掌握转录后加工。

原核生物mRNA的转录产物，一般无需加工已具有活性，即可作为翻译的模板，近年也发现需要添加3’polyA的现象。而对rRNA和tRNA转录产物的加工、修饰了解比较多，分别叙述如下：

㈠ rRNA的加工

㈡ tRNA的加工

1．RNA酶III：

2．RNA酶D：

3．RNA酶P：

4．tRNA核苷酸转移酶：Ⅱ型tRNA没有3’端的CCA，I型tRNA的3’端CCA亦有被核酸酶降解的可能性。此酶以ATP和CTP为原料催化tRNA3’端CCA的形成。

 一、真核生物RNA转录后的加工

㈠ rRNA转录后的加工

真核生物的rRNA有5S、5.8S、18S和28S四种，其中5.8S、18S和28S是由RNA聚合酶I催化一个转录单位，产生45SrRNA前体，rRNA转录后加工包括前体rRNA与蛋白质结合，然后再切割和甲基化。

在研究rRNA转录加工的过程中，发现某些真核生物如四膜虫（Trtrahymena）的26S

rRNA的前体为6.4kb，含有414核苷酸的内含子，可以在完全没有蛋白质的条件下，自身剪接，能很准确地将414核苷酸内含子剪除，而使两个外显子相连接为成熟的26SRNA。这种具有催化功能的RNA称为核酶（ribozyme），意为可切割特异性RNA序列的RNA分子。核酶的二级结构有多种，其中一种呈槌头状（hammerhead）结构，含有若干茎（stems）和环（loops）。例如烟草环斑（rinsport）病毒的卫星RNA的自身剪接序列具有槌头状结构。

根据核酶的槌头状结构，通过人工设计合成，可使原来没有核酶活性的RNA，成为具有核酶活性的RNA，用于阻断病源生物或肿瘤基因的表达，为对感染性疾病及肿瘤的治疗提供了新的思路。如图13-12所示，下半部的24核苷酸链，是没有核酶活性的病原体或肿瘤的RNA，，根据槌头状结构原理，人工设计合成上半部的19核苷酸链，与其配成槌头状结构，使下半部分成为人工核酶的特异切割部位，阻断其表达，达到防治某些疾病的目的。例如，现已在探索用核酶来破坏人免疫缺陷病毒（HIV）的临床治疗方案。

㈡ tRNA转录后的加工

前tRNA的加工包括切除和碱基修饰，有些则需剪接。

前tRNA的碱基约有10%需要酶促修饰，修饰有如下类型：①前tRNA3’端的U由CCA取代；②嘌呤碱或核糖C2’的甲基化；③尿苷被还原成双氢尿苷（DH）或核苷内的转位反应，成为假尿嘧啶核苷（Tψ）；④某些腺苷酸脱氨成为次黄嘌呤核苷酸（AMP→IMP）。

㈢ mRNA转录后的加工

真核生物mRNA由RNA聚合酶II催化转录，初始产物为核不均一RNA（heterogeneousnuclear RNA，hnRNA），新生的hnRNA从开始形成到转录终止，就逐步与蛋白质结合形成不均一核糖核蛋白（hnRNP）颗粒，前mRNA加工的顺序是形成5’帽子结构；内切酶去除3’端的一段序列；polyA聚合酶催化形成3’polyA尾；最后是剪接去除内含子转变为成熟的mRNA。

1．5’帽的形成：hnRNA 5’端的第一个核苷酸通常为三磷酸鸟苷（5’-pppGpN-），在磷酸酶催化下去除γ-磷酸基团形成5’-ppGpN···，经鸟苷酰转移酶催化与另一个GTP（pppG）作用生成GpppGpN···，在鸟嘌呤-7-甲基转移酶作用下，以S-腺苷蛋氨酸为甲基来源，生成m7GpppGpN···，再经2’甲基转移酶催化，使5’端原来的第一位，甚至第二位核苷酸的2’-O位甲基化，形成m7GpppGmN···，或m7GpppGpmNm···。

可见5’帽结构有三种形式；m7GpppGpN···为帽0，m7GpppGmpN···为帽1，m7GpppGmpNm···为帽2。不同真核生物的mRNA或同一生物的不同mRNA有不同的5’帽结构。

2．前mRNA 3’端切除及加poly A尾：除组蛋白的mRNA外，真核生物的所有mRNA都有3’polyA尾。研究表明，由于结构基因中编码链的3’端没有polyA序列，mRNA的polyA尾是转录后加工形成的，其过程是：加polyA位点上游10～35核苷酸处有AAUAAA序列，下游约50核苷酸处有富含GU序列，这两处序列是剪切和加polyA所需的信号。首先由剪切和聚腺苷化特异因子（cleavageand polyadenylation specific factor，CPSF）结合到上游富AAUAAA序列，剪除刺激因子（cleavagestimulation factor，CSF）与下游富含GU序列作用，剪除因子Ⅰ、Ⅱ（cleavagefactor，CF）相继与之结合，使其更趋稳定。在剪除之前，polyA聚合酶结合到复合物上，使剪切后游离的3’端能迅速腺苷酸化。polyA的生成分二个阶段，如图13-14。

3．mRNA的剪接：真核生物编码mRNA的基因是断裂基因，有外显子和内含子并共同转录于初始转录产物中，须将转录产物中的内含子去除，并把外显子连接为成熟的mRNA分子，这个过程称为剪接（splicing），剪接位点在外显子的3’端与内含子的5’端连接点及内含子3’端与下一个外显子5’端连接点。为便于叙述，把位于内含子5’端的剪切点称为5’端剪接点，位于内含子3’端的剪切点称为3’端剪接点。

丙酮酸激酶的可变剪接

丙酮酸激酶M₁ 型和 M₂型本是同一条基因，在 alternative splicing（可变剪接）的作用下分别表达为两种不同的蛋白。其中 M₁型存在于肌肉细胞中，活性很正常很稳定；但 M₂型则存在于癌细胞中，易受调节而失活，从而造成细胞代谢紊乱 (Mazurek, S. 2011 Int. J.Biochem. Cell Biol. 43, 969-980。