tRNA加工

tRNA基因往往成簇存在,不論在原核或真核生物中均如此。原核或真核生物的rRNAs和tRNAs都是以更為複雜的初級轉錄本形式被合成的,然後才能加工成為成熟的RNA分子。

概述

不論原核或真核生物的rRNAs和tRNAs都是以更為複雜的初級轉錄本形式被合成的,然後才能加工成為成熟的RNA分子。然而絕大數原核生物的mRNA卻不需加工,仍為初級轉錄本的形式。相反,真核生物從斷裂基因產生的mRNA要經過複雜的加工歷程,包括去除內含子的剪接反應(splicing)。

tRNA加工

tRNA基因往往成簇存在,不論在原核或真核生物中均如此。在E.coli中,至少某些tRNAs能聚在一起。形成操縱子,並由一個啟動子轉錄成一條長的前體RNA鏈。例如,T4噬菌體即有由8個tRNA基因所組成的簇。雖然情況各有不同,但有一條共同規則:每個tRNA均是一個長的前體RNA的一部分。E.coli中已找到兩個tRNA基因簇,二者均除tRNA基因外尚含有其他基因。這兩個基因簇均含有酪氨酸tRNA的基因,故即以此命名: tyrU簇,包括4個tRNA基因,tRNAThr,tRNAGly,和tRNATyr;tyrT簇,則僅包含兩個相同的基因,編碼tRNATyr。在每個tRNA基因簇中,唯一的啟動子常位於第一個tRNA基因之前。在最後一個tRNA基因的後面還有編碼蛋白質的基因。在tyrU簇中是基因tutB(編碼延長因子EF-Tu的兩個基因之一)。而在tyrT簇中是編碼蛋白質P的基因(蛋白質P是一種類似魚精蛋白的多肽)。

E.coli中還有一種RNA酶P,它是一種內切核酸酶,負責切割所有tRNA分子的5'端,不論是在其與5'前導序列的接頭處,還是在順反子之間的序列處。RNA酶P是一種不尋常的酶。它由蛋白質和RNA二者組成,分子中RNA有375個鹼基長(約130KD);而蛋白質組分要小得多,大約只有20KD。在E.coli中,基因rnpA編碼其蛋白質組成,而rnpB編碼RNA部分。這兩個基因相隔甚遠。RNA和蛋白質這兩個組分對RNA酶P的催化活性似乎都是必須的。

還有一個酶叫做RNA酶D,它能從RNA的3'端一個一個地切去鹼基,以產生tRNA的真正的3'端(5'端由RNA酶P產生)。另一個也帶有外切核酸酶活性的酶是RNA酶Ⅱ,它能夠將tRNA完全分解完。以前認為它亦tRNA加工有關,但目前認為它可能僅和RNA的分解代謝有關。

在細菌中有兩種tRNA前體,其區別在於其3'端的序列。Ⅰ型分子有CCA三聯體在其3'端。但某些噬菌體編碼的Ⅱ型分子則沒有CCA序列。當其他鹼基被一個一個從前體分子上除去後,另由稱為tRNA核苷酸轉移酶的將CCA加到3'端上去。目前認為,真核生物中可能所有的tRNA前體都屬於Ⅱ型,在成熟時都需要通過酶的作用,在其3'端加上CCA序列。

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