《内含子的比较》PPT课件

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1、8.5不同类型内含子的比较内含子类型细胞内定位GU-AG,GC-AG,AU-AC细胞核I类细胞器，细菌，低等真核生物细胞核中II类细胞器，细菌双内含子细胞器tRNA前体中的内含子细胞核8.5.1.1Ⅰ型内含子概念:：1980年代初，发现原生动物四膜虫(Tetruhymenu)的rRNA内含子能够自我剪接(selfsplicing)，这一类内含子后被称作Ⅰ型内含子.后来在酵母菌的线粒体rRNA基因中也含有此类内含子.发现过程为:1980年,科学工作者将四膜虫rRNA基因克隆到质粒中，并与E.coli的RNA聚合酶一起保温，

2、发现转录产物除了有约400nt的rRNA内含子外，还有一些小片段。从凝胶中回收rRNA前体，在无蛋白质的条件下保温培养，单一的rRNA前体依然可形成片段更小的电泳条带，其中移动最快的是39nt的条带，测序发现，它相当于413nt的rRNA内含子中的片段。将四膜虫26SrRNA基因的一部分(第l个外显子303bp+完整的内含子413bp+第2个外显子624bp)克隆到含噬菌体SP6启动子的载体内，再转录该重组质粒，将获得的产物与GTP一起保温，可以得到剪接产物，但缺乏GTP时无剪接反应，证明rRNA前体的确可以进行有GTP

3、参与的自我剪接。8.5.1.2Ⅰ型内含子的剪接机制(1)I型内含子剪接的过程I型内含子剪接的第一次转酯反应，是由一个游离的鸟苷或鸟苷酸(GMP,GDP或GTP)启动的。鸟苷酸或鸟苷的3'-OH亲核攻击内含子5'-端剪接点的磷酸二酯键，将G转移到内含子的5'-端，同时切割内含子与上游外显子之间的磷酸二酯键，在上游外显子末端产生新的3'-OH。在第二次转酯反应中，上游外显子3'-OH攻击内含子3'-端剪接点的磷酸二酯键，将上游外显子和下游外显子连接起来，并释放线性的内含子。两次转酯反应是连续的，即外显子连接和线性内含子的释放

4、同时进行。因此，实验不能得到游离的上游外显子和下游外显子。第三次转酯反应是线性内含子的环化，发生在已切除的内含子片段中，内含子的3'-OH攻击其5'-端附近的第15和第16核苷酸之间的磷酸二酯键，从5'-端切除15nt的片段，并形成399nt的环状RNA。环状RNA随即被切割生成线状RNA，由于切割位置与环化位置相同，生成的线状RNA依然为399nt。接着，再从5'-端切去4个核苷酸，最终产物是395nt的线性RNA，由于这一产物比最初释放的内含子少19个核苷酸，因而被称作L19。(2)I型内含子的结构I型内含子剪接的最

5、重要特点是自我催化(self-catalysis)，I型内含子的自我剪接活性依赖于RNA分子中的碱基配对。通过比较不同的I型内含子序列，发现其中有9个主要的碱基配对区域，命名为P1～P9，在I型内含子中高度保守的双链结构有3个，即P1的内部引导序列(internalguidesequence,IGS)，P4的保守短序列元件P/Q，和P7的保守短序列元件S/R，其他配对区的序列因内含子不同而异。I型内含子自我剪接所需的最小催化活性中心由P3、P4、P6和P7组成。该结构包括由两个结构域构成的催化核心，每个结构域由两个碱基配

6、对区域构成。包含上游外显子末端序列和内含子端IGS的P1，构成底物结合位点，IGS是内含子中能与外显子进行碱基配对的序列，这种配对使剪接位点暴露而易受攻击，同时使剪接反应具有专一性(图8-16)。I型内含子的特征1.边界顺序为5′U……G3′;2.具有中部核心结构（Centralcorestructure);3.内部引导顺序(InternalguideseguenceIGS);4.剪接通过转酯反应（Transesterification).8.5.2.1II型内含子的特点II型内含子主要存在于某些真核生物的线粒体和叶绿体

7、rRNA基因中，也具有催化功能，能够完成自我剪接.几乎所有的细菌II型内含子能够编码逆转录酶，并可作为逆转录转座子，或逆转录转座子的衍生物高频率插入特定区域，或低频率插入其它区域。II型内含子是由内含子靠近3'-端的腺苷酸2'-羟基攻击5'-磷酸基启动剪接过程，经过两次转酯反应连接两个外显子，并切除形成套索结构的内含子(图8-17)。8.5.2.2II型内含子的剪接机制II型内含子的5'-端和3'-端剪接位点序列为5'↓GUGCG……YnAG↓3'，符合GU…AG规则。II型内含子的空间结构保守而复杂，其自我剪接的活性有

8、赖于其二级结构和进一步折叠的构象，因此在细胞内的存在受到限制。在II型内含子特有的二级结构中，有6个茎环结构形成的结构域(dl～d6)，在空间上靠近的d5和d6，构成催化作用的活性中心(图8-18)。在II型内含子剪接过程中，首先由内含子靠近3'-端d6结构中的分支点保守序列上A的2'-OH向5'-剪接位点的磷酸二酯