《RNA編輯》PPT課件

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1、RNAeditingRNA的編輯主要內(nèi)容RNA編輯RNA編輯機(jī)制RNA編輯的類型RNA編輯的生物學(xué)意義1986年Benne等在研究錐蟲線粒體DNA時發(fā)現(xiàn)，錐蟲的細(xì)胞色素氧化酶II（COII）的mRNA序列與coII基因序列不配，mRNA序列中含有4個在基因中缺失的核苷酸，這些缺失的核苷酸可引起移碼突變，進(jìn)而導(dǎo)致基因失活。但錐蟲以某種方式為mRNA提供了4個核苷酸，由此避免了移碼。1988年大量錐蟲動基體基因和相應(yīng)的mRNA被測序才認(rèn)識到在這些生物中這種現(xiàn)象是很常見的。在隨后的研究中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象廣泛存在于原生動物、哺乳動物、植物、昆蟲、真菌、黏菌、病毒、非細(xì)胞的黏霉菌等生物,涉及線

2、粒體、葉綠體以及細(xì)胞核中的3種RNA編碼基因(mRNA、tRNA、rRNA)。并把這種現(xiàn)象稱為mRNA的編輯DNA序列GAGAAmRNA序列GAUUGUAUA氨基酸序列AspCysIleRNA的編輯4細(xì)胞色素氧化酶II蛋白的序列與其基因相比，發(fā)生了移碼（frameshift）。移碼是通過在移碼位點(diǎn)附近插入4個U形成。5T.brucei的coxIIIgene在轉(zhuǎn)錄后大規(guī)模的RNA編輯:插入大量堿基U，也刪除了部分堿基U。哺乳動物中RNA編輯實(shí)例RNA的編輯（RNAediting）是指在mRNA水平上改變遺傳信息的過程。是某些RNA，特別是mRNA前體的一種加工方式，如插入、刪除

3、或取代一些核苷酸殘基（包括U→C，A→U；U的插入或缺失、多個G或C的插入等），因?yàn)榻?jīng)過編輯的mRNA序列發(fā)生了不同于模板DNA的變化，導(dǎo)致DNA所編碼的遺傳信息的改變。RNA編輯不同于RNA剪接，RNA剪接是從DNA模板鏈轉(zhuǎn)錄出的最初轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中除去內(nèi)含子，并將外顯子連接起來形成一個連續(xù)的RNA分子的過程。RNA剪接并沒有使DNA的遺傳信息發(fā)生改變。眾所周知,真核細(xì)胞基因表達(dá)的調(diào)控主要發(fā)生在三個彼此相對獨(dú)立的水平上,包括轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控,轉(zhuǎn)錄后加工水平的調(diào)控和翻譯水平的調(diào)控。近年來發(fā)現(xiàn)的RNA編輯使人們對基因表達(dá)多級調(diào)控的復(fù)雜性有了新的認(rèn)識。所謂RNA編輯(editing),是

4、在RNA水平上改變遺傳信息的加工過程,導(dǎo)致成熟的RNA編碼序列和它的轉(zhuǎn)錄模板DNA序列之間的不相匹配。RNA編輯機(jī)制在mRNA編輯過程中需要精確的插入位點(diǎn)和準(zhǔn)確的核苷數(shù)目，這需要由引導(dǎo)RNA(gRNA)介導(dǎo)完成的。這些小的gRNA分子是與被編輯的mRNA互補(bǔ)的一小段反義序列,一般可與被編輯的mRNA一級轉(zhuǎn)錄本的下游編輯位點(diǎn)處結(jié)合形成短的(10～15bp)錨定雙螺旋。在每一個gRNA分子5`端的5—12個核甘酸可以和mRNA中緊鄰被編輯部位3`端的區(qū)域互補(bǔ)．被稱為“anchor”序列，“anchor”序列的下游是一段25~35核苷酸的“guiding”序列，它可以確定核甘酸位點(diǎn)

5、間即編輯位點(diǎn)(E8)處尿嘧啶U的插入和缺失；gRNA結(jié)構(gòu)的第三部分是位于其3`端長度為5—24核苷酸的寡聚尿嘧啶核苷酸尾。（1）gRNA-I的5’端與前體mRNA的未經(jīng)編輯的mRNA的一小段錨定序列互補(bǔ)；（2）其余大部分的gRNA-I序列指導(dǎo)部分前體mRNA編輯，由于插入了UMP,mRNA的長度增加；（3）新的gRNA（gRNA-II）與前體mRNA的剛編輯的區(qū)域的5’端雜交，取代gRNA-I；（4）gRNA-II指導(dǎo)新一段前體mRNA編輯；（5）以下一個gRNA重復(fù)前面的步驟，直到mRNA編輯完成。編輯過的序列用黑色表示gRNA介導(dǎo)RNA編輯機(jī)制RNA的編輯是由3’—5’方

6、向進(jìn)行的，gRNA分子5`端“anchor”序列（可與mRNA中緊鄰被編輯部位3`端的區(qū)域互補(bǔ)的5—12個核甘酸序列）與待編輯的mRNA一小段錨定序列互補(bǔ)配對形成短的（10—15bp）錨定雙螺旋。gRNA和轉(zhuǎn)錄本mRNA之間形成10～15個核苷的匹配環(huán)。由編輯復(fù)合體蛋白中的一個編輯位點(diǎn)特異性的內(nèi)切酶識別出mRNA/gRNA形成的錨定雙螺旋序列,在mRNA3′端第一個未配對的核苷酸處切開。接著末端尿嘧啶轉(zhuǎn)移酶(TU21Tase)將尿嘧啶殘基加到切開的前體mRNA插入位點(diǎn)上,或者3′尿嘧啶特異外切酶從切開的刪除位點(diǎn)除去尿嘧啶殘基。最后,RNA連接酶將兩段切開的mRNA連接起來。g

7、RNA與mRNA堿基互補(bǔ)配對時的一個顯著特點(diǎn)是：存在G-U堿基配對和標(biāo)準(zhǔn)的Watson-Crick堿基配對（A-U）。11U-OHUUUUPUUUUUOHU-OHUUUU寡聚U的添加gRNA在mRNA編輯中的作用機(jī)制（1）gRNA-I序列指導(dǎo)部分前提mRNA編輯遇到第一個不能配對的核苷酸；（2）gRNA末端U的3’-OH攻擊該核苷酸5’-P并發(fā)生轉(zhuǎn)酯反應(yīng)；mRNA游離出來的3’-OH攻擊gRNA寡聚U第一個不配核苷酸的5’-P，發(fā)生第二個轉(zhuǎn)酯反應(yīng)；（4）一旦RNA編輯完成，gRNA即離去。mRNA中U的