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转录后加工

时间:2022-10-20 百科知识 版权反馈
【摘要】:原核生物RNA中,主要是对tRNA和rRNA进行转录后加工。对于原核生物来说,如果转录产物是mRNA分子,一般不需要加工,在转录过程结束前就可以作为模板参与蛋白质的生物合成。而tRNA和rRNA结构基因的初级转录产物需经过修饰和加工,才能成为具有生物功能的成熟分子。3.某些碱基的化学修饰 成熟tRNA分子中有一些稀有碱基,这些碱基是在tRNA前体合成后,在一些特异酶的催化下经过化学修饰而形成的。此转录产物的沉降系数为30S,故一般称为30SrRNA。
转录后加工_医学分子生物学

原核生物RNA中,主要是对tRNA和rRNA进行转录后加工。原核生物的结构基因大部分都是以操纵子的形式组织在一起的。一个操纵子中有几个至十几个结构基因。在转录时,从一个操纵子转录出来的是一个完整的RNA分子,称为初级转录产物(primary tranacripts)。初级转录产物一般是无功能的,它们在细胞内必须经历一些结构和功能的变化即所谓的转录后加工(posttranscriptional processing)以后才会有功能。对于原核生物来说,如果转录产物是mRNA分子,一般不需要加工,在转录过程结束前就可以作为模板参与蛋白质的生物合成。而tRNA和rRNA结构基因的初级转录产物需经过修饰和加工,才能成为具有生物功能的成熟分子。

(一)tRNA前体的加工

tRNA前体的加工主要包括剪切、添加或修复3′端CCA序列和碱基的化学修饰。

1.剪切作用 含有tRNA基因的操纵子所转录的初级产物5′端都有一段前导序列(leader sequence),3′端都有一段拖尾序列(trailer sequence),中间排列1~7个由不同结构基因转录而来的tRNA分子以及连接它们的间隔序列。加工时必须把初级产物转录产物剪断并把各处多余核苷酸切除。RNaseP负责特异性切除5′端的前导序列核苷酸,直至tRNA的5′端。3′端的拖尾序列核苷酸首先由内切核酸酶F切除一段,剩余的则由RNaseQ、Y、D、BN等外切酶将其逐个切除,直至3′端序列切完为止,然后再添加或修复CCA序列。如果含有多个tRNA分子前体,则首先被内切核酸酶RNaseⅢ分别剪断,再由RNaseP切除各个5′端多余的核苷酸,由RNaseQ等切除各3′端多余核苷酸。

2.添加和修复3′端CCA序列 tRNA3′端CCA序列是tRNA转运氨基酸必不可少的序列。有些tRNA前体中的3′端CCA序列在经过外切核酸酶剪切后被破坏,需要修复;也有些tRNA前体加工时需添加这一序列。这一作用是由tRNA核苷酸转移酶(tRNA nuleotidyl transferase)催化完成的。

3.某些碱基的化学修饰 成熟tRNA分子中有一些稀有碱基,这些碱基是在tRNA前体合成后,在一些特异酶的催化下经过化学修饰而形成的。例如tRNA分子中的两个假尿嘧啶(ψ)是由尿嘧啶经化学修饰产生的。

(二)rRNA前体的加工

原核细胞的rRNA基因也存在于操纵子中,如rrnD操纵子,转录出来的初级产物中含有16S、23S和5SRNA前体、tRNA前体以及间隔序列。此转录产物的沉降系数为30S,故一般称为30SrRNA。30RNA前体被内切核酸酶(RNase P)剪切成16SrRNA前体、23SrRNA前体、5SrRNA前体以及tRNA前体,最后,在内切及外切核酸酶的共同作用下,将各种前体的多余核苷酸(原间隔序列)切除,即可得到成熟的16SrRNA、23SrRNA和5SrRNA(图4-7)。

图4-7 原核生物rRNA前体加工

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