RNA 的拼接

RNA的拼接（(splicing）作用是指一种新 的RNA加工过程。自从1977年以来,几个实 验室同时报道了一些病毒和真核细胞基因的编 码序列是被非编码序列间隔开的。就是说,在 真核细胞中存在着割裂基因（(splite gene).这 样一个真核细胞基因割裂现象曾经引起了极大 的震动。编码序列叫做外显子（exon),作为其 间隔的非编码区叫做内含子（intron)。整个 DNA,包括外显子和内含子全部被转录为RNA 序列片段。这段RNA经过剪接,除去内含子 区, 将几段外显子区拼接为一个完整的RNA 的过程叫做RNA的拼接过程。如血红蛋白, 它的夕链基因就是一个由两段内含子插人外显 子之间构成的‘ii0 内含子又被称作基因的插人 序列(intervening sequence)。也就是说,成熟 的RNA序列是从相应于分割开的DNA序列 的片段装配起来的。所以,RNA拼接过程就 是割裂基因表达时RNA序列的重组过程。 在真核细胞中这种基因割裂现象是非常普 遍的。无论是细胞核、线粒体或是叶绿体的基 因中都存在割裂基因。这些基因中既有编码结 构蛋白质的,也有编码调节蛋白的。插人序列 的数目也不等。从一个基因完全没有插人序列 到一个基因被割裂50次以上。内含子的大小 范围也很不一样,可以从10个碱基对（例如在 t RNA基因中）到几万个碱基对（例如果蝇中的 homeotic基因）fai0真核细胞百分之九十以上的 非编码区中插人序列的部位千变万化。许多迹 象表明这些部位对基因表达的调节有着重要的 作用。所以研究真核细胞RNA的拼接对于了 解真核细胞基因表达的调控规律是很重要的。 RNA的拼接与生物的分化过程和发育过程都 有着极为密切的关系,它是当前分子生物学中 研究得最为活跃的课题之一。 下面我们将分两部分来介绍RNA的拼接 作用。     

拼接信号序列单碱基变异提高马传染性贫血病毒mRNA拼接效率

分别以马传染性贫血(马传贫)驴强毒(D—A EIAV)RNA和马传贫驴白细胞弱毒疫苗(DLA EIAV)RNA为模板,利用RT—PCR的方法,克隆到马传贫强、弱毒株基因组外显子2及其下游的核苷酸序列。然后将报告基因CAT插入到EIAV内含子2env阅读框架中,构成CAT拼接报告系统。同时在强毒株重组表达质粒的基础上,将其外显子-3上游拼接受体位点的核苷酸序列CAG突变为弱毒株相应位置的核苷酸序列TAG,得到强毒单核苷酸突变株重组表达质粒。用构建的3个重组表达质粒DNA转染驴血白细胞,ELISA检测转染细胞CAT浓度。结果表明：EIAV强毒株重组表达质粒中CAT蛋白表达量最高,EIAV强毒株重组表达质粒次之,EIAV强毒突变株重组表达质粒最低。由于CAT基因被插入于各重组质粒中的EIAV内含子-2里,EIAV外显子-2、3之间的拼接可导致该基因的删除,因而其拼接效率低于EIAVmRNA外显子-2、3之间的拼接效率。实验数据表明,EIAV SA2拼接信号序列单碱基变异提高了SD2-SA2拼接效率;D—AEIAV SA2-SD2拼接效率比DLA EIAV相应位点拼接效率高。     

克隆特异基因的几种新方法

从基因组中克隆特异基因是当前分子遗传学、发育生物学、基因工程和基因组图谱分析等领域中的重要研究课题。归纳各种已建立的克隆方法主要有两种策略 ,一是定位克隆 ,二是消减杂交或差异展示。本文主要对一些克隆特异基因的新方法作一简要介绍。1　外显子设陷法真核细胞的基因中大多含有较长的内含子序列 ,在形成成熟的 m RNA过程中 ,这些内含子需经拼接除掉。拼接位点两侧的核苷酸序列是保守的 ,其中 5′端保守的 AG/ GTRAGT(R为嘌呤核苷酸 ,/为剪切位点 )提供拼接供位序列 ,3′端保守的 NCAG/ G(N为任意核苷酸 )提供拼接受位序列…     

科技消息

西德的Antoine等新发现摇蚊(Chironomus thummithummi)的血红蛋白基因没有内含子。脊椎动物的肌红蛋白基因及血红蛋白基因,在同一位置上都有二个内含子,这是自脊椎动物诞生以来,在几亿年进化期间,被稳定地保留下来的。豆科植物也存在与血红蛋白类似的豆血红蛋白,它的基因有3个内含子,其中二个与脊椎动物的非常相似。这可解释为,在远古时期珠蛋白基因是有3个内含子的,其中一个在进化中消失了。摇蚊有12种血红蛋白,其氨基酸顺序与脊椎动物血红蛋白的β链约有16％的氨基酸一致。这与人肌红蛋白和八目鳗珠蛋白的一致度(19％)几乎相同。toine等分析了摇蚊珠蛋白基因中的4个(A、B、C     

