问答题 简述真核生物中mRNA前体的加工过程。
【正确答案】正确答案:真核生物DNA转录生成的原始转录产物mRNA前体是核不均一RNA(hnRNA),即mRNA初级产物中含有不编码任何氨基酸的插入序列,该序列由内含子编码,这种内含子将编码序列外显子隔开,所以前体mRNA分子一般比成熟mRNA大4~10倍,必须经过加工修饰才能作为蛋白质翻译的模板。其加工修饰主要包括5’端加“帽”和甲基化修饰、3’端加polyA“尾”和剪去内含子拼接外显子等。 (1)5’端帽子的生成。mRNA的帽子结构(GpppmG-)是在5’一端形成的。转录产物第一个核苷酸往往是5’一三磷酸鸟苷pppG。mRNA成熟过程中,先由磷酸酶把5’-pppG一水解,生成5’一ppG或5’一pG一,然后,5’一端与另一三磷酸呜苷(pppG)反应,生成三磷酸双鸟苷。在甲基化酶的作用下,第一或第二个鸟嘌呤碱基发生甲基化,形成帽子结构。 帽子结构是前体mRNA在细胞核内的稳定因素,也是mRNA在细胞质内的稳定因素,没有帽子结构的转录产物很快被核酸酶水解。帽子结构可以促进蛋白质生物合成起始复合物的生成,因此提高了翻译强度。 (2)3’末端多聚A尾的生成。真核生物的成熟的mRNA 3’一端通常都有100-200个腺苷酸残基,构成多聚腺苷酸(poly A)尾巴。加尾过程是在核内进行的。加工过程先由核酸外切酶切去3’一末端一些过剩的核苷酸,然后由多聚腺苷酸酶催化,以ATP为底物,在mRNA 3’-末端逐个加入腺苷酸,形成polv尾。3’一末端切除信号是3’一端一段保守序列AAuAAA。polyA尾巴的功能:mRNA由细胞核进入细胞质所必需的形式,大大提高了mRNA在细胞质中的稳定性。 (3)甲基化作用。真核生物mRNA链中含有甲基化的核苷酸,除了5’端帽子结构中含有1~3个甲基化核苷酸外,在mRNA分子内部还有甲基化的核苷酸,主要在嘌呤环6位上甲基化,即m6A。 (4)剪接修饰。剪接核内出现的转录初级产物,分子量往往比在胞浆内出现的成熟mRNA大几倍,甚至数十倍,核内的初级mRNA称为杂化核RNA,即hrRNA。真核生物的结构基因往往是断裂基因,即由若干个编码序列被若干个非编码序列分隔,连续镶嵌为一体,为一个由连续氨基酸组成的完整蛋白质编码。其中不编码的序列,称为内含子,编码序列即外显于。 mRNA剪接是在剪接体上进行的。在转录时,外显子和内含子均转录到同一hnRNA中,转录后把hnRNA中的内含子除去,把外显子连接起来,这就是RNA的剪接作用。snRNA和核内的蛋门质组成核糖核酸蛋白体,称为并接体,并接体结合在hnRNA的内含子区段,并把内含子弯曲使两端(5’和3’)端相互靠近,利于剪接过程的进行。并接体和hnRNA的结合,并接体上的U1—snRNA和U2一snRNA分别靠碱基互补关系去辨认及结合内含了的5’和3’端,发生二次转酯反应,内含子以套索形式被剪切下来,同时使外显子相互连接起来。
【答案解析】