当前课程知识点:普通生物学 > 第二章 分子生物学基础 > 第二节 基因的表达调控 > 2.2..5 RNA转录后的加工
除了不能够形成操纵子
将功能相关基因放在一起
作为一个调控单元外
真核基因还有另外一个
和原核基因非常明显的差异
那就是在真核基因中
往往存在很多不编码蛋白质的序列
也就是说真核基因中
只有一些DNA序列
最后是被翻译成为蛋白质
另外一部分序列在变成mRNA以后
就被剔除掉了
这个现象最早由Chambon
和Berget在70年代中期首先报道
后来发现
在真核生物中实际上是普遍存在的
当时他们把这些基因称为断裂基因
或者叫interrupted gene或者split gene
现在我们知道真核生物的基因
实际上是分两个部分组成的
编码蛋白质的我们叫做外显子或者叫exon
以及非编码的叫内含子或者叫intron
如果我们将真核生物中最后形成的mRNA
和编码这个基因的DNA进行杂交
我们就将会看到如图中所示的电镜结果
除了有DNA-RNA杂交在一起的分子外
还有很多环状的这些结构
这些环状结构实际上就是DNA中
没有与RNA相互补配对
而形成的杂交的分子的部分
这也就是我们所知道的intron的部分
这个图中是真核生物基因的一个示意图
图中标有数字的部分
是这个基因的内含子部分
位于这些内含子之间的
才是真正的编码基因的编码区
也就是外显子的位置
而真核生物最后形成的mRNA中
是不包含这些非编码区的
这也就意味着
真核生物在形成的mRNA
它需要经过一个额外的加工过程
将所有的这些非编码区域去除掉
然后又将所有的编码区再连接在一起
很显然在这里面需要一个非常精确的调控
那让我们来看看这个聪明的细胞
它是如何来解决这个问题的呢
图中显示的是真核生物中
mRNA的转录和成熟的过程
真核基因首先被转录后生成初始的转录物
或者叫做primary transcript
这个初始转录物中即包含有编码的
也包含非编码的这一段DNA序列
随后这个初始转录物
就进入了一个复杂的加工过程
包括在它的5’端加上一个帽子结构
在它的3’端加上一个poly A的尾巴
这是我们前边学过的
初始转录物中的非编码区
将会被叫一个拼接体的
蛋白质复合物所识别
拼接体的作用在于通过非编码区中
所包含的信息
将非编码区准确的进行切割掉
然后又将切割后的
不同的编码区拼接起来
形成最终的成熟的mRNA
这个过程中的具体机制
我们将不会在这个课程里进行详细的描述
以后会有相关的课程进行学习
就在最近不到一个月之前
我们学院的施一公院长
他们利用了冷冻电镜
实际上是第一次获得了
拼接体的整个高分辨率的结构
这为我们了解剪接的详细的分子基础
提供了重要的结构信息
而除了mRNA需要这样的剪接之外
实际上tRNA基因和核糖体rRNA基因
也同样要需要这样一个剪接过程
使得最后能够成为成熟的分子
它们也利用了同样的机制
那么在剪接过程中
如果一个基因中间只包含有一个内含子
那么这个情况就比较简单
如果那样的话拼接体可以把两个
被隔离开的外显子
直接连接而形成一个mRNA
它不会发生任何错误
然而情况并不是一直是这样
那么 如果一个基因中包括多个内含子呢
细胞会不会错误的
或者是有意的
将这些外显子进行一个组合
最后形成不同的mRNA分子呢
其答案是是的
这样的剪接实际上是被
发现了的我们也把它称为
可变剪接或者叫alternative splicing
这些特定的剪接
只有在一些特定的情况下它才会发生
所以这当然也是合理的
如果细胞在每个带有
多个内含子的基因上都发生这样的组合
那么细胞将要获得无数种的
这样的mRNA分子
需要浪费很多很多的能量
那么这个选择性剪接是怎么样发生的呢
我们用产生抗体重链的基因作为一个例子
来看看细胞是怎么样通过不同的剪接方式
从一个RNA转录物
最后产生不同的mRNA分子的
细胞内的抗体实际上是可以分为
和细胞膜相结合的方式
存在的一种抗体
以及分泌出细胞的另外一种方式的抗体
选择哪一种方式
实际上最后取决于的是重链分子上
是否含有与细胞膜相结合的蛋白域
如图所示
抗体的重链分子在它的初始转录物中
实际上包含有9个外显子
其中最后两个外显子
外显子7和8包含能够与
细胞膜相结合的蛋白域
当初始转录物被转录出来以后
一种剪接方式是把所有的
1234566a7和8连接在一起
逐一连成最后形成一个
可以和细胞膜相结合的抗体蛋白
而另外一种剪接方式
实际上是会把最后的
7和8外显子给切除掉
形成从外显子1到6b的一个mRNA
从而翻译出来的蛋白中
它们将不包括和细胞膜相结合的蛋白域
从而被细胞分泌到外面去
成为了分泌型的抗体
这样的例子还有很多
我们在这里
就不分别再一一列举了
-绪论
--绪论
-人物访谈——走进精准医学
-第一节 细胞概述
-第一章 细胞生物学基础--第一节 细胞概述
-第二节 细胞膜与物质的跨膜运输
-第一章 细胞生物学基础--第二节 细胞膜与物质的跨膜运输
-第三节 真核细胞的结构
-第一章 细胞生物学基础--第三节 真核细胞的结构
-第四节 细胞的能量代谢
-第一章 细胞生物学基础--第四节 细胞的能量代谢
-第五节 细胞的分裂与分化
-第一章 细胞生物学基础--第五节 细胞的分裂与分化
-第一节 遗传的分子基础
-第二章 分子生物学基础--第一节 遗传的分子基础
-第二节 基因的表达调控
-第二章 分子生物学基础--第二节 基因的表达调控
-第三节 生物技术及其应用
-第二章 分子生物学基础--第三节 生物技术及其应用
-第四节 人类基因组及其遗传疾病
-第二章 分子生物学基础--第四节 人类基因组及其遗传疾病
-第一节 高等植物体的细胞与组织
-第三章第一节 高等植物体的细胞与组织
-第二节 植物的生长
-第三章 高等植物体的结构与功能--第二节 植物的生长
-第三节 植物的生殖和发育
-第三章 高等植物体的结构与功能--第三节 植物的生殖和发育
-第四节 植物的营养与运输
-第三章 高等植物体的结构与功能--第四节 植物的营养与运输
-第五节 植物生长发育的调控
--3.5.6 乙烯
-第三章 高等植物体的结构与功能--第五节 植物生长发育的调控
-第一节 动物的组织
--4.1.5 软骨
--4.1.6 硬骨
--4.1.7 血液
-第一节 动物的组织--作业
-第二节 消化系统
-第四章 高等动物体的结构与功能--第二节 消化系统
-第三节 呼吸系统
-第三节 呼吸系统--作业
-第四节 循环系统
-第四章 高等动物体的结构与功能--第四节 循环系统
-第五节 内环境的控制
-第四章 高等动物体的结构与功能--第五节 内环境的控制
-第六节 内分泌系统
-第四章 高等动物体的结构与功能--第六节 内分泌系统
-第七节 神经系统与神经调节
-第四章 高等动物体的结构与功能--第七节 神经系统与神经调节
-第八节 生殖与胚胎发育
-第四章 高等动物体的结构与功能--第八节 生殖与胚胎发育
-2020年秋季学期普通生物学期中考试