转录后的加工

不论原核生物还是真核生物，其转录产物往往为初级产物，需要经转录后加工才能成为成熟的有功能的RNA分子。下面主要介绍真核生物的转录后加工。

（一）mRNA的转录后加工

真核生物mRNA前体为核不均一RNA（heterogeneous nuclear RNA，hnRNA），它在细胞核中合成后，必须经过5′－端和3′－端的首尾修饰以及mRNA前体的剪接，才能变为成熟的mRNA分子。

1．加入5′－端帽子结构（5′－7mGpppGp－）　真核生物mRNA在成熟的过程中，先经磷酸酶催化水解，释放出5′－末端的Pi或PPi，生成5′－ppG－或5′－pG－。然后在鸟苷酸转移酶催化下，其5′－端再连接一分子GTP，生成5′－GpppGp－。最后，第一位或第二位的鸟嘌呤在甲基转移酶的催化下进行甲基化修饰，得到5′－7mGpppGp－帽子结构。帽子结构可保护mRNA免受细胞内广泛存在的核酸酶的水解，并为多肽链的合成提供启动信号，与翻译起始有关。原核生物mRNA没有帽子结构。

2．加入3′－端多聚腺苷酸尾（3′－poly A tail）　初合成的hn RNA先经特异核酸外切酶切去3′－末端一些多余的核苷酸，再由多聚腺苷酸酶催化ATP在3′－末端聚合，形成多聚腺苷酸（poly A）尾巴。真核生物polyA的长度一般为20～200nt，其长短与mRNA的稳定性和寿命有关，并能引导mRNA从细胞核向细胞质转运。

3．hnRNA的剪接　真核生物结构基因由若干编码区和非编码区相间隔而又连续镶嵌而成，称断裂基因。断裂基因中具有表达活性的编码序列称为外显子，没有表达活性的间隔序列称为内含子。剪接就是将hnRNA中的内含子切除，然后将外显子进行拼接，使之成为翻译模板。Klessing提出了剪接的套索模式，即在剪接过程中，hnRNA分子中的内含子先弯曲成套索状，从而使外显子相互接近，然后由特异的剪接酶（一些小分子核糖核蛋白，SnRNP）切断内含子与外显子之间的磷酸二酯键后，再将外显子相互连接，生成成熟的mRNA（图9－17）。

图9－17　真核生物mRNA转录后的加工修饰
■外显子　□内含子

（二）tRNA的转录后加工

tRNA转录后的加工过程主要包括剪切、加3′－CCA－OH结构和碱基修饰。

1．剪切　不论原核生物还是真核生物的tRNA基因均转录生成较大的tRNA前体，需分别切除其5′－端和3′－端特定的核苷酸序列，并将tRNA反密码环中的一段插入序列进行剪接。

2．加上3′－CCA－OH末端　在核苷酸转移酶的催化下，将CTP和ATP依次聚合在tRNA前体的3′－末端，形成3′－CCA－OH结构，用来携带氨基酸。

3．碱基的修饰　由高度专一的修饰酶进行催化，主要包括：①甲基化反应：A→mA，G→mG；②还原反应：U→DHU；③脱氨基反应：A→I；④核苷内的转位反应：U→ψ。

（三）rRNA的转录后加工

真核生物的rRNA前体为45SrRNA，经剪切后生成28S、5．8S和18SrRNA。成熟的rRNA与多种核糖体蛋白质一起装配成核糖体，后者通过核孔输出到细胞质，作为蛋白质生物合成的场所。