《RNA编辑》PPT课件

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1、RNAeditingRNA的编辑主要内容RNA编辑RNA编辑机制RNA编辑的类型RNA编辑的生物学意义1986年Benne等在研究锥虫线粒体DNA时发现，锥虫的细胞色素氧化酶II（COII）的mRNA序列与coII基因序列不配，mRNA序列中含有4个在基因中缺失的核苷酸，这些缺失的核苷酸可引起移码突变，进而导致基因失活。但锥虫以某种方式为mRNA提供了4个核苷酸，由此避免了移码。1988年大量锥虫动基体基因和相应的mRNA被测序才认识到在这些生物中这种现象是很常见的。在随后的研究中发现现象广泛存在于原生动物、哺乳动物、植物、昆虫、真菌、黏菌、病毒、非细胞的黏霉菌等生物,涉及线

2、粒体、叶绿体以及细胞核中的3种RNA编码基因(mRNA、tRNA、rRNA)。并把这种现象称为mRNA的编辑DNA序列GAGAAmRNA序列GAUUGUAUA氨基酸序列AspCysIleRNA的编辑4细胞色素氧化酶II蛋白的序列与其基因相比，发生了移码（frameshift）。移码是通过在移码位点附近插入4个U形成。5T.brucei的coxIIIgene在转录后大规模的RNA编辑:插入大量碱基U，也删除了部分碱基U。哺乳动物中RNA编辑实例RNA的编辑（RNAediting）是指在mRNA水平上改变遗传信息的过程。是某些RNA，特别是mRNA前体的一种加工方式，如插入、删除

3、或取代一些核苷酸残基（包括U→C，A→U；U的插入或缺失、多个G或C的插入等），因为经过编辑的mRNA序列发生了不同于模板DNA的变化，导致DNA所编码的遗传信息的改变。RNA编辑不同于RNA剪接，RNA剪接是从DNA模板链转录出的最初转录产物中除去内含子，并将外显子连接起来形成一个连续的RNA分子的过程。RNA剪接并没有使DNA的遗传信息发生改变。众所周知,真核细胞基因表达的调控主要发生在三个彼此相对独立的水平上,包括转录水平的调控,转录后加工水平的调控和翻译水平的调控。近年来发现的RNA编辑使人们对基因表达多级调控的复杂性有了新的认识。所谓RNA编辑(editing),是

4、在RNA水平上改变遗传信息的加工过程,导致成熟的RNA编码序列和它的转录模板DNA序列之间的不相匹配。RNA编辑机制在mRNA编辑过程中需要精确的插入位点和准确的核苷数目，这需要由引导RNA(gRNA)介导完成的。这些小的gRNA分子是与被编辑的mRNA互补的一小段反义序列,一般可与被编辑的mRNA一级转录本的下游编辑位点处结合形成短的(10～15bp)锚定双螺旋。在每一个gRNA分子5`端的5—12个核甘酸可以和mRNA中紧邻被编辑部位3`端的区域互补．被称为“anchor”序列，“anchor”序列的下游是一段25~35核苷酸的“guiding”序列，它可以确定核甘酸位点

5、间即编辑位点(E8)处尿嘧啶U的插入和缺失；gRNA结构的第三部分是位于其3`端长度为5—24核苷酸的寡聚尿嘧啶核苷酸尾。（1）gRNA-I的5’端与前体mRNA的未经编辑的mRNA的一小段锚定序列互补；（2）其余大部分的gRNA-I序列指导部分前体mRNA编辑，由于插入了UMP,mRNA的长度增加；（3）新的gRNA（gRNA-II）与前体mRNA的刚编辑的区域的5’端杂交，取代gRNA-I；（4）gRNA-II指导新一段前体mRNA编辑；（5）以下一个gRNA重复前面的步骤，直到mRNA编辑完成。编辑过的序列用黑色表示gRNA介导RNA编辑机制RNA的编辑是由3’—5’方

6、向进行的，gRNA分子5`端“anchor”序列（可与mRNA中紧邻被编辑部位3`端的区域互补的5—12个核甘酸序列）与待编辑的mRNA一小段锚定序列互补配对形成短的（10—15bp）锚定双螺旋。gRNA和转录本mRNA之间形成10～15个核苷的匹配环。由编辑复合体蛋白中的一个编辑位点特异性的内切酶识别出mRNA/gRNA形成的锚定双螺旋序列,在mRNA3′端第一个未配对的核苷酸处切开。接着末端尿嘧啶转移酶(TU21Tase)将尿嘧啶残基加到切开的前体mRNA插入位点上,或者3′尿嘧啶特异外切酶从切开的删除位点除去尿嘧啶残基。最后,RNA连接酶将两段切开的mRNA连接起来。g

7、RNA与mRNA碱基互补配对时的一个显著特点是：存在G-U碱基配对和标准的Watson-Crick碱基配对（A-U）。11U-OHUUUUPUUUUUOHU-OHUUUU寡聚U的添加gRNA在mRNA编辑中的作用机制（1）gRNA-I序列指导部分前提mRNA编辑遇到第一个不能配对的核苷酸；（2）gRNA末端U的3’-OH攻击该核苷酸5’-P并发生转酯反应；mRNA游离出来的3’-OH攻击gRNA寡聚U第一个不配核苷酸的5’-P，发生第二个转酯反应；（4）一旦RNA编辑完成，gRNA即离去。mRNA中U的