糖上2′-0位点甲基化

分子生物学名词解释

Central dogma （中心法则）：DNA 的遗传信息经RNA 一旦进入蛋白质就不能再输出了。Reductionism （还原论）：把问题分解为各个部分，然后再按逻辑顺序进行安排的研究方法。Genome （基因组）：单倍体细胞的全部基因。 transcriptome（转录组）：一个细胞、组织或有机体在特定条件下的一组完整基因。roteome（蛋白质组）：在大规模水平上研究蛋白质特征，获得蛋白质水平上的关于疾病的发生、细胞代谢等过程的整体而全面的认识。 Metabolome （代谢组）：对生物体内所有代谢物进行定量分析并寻找代谢物与生病理变化的相关关系的研究方法。 Gene （基因）：具有遗传效应的DNA 片段。 Epigenetics （表观遗传学现象）：DNA 结构上完全相同的基因，由于处于不同染色体状态下具有不同的表达方式，进而表现出不同的表型。 Cistron（顺反子）：即结构基因，决定一条多肽链合成的功能单位。 Muton（突变子）：顺反子中又若干个突变单位，最小的突变单位被称为突变子。 recon（交换子）：意同突变子。 Z DNA(Z型DNA) ：DNA 的一种二级结构，由两条核苷酸链反相平行左手螺旋形成。Denaturation （变性）：物质的自然或非自然改变。 Renaturation （复性）：变形的生物大分子恢复成具有生物活性的天然构想的现象。egativesuperhelix（负超螺旋）：B-DNA 分子被施加左旋外力，使双螺旋体局部趋向松弛，ＤＮＡ分子会出现向右旋转的力的超螺旋结构。 C value paradox （Ｃ值矛盾）：生物 overlapping gene（重叠基因）：不同的基因公用一段相同的ＤＮＡ序列。体的大Ｃ值与小ｃ值不相等且相差非常大。 interrupted gene （断裂基因）：由若干编码区和非编码区连续镶嵌而成的基因。 splitting gene（间隔基因）：意思与断裂基因相同。 jumping gene（跳跃基因）：一段可以从原位上单独复制并断裂下来，环化后插入另一位点并对其后的基因起调控作用。 Transposon （转座子）：与跳跃基因意思相同。 eudo gene（假基因）：与功能基因相似却失去基因活性的基因。 Retro-transposon（反转录转座子）：转座子从ＤＮＡ到ＲＮＡ再到ＤＮＡ的转移过程。Replicon （复制子）：从复制起点到复制终点的ＤＮＡ区段。 emiconservative replication（半保留复制）：ＤＮＡ复制过程中亲代ＤＮＡ双链分开作为模板合成两条新生子链，每条新生链均含有一条母链和一条新合成的链。 emi-discontinuous replication（半不连续复制）：前导链以连续复制的方式完成子代ＤＮＡ的合成，而后随链以不连续复制的方式完成冈崎片段的合成。 leading strand（前导链）：随着复制叉的分开，以显露的单链ＤＮＡ为模板聚合ｄＮＴＰ而延伸的链。 lagging strand （后随链）：复制叉的延伸与新生链的延伸背道而驰的链。 dUMP fragment （ｄＵＭＰ片段）：约１２００个核苷酸中有一个错配而引起的DNA 链被切断而形成的大小形似冈崎片段的DNA 分子片段。 replisome （复制体）：连接酶等内在的酶分子集中于复制叉处组成一个复合体协同互作，完成DNA 复制的复合体。 Telomerase （端粒酶）：端粒酶是参与真核生物染色体末端的端粒DNA 复制的一种核糖核蛋白酶。由RNA 和蛋白质组成，其本质是一种逆转录酶。它以自身的RNA 作为端粒DNA 复制的模版，合成出富含脱氧单磷酸鸟苷Deoxyguanosine Monophosphate(dGMP)