昆虫的珠蛋白基因无内含子

西德的Antoine等新发现摇蚊(Chironomus thummi thummi)的血红蛋白基因没有内含子。脊椎动物的红蛋白基因及血红蛋白基因,在同一位置上都有二个内含子,这是自脊椎动物诞生以来,在几亿年进化期间,被稳定地保留下来的。豆科植物也存在与血红蛋白类似的豆血红蛋白,它的基因有3个内含子,其中二个与脊椎动物的非常相似。这可解释为,在远古时期珠蛋白基因是有3个内含子的,其中一个在进化中消失了。摇蚊有12种血红蛋白,其氨基酸顺序与脊椎动物血红蛋白的β链约有16％的氨基酸一致。这与人肌红蛋白和八目鳗珠蛋白的一致度(19％)几乎相同。toine等分析了摇蚊珠蛋白基因中的4个(A、B、c     

中心法则导论（七）

(二)RNA水平上的基因重排 自发现内含子(intron)后,证明大多数真核基因是由外显子(exon)与内含子(intron)两种成分组成。人们把在mRNA成熟过程中被删除的那些片段称为内含子,保留在成熟的mRNA中的那些片段称为外显子。但是,人们很快发现intron里面有exon,exon里面有intron,有的序列单元在形成不同的mRNA中时隐时显,有时是外显子有时是内含子以至形成外显子不显,内含子不含,内     

内含子microRNA——基因组中的暗物质

基因的内含子一直被认为是基因组中的"垃圾"序列。自上世纪末发现其编码了与RNA剪接相关的一些分子以来,人们对内含子的意义有了重新认识。随着micoRNA研究的深入,现已证实40%的microRNA由内含子所编码,这进一步提升了内含子在基因表达调控中的地位。内含子编码的microRNA长期未被人们所认识,但确实具有一定的生物学功能,可称得上是"基因组中的暗物质"。     

中华绒螯蟹蜕皮抑制激素1(Ers-MIH1)基因组DNA的分子克隆和序列分析

运用反向PCR (IPCR)技术首次克隆得到全长为 3 50 6bp的中华绒螯蟹 (Eriocheirjaponicasinensis)蜕皮抑制激素 1(MIH 1)基因组DNA序列 (GenBank检索号 :AY3 10 3 13 )。该序列包括 3个外显子、 2个内含子、 412bp的 5′端上游调控区和 917bp的 3′端UTR。编码区的第 1个内含子将信号肽分开 ,第 2个内含子将成熟肽分开。MIH 1基因的外显子和内含子接头区符合受体拼接点和供体拼接点的GT AG法则。MIH 1基因412bp的 5′端侧翼区含有和其它真核基因相似的启动子元件 ,即包括与其它节肢动物高度相似的起始子、TATA盒以及cAMP效应元件结合蛋白的结合位点序列。中华绒螯蟹MIH 1基因的组织方式与斑纹和食用黄道蟹的MIH基因相同。推导的多肽由 75个氨基酸的成熟肽和 3 5个氨基酸的信号肽组成 ,成熟肽的氨基酸序列和食用黄道蟹、三叶真蟹及美洲黄道蟹的一致性在 64% -65%之间     

无用的“内含子在生物体中的作用”

高等有机体的大多数基因包含着被称为“内合子”的区域,它不编码由该基因所产生的蛋白质的任何部分。由于基因常常是以这种方式被内含子所分隔,科学家们广泛地猜测了为什么内含子会存在在那里。他们所提出的假设既有内含子在控制基因起始中的作用,也有可能内含子没有任何功能之说。     

可动性I型内含子

真核生物绝大多数基因初始转录物的后加工过程涉及内含子(intron,亦称间插序列IVS)的切除和外显子(exon)的连接。自从Kruger和Cech等人首次发现嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)大亚基rRNA的间插序列能够催化自身切除和外显子连接以来,自我剪接内含子(self splicing intron)及其他有催化功能的RNA的例子在不断增多.RNA催化功能的发现强     

