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? mRNA 运输的控制
③mRNA前体的剪接:真核细胞基因表达所转录出的mRNA前体在剪接酶作用下,有序删除每一个内含子并将外显子拼接起来,形成成熟的mRNA,这一过程即为剪接。 生物体内内含子的主要类型:
GU-AG、AU-AC、Ⅰ类内含子、Ⅱ类内含子
④mRNA的选择性剪接:高等真核细胞中,某个内含子5ˊ的供点在特定条件下可与另一个内含子3ˊ受点进行剪接,同时删除这两个内含子及其中间的全部外显子或内含子,即一个外显子或内含子是否出现在成熟的mRNA中是可以选择的,这种剪接方式称为选择性剪接。 Exon,Intron是否出现在成熟mRNA是可以选择。
⑤RNA的编辑:是指转录后的RNA在编码区发生碱基的突变、加入或丢失等现象。
5)翻译水平的调控:翻译过程和翻译后水平的调控主要表现在翻译的起始、延长、蛋白质的加工修饰及定位等方面。
? mRNA运输控制 ? mRNA稳定性调节 ? mRNA结构调控 ? 翻译起始的调控 6)翻译后水平的调控
? 新生肽链的水解
? 肽链中氨基酸残基的修饰 ? 通过信号肽分拣、运输、定位 第六章RNA遗传
1、RNA 世界:在产生现代生命所具有的遗传物质DNA、RNA和Protein 之前,生命是以RNA为基础发展进化而来的。RNA既是遗传物质(DNA),也有催化作用(Protein )。 RNA能够催化RNA复制中的多聚化。 2、RNA干涉(RNA interference):一种分子生物学上由双链RNA诱发的基因沉默现象,其机制是通过阻碍特定基因的翻译或转录来抑制基因表达,它是真核生物中存在的一种抗病毒入侵、抑制转座子活动、调控基因表达的监控机制。RNA干涉是可遗传的。 参与RNAi的各个组分: ①dsRNA: 双链RNA;
②Dicer:属于RNAaseIII家族,是双链RNA的特异性核酸内切酶。
③SiRNA:small interfering RNA,RNAi的效应分子。为21-23nt大小的双链RNA。 ④RISC:RNA-inducing silencing complex,具核酸内切、外切和解旋酶活性。负责靶RNA的切割。
⑤RdRP:RNA-dependent RNA Polymerase, 是RNAi的调节因子,使RNAi可以在生物体内传递。
⑴RNA介导的mRNA降解:①在起始步骤,加入的dsRNA被Dicer酶切割为21-23核苷酸
长的小分子干扰RNA片段
②在RNAi效应阶段,siRNA双链结合一个核酶复合物从而形成所谓RNA诱导沉默复合物(RNA-induced silencing complex, or RISC)
③激活RISC需要一个ATP依赖的将siRNA解双链的过程 ④激活的RISC通过碱基配对定位到同源mRNA转录本上 ⑤并在距离siRNA3'端12个碱基的位置切割mRNA
⑵SiRNA 的扩增过程:siRNA不仅可引导RISC切割靶RNA,而且可作为引物在RNA依赖的RNA聚合酶(RdRP)作用下以靶mRNA为模板合成新的dsRNA。新合成的长链dsRNA同样可被RNaseⅢ样核酸酶切割、降解而生成大量的次级siRNA。次级siRNA又可进入合成-切割的循环过程,进一步放大RNAi作用。
⑶RNA引导的同源DNA甲基化
RNA能引导同源DNA序列C的从头甲基化,可以看作是RNAi对基因组的一种反馈。 该甲基化过程如同RNAi中同源mRNA的降解一样需要dsRNA的切割。形成的小RNA称为引导RNA,只有与引导RNA互补的DNA才能产生甲基化。该过程是一个RNA-DNA互作的过程。
参与该过程的蛋白质:DNA重新甲基化酶(DNMT);打开dsRNA的RNA螺旋酶。 4、RNAi 的特点:
①、属于转录后水平的基因沉默。
②、干扰RNA的结构与功能之间存在相关性。20—25nt 的siRNA ,它们具有 5' 末端的磷酸基, 3' 末端的羟基和 2 个突出的单链核苷酸。这种结构对于 RNAi 是十分必要的 ③、较高特异性:能够非常特异地降解与之序列相应的单个内源基因的mRNA。 ④、高效性:相对少量的dsRNA就可以使相应的基因表达受抑制。
⑤、可遗传性及远距离效应,又称RNA的可扩散性:RNAi基因表达的效应可以突破细胞的界限,可传递给子一代。 ⑥、RNAi存在 ATP的依赖性。 5、RNA编辑(RNA editting):在mRNA水平上改变遗传信息的过程。
RNA编辑是通过比较成熟的mRNA与相应基因的编码信息时发现的,成熟的mRNA序列中有几种意想不到的变化,包括U→C,C→U;U的插入或缺失、A→I多个G或C的插入等。
6、模糊基因:RNA编辑过的基因与其原始模板相比,在结构和功能都发生了一定的变化,
因此能够进行RNA编辑的基因称为模糊基因。 类型I:内部编辑的模糊基因(编码区):CoxII 在转录本的蛋白质编码区进行编辑; 类型II:5’端编辑的模糊基因:Cyb,在转录本5’端蛋白质编码区进行编辑; 类型III:泛编辑的模糊基因(全长范围内):CoxIII在转录本全长范围内进行编辑。
(1)1、gRNA编辑模型(仅限于锥虫的RNA编辑模型):U插入、缺失的编辑
(2)高等动物中RNA编辑中A→I型的编辑对基因表达的影响: ADAR:细胞核里的RNA编辑酶。 移去A的氨基变成I。 1)改变剪切位点 2)改变编码氨基酸 3)影响RNA的稳定性
7、RNA编辑的特点
1、RNA编辑普遍存在于各种生命遗传系统中。
2、RNA编辑过程是一个真正为蛋白质编码的过程,是一个为某些蛋白质制造模板的过程。对转录本的加工幅度可大雨50%。
3、RNA编辑具有系统发育的特异性,生物发育的不同事件,RNA编辑的情况也不同。其不但扩展了生物遗传信息,也可能是生物适应的一种保护措施。
4、RNA编辑不按中心法则进行。既不是碱基序列的逐一传递,也找不到用于RNA编辑的DNA或RNA模板。
第八章
1.重组DNA技术:
重组DNA操作一般步骤: 1)获得目的基因;
①直接从生物体中提取总DNA,构建基因组DNA文库,从中钓取目的基因。
②以mRNA为模板,反转录合成互补的DNA片段,建立全长cDNA文库或EST文库;从文库直接筛选所需基因。
③根据同源克隆等原理克隆需要的目的基因片段。 ④直接化学合成。
2)与克隆载体连接,形成新的重组DNA分子;
限制性内切核酸酶(restrictive endonucle-ases),又称限制酶。是识别并特异性地切割双链DNA序列的一种核酸内切酶。(“分子手术刀”) ①切割形式 :
每种限制酶能识别和切割的通常4~8个核苷酸序列,称为限制性位点(restriction sites)或切点。(回文结构)
平末端(blunt end) 对称轴切,连接效果差 粘性末端(sticky end)交错切 ②载体的选择:
载体:将外源目的DNA导入受体细胞,并能自我复制和增殖的工具。 载体的选择标准:
A.能自主复制;且插入外源DNA后,不影响其复制能力; B.具有两个以上的遗传标记物,便于重组体的筛选和鉴定; C.有克隆位点(外源DNA插入点),常具有多个单一酶切位点,称为多克隆位点;
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