帽子結構是指在真核生物中轉錄後修飾形成的成熟mRNA在5'端的一個特殊結構,即m7GPPPN結構,又稱為甲基鳥苷帽子。它是在RNA三磷酸酶,mRNA鳥苷醯轉移酶,mRNA(鳥嘌呤-7)甲基轉移酶和mRNA(核苷-2』)甲基轉移酶催化形成的。
2. 真核生物RNA的帽子結構為什麼有3種
成熟的真核生物mRNA,其結構的5』端都有一個m7G-PPNmN結構,該結構被稱為甲基鳥苷的帽子。鳥苷通過5』-5』焦磷酸鍵與初級轉錄物的5』端相連。當鳥苷上第7位碳原子被甲基化形成m7G-PPNmN時,此時形成的帽子被稱為「帽0」,如果附m7G-PPNmN外,這個核糖的第「2」號碳上也甲基化,形成m7G-PPNm,稱為「帽1」,如果5』末端N1和N2中的兩個核糖均甲基化,成為m7G-PPNmPNm2,稱為「帽2」。從真核生物帽子結構形成的復雜可以看出,生物進化程度越高,其帽子結構越復雜。真核生物mRNA
5』端帽子結構的重要性在於它是mRNA
做為翻譯起始的必要的結構,對核糖體對mRNA的識別提供了信號,這種帽子結構還可能增加mRNA的穩定性,保護mRNA
免遭5』外切核酸酶的攻擊。
3. 真核生物mRNA帽子結構的簡寫式為
帽結構是所有RNA 聚合酶Ⅱ轉錄產物的特徵性結構,它在m RNA 的功能和代謝的很多方面起作用. 在這些過程中還離不開相關蛋白質對它的識別和粘附,作為它行使功能的媒介,這些蛋白質就稱為帽結合蛋白(Cap-Binding Protein,CBP).
原文詳細見
The Cap Structure and Cap-Binding Prote in of
mRNA in Eukaryotes
L I Ying, FEN G J ian2sheng
(B iochem icalDepartment of J inan U niversity, Guangzhou 510632, Guandong, Ch ina)
Abstract: Cap st ructu re is the characterist ic of all RNA po lym erase II t ran scrip t s. It can
effect m any aspect s of the funct ion and m etabo lism of mRNA. In these p rocesses , being
recogn ized and bound by associated p ro tein s is needed to m ediate the funct ion s of the Cap.
These p ro tein s are term ed Cap 2B inding P ro tein (CBP ). The m echan ism of act ion
perfo rm ed by the in teract ion betw een Cap and CBP2e IF4E in the in it iat ion of mRNA 2
directed t ran slat ion and the ro le of ano ther new ly2found CBP comp lex p layed in
in t ranuclear mRNA p rocessing are discu ssed.
Key words: cap st ructu re; cap 2b inding p ro tein; RNA sp licing; eukaryo te
1 真核生物mRNA 的帽結構和帽結合蛋白
1. 1 帽結構的特徵與功能
帽結構是所有RNA 聚合酶II 轉錄產物的特徵性結構, 它是由倒轉的72甲基化鳥苷通
過5』25』三磷酸鹽橋與轉錄產物的第一位核苷酸殘基連接而成, 表示為m 7G (5』) ppp (5』)
x[ 1 ]LmRNA 的加帽反應是與轉錄同時進行的, 是mRNA 修飾進行得最早的一步, 在長約20
~ 30 個核苷酸殘基的新生轉錄產物上就可以發現它的存在[ 2 ]L
帽結構的功能是多方面的L 早就證實它可以防止5』23』核酸外切酶對核苷酸鏈的切割;
參加對mRNA 前體的剪接[ 3 ]; 參與mRNA 3』末端多聚腺苷酸化[ 4 ];mRNA 從核中輸出到胞
質中[ 5 ]; 最近又發現帽結構通過CBP 與PABP (Po ly (A ) 2B inding p ro tein, Po ly (A ) 結合蛋
白) 的相互作用與Po ly (A ) 尾形成一個環狀結構, 通過加強帽結構與CBP 的親和性和加快
核糖體循環而使翻譯的效率大幅度提高[ 6 ]L
1. 2 CBP 的組成和結構特點