环状RNA在恶性肿瘤中的研究进展

环状RNA(circRNA)最早发现于20世纪70年,与传统的线性RNA不同,它的结构是一个闭合的共价环状分子,无5'的帽子结构和3'的poly A尾,不易被核酸外切酶降解,具有高度保守性、稳定性。circRNA的来源主要有三类:内含子序列形成的环状RNA(ciRNA),外显子序列形成的环状RNA(ecircRNA)以及内含子和外显子序列共同形成的环状RNA(EIciRNA)。目前cricRNA在核糖核酸的领域已经成为一个新的研究热点。大量研究发现,circRNA具有调节细胞增殖、分化、凋亡等作用,与肿瘤发生、发展密切相关。本文就circRNA的起源、功能及其与肿瘤关系的研究进展做一综述。     

剪接体是否属一种以RNA为基本组成的酶？

在ｍＲＮＡ的剪接 (ｓｐｌｉｃｉｎｇ)过程中 ,前体ＲＮＡ分子的内含子被切除 ,继以外显子相连成具有翻译功能的ｍＲＮＡ。剪接反应系由剪接体 (ｓｐｌｉｃｅｏｓｏｍｅ)完成 ,它是一个含有 5种细胞核内小分子ＲＮＡ(ｓｎＲＮＡ)与逾 50种蛋白质的大复合物。最近Ｎｉｌｓｅｎ报道 ,有新的实验证据表明 ,前体ＲＮＡ的剪接由剪接体的一种ＲＮＡ组分所催化 ,该组分可同一关键性金属离子结合。及后 ,Ｙｅａｎ等也指出 ,剪接体含有的Ｕ6ｓｎＲＮＡ能特异地同二价金属离子结合 ,参与剪接第一步的催化 ,提示剪接体属于金属依赖性酶类。剪接包括两个…     

药用寄生植物锁阳线粒体基因内含子序列分析

被子植物线粒体cox1基因的Group玉内含子常含有水平基因转移(horizontal gene transfer,HGT)现象。本研究对药用寄生植物锁阳(Cynomorium songaricum)线粒体基因cox1、cox2、nad1序列进行扩增分析,利用最大似然法对cox1和cox2基因内含子和外显子分别进行聚类分析,结果显示cox1内含子聚类结果与其他3个聚类结果不相符,说明该内含子可能存在水平基因转移现象。对比了锁阳6个不同居群间线粒体基因cox1、cox2、nad1外显子与内含子序列平均距离,发现6个不同居群间cox1基因内含子同源性高达100%,说明该基因内含子可能具有功能。结合生物信息学分析表明该内含子很有可能编码核酸内切酶,而DNA核酸内切酶被认为能促进内含子的转移。3'Co-conversion tracts(3'CCT)是被子植物内含子发生转移的痕迹,对锁阳cox1基因序列进行检测发现其含有3'CCT序列且长度为35 bp,RT-PCR实验验证得到cox1基因内含子可以独立转录m RNA。因此,锁阳cox1基因内含子很可能编码一个核酸内切酶,且促进了其内含子的转移。     

Science:科学家成功解析人类剪接体关键结构

正任何一个真核细胞基因组内的蛋白编码基因,不管是动物,植物,真菌还是原生生物,我们都会发现由于内含子的存在,编码基因被隔断成几个片段。当一个基因发生转录,这些内含子会在蛋白质合成之前从m RNA前体中被移除,虽然关于这些内含子的移除过程已经得到了几十年的深入研究,但是在一些三维动态结构研究技术出现之前,人们对于内含子移除过程的关键结构——     

若干有争议的直立人头骨特征在周口店和东非人科成员中的出现情况(英文)

多年来,直立人被看作是一个公认的物种;它曾分布于亚洲和非洲,也可能还曾分布于欧洲。这个物种包括了从距今180万年至距今大约20万年的人科成员。直立人标本彼此之间有着许许多多的相似之处,因此,归属于同一个物种已为众所认可(Howells 1980,Rightmire 1984)。 然而,这一观点好几年来受到一些研究者的质疑(Andrews 1984,Stringer 1984,Wood 1984)。这些研究者使用的是分支系统学方法。使用这种方法是试图复原出演化谱系中分裂出新种和其它分类单元的过程。该方法并不涉及全部相似之点,而是着重于单一的形态性状状态及其变化和分裂情况。依据这一方法,共有的衍生特征或独有的衍生特征对复原物种之间的关系才是有用的。亚洲的与非洲的直立人之间的许多共有性状常只被当作在其它分类单元里也存在的原始性状而已。 根据分支系统学方法,一些研究者(Stringer 1984,Wood 1984)强调:若干0独有的衍生性状状态或特化性仅存在于东亚的直立人之中。Andrews(1984)对原始特征作了进一步地剔除,表列出东亚直立人具有的7个近裔自性:额矢状嵴、顶矢状嵴、厚的颅盖骨、顶骨的角圆枕、枕外隆突点远离枕内隆突点、乳突裂、以及盂内突与鼓板之间的隐窝。 Andrews(1984)根据这些特征提出了一个假说,认为“人类的演化绕过了亚洲     

