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1、教学单元教案格式9 第3章 转录（之转录后加工- RNA拼接2） 课程教案授课题目：第3章 转录 转录后加工-小RNA-RNA拼接1 第四周 第二次课教学时数：2授课类型： 理论课 实践课教学目的、要求：理解：真核生物mRNA前体的加工的意义和特征、RNA编辑的意义 掌握：内含子剪接的一般特征了解：内含子的主要类型核酶的功能和意义 教学重点：重点阐明：内含子的剪接方式，较为详细的过程重点指出：三类内含子的间接方式和化学本质教学难点：绝对难点：内含子的剪接方式相对难点：无教学方法和手段：老师讲授为主：讲授 视频演示 PPT演示 讨论。以电脑幻灯片边演示边讲述为主，（白板课件）辅以板书（黑板板书）
2、学生回答问题为辅：（如时间等条件许可的情况下）注：以下内容按实际需要进行取舍 要求有多媒体，因为信息量大，许多结构图需要媒体放映，效果才好 教学内容：接上节课对RNA拼接尤其是mRNA内含子的剪接进行详细介绍。multiple introns may be spliced differently in different circumstances, for example in different tissues1.RNA剪接(RNA splicing)一个基因的外显子和内含子共同转录在一条原初转录产物中，将内含子去除而把外显子连接起来形成成熟RNA分子的过程。RNA拼接的一般特点内含子的分
3、类，找重点的四种。：酵母tRNAI类内含子类内含子核mRNA前体 类内含子（group ）：含有中部核心结构的 细胞器基因 核基因 类内含子（group ）：不含有中部核心结构 细胞器线粒体基因内 核基因 类内含子 （group ）：具有 GUAG 特征的边界序列 核基因mRNA前体 tRNA基因的内含子： 均位于 tRNA 的反密码环上四种内含子的边界序列各有一定共同的特征内含子类型5拼接点内含子3拼接点剪接方式化学本质tRNA类无保守序列富含AU无保守序列蛋白酶参与直接切割和连接I类U有可供识别的特异序列G自我剪接转脂反应II类GUGCGAUIII（真核mRNA）GUAG或者AC剪接装置复
4、杂2. 酵母tRNA RNA splicingtRNA splicing完整过程tRNA的拼接特点（酵母为例） 1、链的断裂和连接是两个独立的过程 2、tRNA的内含子均位于反密码环的3端 长1416bp，其中含一段与反密码环互补的序列 反密码环处形成一个与成熟tRNA不同的构象 3、拼接酶系识别的就是这个二级结构3 第一类内含子的剪接I类的内含子的拼接特点： 15 拼接点和3 拼接点-U G 2内含子自身形成明显的二级结构 3拼接属于自我拼接 ，由内含子本身完成，因为其具有酶的作用拼接过程：1、游离G发动的转酯反应，G 的 3-OH 攻击内含子的 5拼接点2、exon A 的3-OH 攻击3
5、拼接点，同时释放线状的内含子,形成成熟RNA分子 两次转酯反应是紧密偶联的 释放出的内含子可继续进行转酯反应 而形成环状 四膜虫的 35SRNA 的内含子有自身催化的性质即 - 将一处已有的磷酸二酯键转变成另一处新的磷酸二酯键，不需要额外的能量。因此：内含子可以看作是 RNA重排酶（RNA rearrangease）或 RNA异构酶（RNA isomerase） 其中： 拼接反应中，“酶” 和底物是同一个分子，且反应后变成了不同的分子 4 第二类内含子的剪接第二类内含子的拼接 GU-AU类 -自我剪接1、拼接点序列结构特征 拼接过程5 第三类内含子的剪接真核mRNA类的内含子GU-AG类的拼接
6、位点的特征： 拼接机制（Splicing mehanism )l SnRNA (or ScRNA) 与拼接点序列间存在互补区域并参与剪接, 形成拼接体( spliceosome)。l Spliceosome 逐级组装， 不同的SnRNA（U1、U2、U5和U4U6）分步替代与mRNA形成一个完整的拼接体l 内部核心结构的分枝点上保守的A发动亲核攻击，发生两次转脂反应：第一次转酯左外显子、内含子剪切套索，第二次转酯exons连接、套索状内含子释放，剪接体解体与套索降解同步6总结几种不同内含子剪接反应的区别酵母tRNAI类内含子类内含子核mRNA前体边界序列无5U-G35GU-G/U35 GU-A
7、G3特殊序列C（茎上）G(环上)内部引导顺序分支点顺序分支点顺序5 外显子序列二级结构茎环构象核心结构6个功能区剪接体基因外的成分内切酶，连接酶GTP，镁离子镁离子U1,U2,U4,U5,U6能量要求ATP不不ATP中间型分子半分子tRNA环状L-19套索套索催化类型异体催化自体催化自体催化半自体催化催化物质蛋白酶核酶核酶蛋白，小RNA反应本质酶切连接反应转酯反应转酯反应转酯反应7 不连续转录、顺式拼接、反式拼接 顺式拼接： 发生在一个RNA分子之内，通过拼接将一个RNA分子的内含子拼接掉，使外显子连接在一起（cis-splicing） 反式拼接： 发生在两个RNA分子之间的拼接（trans-
8、spling） 不连续转录的发现： 1982 Vander Ploeg等人 研究锥虫的可变表面糖蛋白基因时发现 在其mRNA的 5端有35个 bases 是其基因中所没有的 锥虫的全部mRNA却都含有这个 35bases 序列，称其为前导序列（leader sequence），由位于基因组其它区域的连续重复序列转录而来，200 copies左右 ，每个重复单位的 3端还有100base 的一段序列（内含子），因此把这种一条完整 mRNA 的前导序列及特异基因编码的 mRNA序列部分的转录是不连续的。 每个重复单位的前导序列后面存在一个真核生物典型的5拼接点 GU 而完整 mRNA 的特异基因编
9、码的 mRNA 序列的前面都有一个保守的 3拼接点 AG,以及分支点 A8 RNA编辑 RNA编辑（editing）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。生物学意义：1 校正基因突变造成的遗传信息的丢失-校正作用2调控作用-通过编辑可以构建或者去除起始密码子和终止密码子，这是基因表达调控的一种方式3扩充遗传信息-通过编辑可以使得基因产物获得新的结构和（这个字书上印错了page101）功能，有利于生物进化举例：作业布置：1. 以四膜虫的大rRNA前体的拼接为例，说明第类内含子拼接的简单过程及特点？2. 请论述RNA的生物学功能？3. 简要说明真核生物mRNA内含子的剪接特点？ 图示复习知识铺垫复习上节课转酯反应是磷酸酯键的直接转移。
分子生物学-08-2-第三章生物信息的传递-3转录后加工-RNA拼接2