至今已發現了兩種CBP: 一種存在於胞質中, 即e IF4E, 它的結構和功能已被人們認識
了; 另一種是最近才被人們發現的一種存在於細胞核內的蛋白質復合體, 它的結構和功能還
有待深入的研究, 被稱為帽結合蛋白復合體(Cap 2B inding P ro tein comp lex, CBC) L
1. 2. 1 e IF4E 的結構及其與帽結合的方式
e IF4E 與M 7GGDP 結合的構像已在2. 2~ 分辨度x2ray 下被鑒定出來Le IF4E 的A, B亞
基組裝成一個凹陷的臂, 此臂由8 個彎曲的B片層結構在3 個長的A螺旋的基礎上組成L它
的基底面為凹面, 其中有一條長窄的帽結合槽L在槽中有兩個具有保守性的色氨酸側鏈可以
識別M 7G, 並將其夾在中間L 鳥嘌呤可以通過3 個氫鍵與槽中一個保守性的谷氨酸的主鏈
和側鏈識別、結合, 還可以與另一個保守性的色氨酸以范德華力結合[ 7 ]L 這種結構可以解釋
e IF4E 與mRNA 5』端帽結構在翻譯起始時怎樣相互識別, 也可以證明這種蛋白質分子具有
一種系統發育保守性的表面L
1. 2. 2 核內CBC 的組成
最近發現帽結構在核中的功能都是通過一種CBC 作為媒介L 這種CBC 最初是在
HELA 細胞核提取物中發現的, 它被認為與mRNA 前體在體外剪接以及U 系核小核糖核
蛋白(U SnRNA ) 出核作用有關L 對提純出來的CBC 進行同質性分析, 發現它是由一個異源
二聚體組成的的復合物, 包括一個80×103u 的CBP 和一個20×103u 的CBP 組成L 將
CBP80 進行氨基酸序列分析, 發現在蛋白質的氨基端存在一個公認的二重核定位信號
(NL S) L 此信號是從胞漿中攝取異源二聚體復合物入核所必需的LCBP20 是通過與CBP80
共同轉運進入核中, 如果缺少了CBP80, CBP20 就無法擴散入核質中[ 8 ]LCBP20 的基本結構
中有一個RNA 結合域(RNA 2b inding dom ain) , 兩種亞基都是與帽結合所必需的, 任何一個
亞基在其獨立存在時都不表現對帽或RNA 鏈的親和性L 這一發現提示, 核內這種CBC 和
e IF4E 是以不同的方式與帽結構識別、結合的L兩種亞基的氨基酸序列在從酵母到哺乳動物
中都具有保守性, 與RNA 結
4. 真核生物成熟mrna分子5端帽子和3端polya尾巴結構有何生物學作用
RNA的空間結構與功能
RNA分子的種類較多,分子大小變化較大,功能多樣化。RNA通常以單鏈存在,但也可形成局部的雙螺旋結構。
1.mRNA的結構與功能:mRNA是單鏈核酸,其在真核生物中的初級產物稱為HnRNA。大多數真核成熟的mRNA分子具有典型的5』-端的7-甲基鳥苷三磷酸(m7GTP)帽子結構和3』-端的多聚腺苷酸(polyA)尾巴結構。mRNA的功能是為蛋白質的合成提供模板,分子中帶有遺傳密碼。mRNA分子中每三個相鄰的核苷酸組成一組,在蛋白質翻譯合成時代表一個特定的氨基酸,這種核苷酸三聯體稱為遺傳密碼(coden)。
2.tRNA的結構與功能:tRNA是分子最小,但含有稀有鹼基最多的RNA。tRNA的二級結構由於局部雙螺旋的形成而表現為「三葉草」形,故稱為「三葉草」結構,可分為五個部分:①氨基酸臂:由tRNA的5』-端和3』-端構成的局部雙螺旋,3』-端都帶有-CCA-OH順序,可與氨基酸結合而攜帶氨基酸。②DHU臂:含有二氫尿嘧啶核苷,與氨基醯tRNA合成酶的結合有關。③反密碼臂:其反密碼環中部的三個核苷酸組成三聯體,在蛋白質生物合成中,可以用來識別mRNA上相應的密碼,故稱為反密碼(anticoden)。④ TψC臂:含保守的TψC順序,可以識別核蛋白體上的rRNA,促使tRNA與核蛋白體結合。⑤可變臂:位於TψC臂和反密碼臂之間,功能不詳。
3.rRNA的結構與功能:rRNA是細胞中含量最多的RNA,可與蛋白質一起構成核蛋白體,作為蛋白質生物合成的場所。原核生物中的rRNA有三種:5S,16S,23S。真核生物中的rRNA有四種:5S,5.8S,18S,28S。
5. 真核生物mrna的5端有什麼樣的帽結構
mRNA有m7GPPPN結構,又稱為甲基鳥苷帽子。
帽子結構通常有三種類型(m7G5'ppp5'Np,m7G5'ppp5'NmpNp,m7G5'ppp5'NmpNmpNp),分別稱為O型、I型和II型。O型指末端核苷酸的核糖未甲基化,I型指末端一個核苷酸的核糖甲基化,II型指末端兩個核苷酸的核糖均甲基化。
(5)真核生物帽子結構的功能擴展閱讀:
真核細胞的mRNA分子最顯著的結構特徵是具有5』端帽子結構(m7G)和3』端的Poly(A)尾巴。絕大多數哺乳類動物細胞mRNA的3』端存在20-30個腺苷酸組成的Poly(A)尾,通常用Poly(A+)表示。
這種結構為真核mRNA的提取,提供了極為方便的選擇性標志,寡聚(dT)纖維素或寡聚(U)瓊脂糖親合層析分離純化mRNA的理論基礎就在於此。
6. 真核生物帽子結構指的是什麼
mRNA的加工修飾包括:5』 端形成帽子結構、3』端加polyA、剪接除去內含子和甲基化。
①在5』-端加帽 成熟的真核生物mRNA的5』-端有m7GPPPN結構,稱為甲基鳥苷帽子。
它是在RNA三磷酸酶,mRNA鳥苷醯轉移酶,mRNA(鳥嘌呤-7)甲基轉移酶和mRNA(核苷-2』)甲基轉移酶催化形成的。甲基化程度不同可形成3種類型的帽子:CAP 0型、CAP I型和CAP II型。鳥苷以5』-5』焦磷酸鍵與初級轉錄本的5』-端相連。當G第7位碳原子被甲基化形成m7GPPPN時,此時的帽子稱為「帽子0」。存在於單細胞。如果轉錄本的第一個核苷酸的2『-O位也甲基化,形成m7GPPPNm,稱為「帽子1」,普遍存在;如果轉錄本的第一、二個核苷酸的2『-O位均甲基化,成為m7G-PPPNmNm,稱為「帽子2」,10~15%存在此結構。真核生物帽子結構的復雜程度與生物進化程度關系密切。
5』帽子的功能mRNA 5』-端帽子結構是mRNA翻譯起始的必要結構,對核糖體對mRNA的識別提供了信號,協助核糖體與mRNA結合,使翻譯從AUG開始。
帽子結構可增加mRNA的穩定性,保護mRNA免遭5』 →3『核酸外切酶的攻擊。
7. 真核生物帽子結構指的是什麼
mRNA的加工修飾包括:5』 端形成帽子結構、3』端加polyA、剪接除去內含子和甲基化。
①在5』-端加帽 成熟的真核生物mRNA的5』-端有m7GPPPN結構,稱為甲基鳥苷帽子。
它是在RNA三磷酸酶,mRNA鳥苷醯轉移酶,mRNA(鳥嘌呤-7)甲基轉移酶和mRNA(核苷-2』)甲基轉移酶催化形成的。甲基化程度不同可形成3種類型的帽子:CAP 0型、CAP I型和CAP II型。鳥苷以5』-5』焦磷酸鍵與初級轉錄本的5』-端相連。當G第7位碳原子被甲基化形成m7GPPPN時,此時的帽子稱為「帽子0」。存在於單細胞。如果轉錄本的第一個核苷酸的2『-O位也甲基化,形成m7GPPPNm,稱為「帽子1」,普遍存在;如果轉錄本的第一、二個核苷酸的2『-O位均甲基化,成為m7G-PPPNmNm,稱為「帽子2」,10~15%存在此結構。真核生物帽子結構的復雜程度與生物進化程度關系密切。
5』帽子的功能mRNA 5』-端帽子結構是mRNA翻譯起始的必要結構,對核糖體對mRNA的識別提供了信號,協助核糖體與mRNA結合,使翻譯從AUG開始。
帽子結構可增加mRNA的穩定性,保護mRNA免遭5』 →3『核酸外切酶的攻擊。
8. 真核生物成熟mrna分子5'端帽子和3'端polya尾巴結構有何生物學作用
真核生物轉錄第一步合成的mrna是不成熟的,需要在5『端加上磷酸集團的帽,主要是為後面的翻譯的識別和起始有關的,在3『端加上polya(多聚a)的尾巴,防止合成的mrna被降解掉,所以對mrna的穩定性有著非常重要的意義,另外還有內含子的剪切等等,才可以稱為成熟mrna。
mRNA的結構與功能:mRNA是單鏈核酸,其在真核生物中的初級產物稱為HnRNA。大多數真核成熟的mRNA分子具有典型的5』-端的7-甲基鳥苷三磷酸(m7GTP)帽子結構和3』-端的多聚腺苷酸(polyA)尾巴結構。
(8)真核生物帽子結構的功能擴展閱讀:
帽子結構是指在真核生物中轉錄後修飾形成的成熟mRNA在5'端的一個特殊結構,即m7GPPPN結構,又稱為甲基鳥苷帽子。它是在RNA三磷酸酶,mRNA鳥苷醯轉移酶,mRNA(鳥嘌呤-7)甲基轉移酶和mRNA(核苷-2』)甲基轉移酶催化形成的。甲基化程度不同可形成3種類型的帽子:CAP 0型、CAP I型和CAP II型。鳥苷以5』-5』焦磷酸鍵與初級轉錄本的5』-端相連。
9. 真核生物mrna的5'帽子結構有何生物學功能其缺失會造成什麼後果
真核生物轉錄第一步合成的mrna是不成熟的,需要在5『端加上磷酸集團的帽子,主要是為後面的翻譯的識別和起始有關的,在3『端加上polya(多聚a)的尾巴,防止合成的mrna被降解掉,所以對mrna
的穩定性有著非常重要的意義,另外還有內含子的剪切等等,才可以稱為成熟
mrna.
10. 帽子結構的介紹
帽子結構是指在真核生物中轉錄後修飾形成的成熟mRNA在5'端的一個特殊結構,即m7GPPPN結構,又稱為甲基鳥苷帽子。它是在RNA三磷酸酶,mRNA鳥苷醯轉移酶,mRNA(鳥嘌呤-7)甲基轉移酶和mRNA(核苷-2』)甲基轉移酶催化形成的。