RNA在RNA剪接中的功能：从催化到调控

对非编码RNA功能的认识是后基因组时代的一个研究焦点,本文主要介绍非编码RNA在RNA剪接中的催化和调控功能。在RNA加工过程中,三大类内含子的剪接都是由RNA成员主导。其中Ⅰ型和Ⅱ型内含子能催化自身的切除和外显子连接反应;而核mRNA内含子的剪接则由剪接体里的小核RNA主导。Ⅰ型和Ⅱ型内含子存在于细菌、低等真核细胞和植物的细胞器内;而真核细胞的核编码蛋白质基因内全部是核mRNA内含子,并且其数目随生物体的复杂性而显著升高。一个多内含子前体mRNA通过选择性剪接产生多种,甚至上万种不同的mRNA和蛋白质,对蛋白质组的复杂度和时空表达调控至关重要。选择性剪接调控由剪接调控蛋白特异识别和结合前体mRNA里所富含的顺式RNA调控元件完成的;系统认识这两者之间的对应关系是揭示基因组表达调控网络的一把钥匙。     

盐藻线粒体GIY-YIG族归巢内切酶基因受到盐胁迫时增强转录

盐藻 (Dunaliellasalina (Chlorophyta) )极强的耐盐能力使之成为研究植物耐盐分子机制的重要模式生物 .在前期分离到的一个盐藻基因片段在盐胁迫时增强表达的基础上 ,通过RACE获得了该基因 5′端cDNA序列及部分 3′端cDNA序列 .序列分析结果表明 ,该基因是一个编码线粒体GIY YIG族归巢内切酶的Ⅰ型内含子基因 .RNase freeDNase处理及Northern杂交结果表明 ,盐藻线粒体DNA在盐处理组中可能发生了扩增 .这些结果结合前人的研究成果说明 ,该内含子基因的增强表达可能并非盐藻对抗盐胁迫的一种手段 ,而是盐藻对抗盐胁迫的副产品 .被该内含子基因插入的基因是盐藻对抗盐胁迫所需要增强表达的 .线粒体DNA的扩增可能是细胞在受到盐胁迫时线粒体数量增加的结果     

蛋白质内含子在特定氨基酸序列中的剪接

基因工程技术已经被广泛应用于抗体的生产。但是由于抗体的分子量较大,导致合成抗体较为困难。蛋白质内含子是前体蛋白质中的一段氨基酸序列,能够将自身剪切出来,并将两端的外显子连接形成成熟的蛋白质。将抗体的Fab(antigen binding fragment)和Fc(crystalline fragment)分别与蛋白质内含子(intein) 的N端(IN)和C端(IC)融合表达,利用蛋白质内含子的剪接功能,可形成完整的抗体分子。KSCDKTH是存在于抗体铰链区(hinge region)的一段氨基酸序列,如果在KSCDKTH序列中筛选到高效剪接的蛋白质内含子,即可通过蛋白质剪接,将抗体分子的Fab和Fc剪接形成完整抗体。本文筛选发现,Ssp DnaX的3种断裂蛋白质内含子(S0, S1, S11)具有在KSCDKTH序列中高效剪接的能力,这一研究结果为抗体的剪接合成提供了可行性。     

以HIV-1为骨架的慢病毒载体在其假病毒的转录本中保留其内含子不被剪切

通过在FUGW中克隆入各外源基因表达盒,如红系特异表达人β珠蛋白(HBG),或山羊乳腺特异表达人血清白蛋白(pBLG-ALB)等,研究以HIV-1为骨架的慢病毒载体FUGW在其假病毒的转录本中内含子的剪切情况.将慢病毒载体制备成假病毒后抽提其病毒RNA,通过逆转录和PCR验证其内含子剪切保留情况;同时,在相对应的慢病毒假病毒介导的转基因小鼠中也进行类似的PCR验证.在制备假病毒的转录过程中,其外源基因所携带的內含子在病毒所包含的基因组RNA中被部分保护不被剪切,且优先保护5′端的内含子.此现象正好与野生型HIV-1的保护顺序相反.     

II类内含子的研究进展

自1977年以来,发现绝大多数真核生物的基因都是不连续的,即在编码序列中间有一个或数个间插序列(intervening sequence,IVS),前者被称为外显子(exon),后者被称为内含子(intron)。在DNA转录时,外显子和内含子的全部序列都被转录,形成前体mRNA。然后经过转录后加工,引入5′端帽子结构,3′端加上一段多聚腺苷酸。再经过剪接,去除不翻译的间插序列,把翻译部分连成一条链,形成成熟的mRNA。而原核生物的基因转录成mRNA,随即翻译成蛋白质,基因是连续的,在转录和翻译的过程中不需要剪接。