Page 300 - 第九版生物化学
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第十 四章 RNA 的合成                                                      285

mRNA 进行剪接加工时，异常的剪接反应会在可读框架内产生无义的终止密码子，常称作提前终                                  ~kk y, 201 8

止密码子 (premature translational-termination codon, PTC) 。 PTC 也可由错误转录或翻译过程中的移
码而产生 。 无义介导的 mRNA 降解 (nonsense-mediated mRNA decay, NMD) 是一种广泛存在于真核

生物细胞中的 mRNA 质 量 监控机制 。 该机制通过识别和降解含有 PTC 的转录产物防止有潜在毒

性的截短蛋白的产生（图 14-27) 。 外显子拼接复合体 (exon-junction complex, EJC) 是诱导无义介导

的 mRNA 降解的重要因子 。 EJC 通常位千外显子和外显子拼接点的上游附近，在翻译过程中，结合
在 mRNA 上的 EJC 会随着核糖体在 mRNA 上的滑动而被逐一移除（图 14-27) 。 如果在外显子 －外

显子的拼接点之前出现 PTC, 核糖体会被从 mRNA 上提前释放，这时 PTC 下游的 EJC 仍然保留在
mRNA 上， EJC 结合的一些蛋白质如 UPF3( 无义转录物调节因子 3) 等诱导 UPFl 的磷酸化 。 磷酸

化的 UPFl 募集脱帽酶 Dcpla 和外切酶 Xml 等，对 mRNA 进行降解 。 许多遗传性疾病是由出现

PTC 而引起的 。  免 kky, 2018

      除无义介导的 mRNA 降解外，异常转录物尚有无终止密码子引起的 mRNA 降解 (non-stop decay,
NSD 降解）和非正常停滞引起的 mRNA 降解 (no-go decay, NGO 降解）及核糖体延伸介导的降解 (ribo-
some extension-mediated decay, REMO) 等，不详述 。

       RNA 是细胞中广泛分布而且非常丰富的 一 类多功能分子。多数细胞中有三种主要的 RNA 类型：                       ?雇NOTE
mRNA 、 rRNA 和 tRNA 。 mRNA 的 一 个重要功能就是将基因组信息传递给蛋白质 。 rRNA 和 tRNA 也是
细胞内蛋白质生物合成所必需的 。

      RNA pol 以 DNA 为模板，以 5 I -三磷酸核糖核芬为原料催化合成与模板互补的 RNA, 这个过程

称为转录 (transcription) 。 转录有 RNA pol 与启动子 (promoter) 结合、起始 、 延长和终止几个阶段，

RNA 合成的方向是从 5'-+3' 。 原核 RNA pol 只有一种，全酶形式是 0-0'.2 [3[3w, 以 6 亚基识别启动

子，核心酶 0'.2 部 'w 催化合成 RNA 。 原核生物的转录终止有 p 因子依赖终止和 p 因子不依赖终止
两种方式 。

      真核细胞的核内至少具有 3 种主要的 RNA pol 。 RNA pol I 合成大部分 rRNA 前体， RNA pol II 合
成前体 mRNA (precursor mRNA) , RNA pol 皿合成 tRNA 和 5S rRNA 前体 。 真核 RNA pol 由多亚基组
成 。 RNA pol II 与启动子的结合需要多种转录因子 (transcription factor) 参与；聚合酶 II 最大亚基有狻
基末端结构域 (carboxyl-terminal domain, CTD) , 在转录起始和延长阶段被磷酸化 。

       真核前体 mRNA 的 5' - 端加上 7- 甲基鸟噤呤核芬残基的帽结构， 3' - 端通过断裂及多聚腺芬酸化加
上多聚腺芬酸尾结构，内含子通过剪接切除 。 一个前体 mRNA 分子可经过剪接和剪切两种模式而加
工成多个 mRNA 分子 。 有些真核的 rRNA 、 tRNA 和前体 mRNA 含有自身剪接内含子，这类内含子的剪
接不需要蛋白质参与，内含子自身的 RNA 具有催化剪接的功能 。 这些 RNA 具有核酶活性 。 有些
mRNA 要经过编辑 。

       mRNA 降解是细胞保持其正常的生理状态所必需的 。 mRNA 降解包括正常转录物的降解和异常
转录物的降解 。 正常转录物是指细胞产生的有正常功能的 mRNA 。 异常转录物是细胞产生的一些非
正常转录物 。 在真核细胞中，正常转录物和异常转录物的降解都有多种方式 。

      除 mRNA 、 rRNA 和 tRNA 外，真核细胞内还有核小 RNA(snRNA) 、微 RNA (microRNA, miRNA) 和
长非编码 RNA(long non-coding RNA) 等非编码 RNA, 分别与 mRNA 的剪切和基因表达调控有关（见笫

二章和笫十六章） 。 对于 RNA 生物过程的调节，可以导致蛋白质合成速率的改变以及由此而引发的
一系列代谢变化，因此了解 RNA 合成的基本原理甚为重要 。 这些原理既关系到所有生物是如何适应
环境变化的，也关系到细胞特定结构和功能的形成机制 。 mRNA 转录物的错误加工和剪切可引起疾

的生物学功能 。病，例如某些类型的地中海贫血 。 除参与蛋白质的生物合成外，非编码 RNA 等 RNA 还具有其他重要
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