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For use in ELISA, component in the F015 CHO HCP ELISA Kit
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核酶(ribozyme)是指一类具有催化功能的RNA分子,通过催化靶位点RNA链中磷酸二酯键的断裂,特异性地剪切底物RNA分子,从而阻断基因的表达.
核酶的催化功能与其空间结构有密切关系,目前已知有多种特殊结构的核酶:
RNaseP的RNA碱基(M1 RNA)、锤头型、发夹型丁型肝炎病毒RNA、1类内含子和2类内含子,大多有hammerhead structure。
不同的核酶可分为两类:
1 剪切型核酶:只剪不接,如M1 RNA
2 剪接型核酶:该酶具有序列特异的内切核酸酶、RNA连接酶等多种酶活性,如1类和2类内含子向左转|向右转
有DNase、RNase、核酸酶S1等,可水解相应的DNA和RNA,核酸酶S1可降解单链DNA和RNA,用量增大也可降解双链核酸。它可用于切去ds-cDNA合成中产生的发夹环。
(2)修饰酶
有些酶可在其他酶的作用下,将酶的结构进行共价修饰,使该酶活性发生改变,
核酶的催化功能与其空间结构有密切关系。
不同的核酶可分为两类:
1 剪切型核酶:只剪不接,如M1 RNA。
2 剪接型核酶:该酶具有序列特异的内切核酸酶、RNA连接酶等多种酶活性。
加工场所在生物体细胞质(或相关实验设备中)。
https://www.nature.com/articles/ni.3830.epdf?referrer_access_token=-Pjl2rt1nZv_1Z8JIoznz9RgN0jAjWel9jnR3ZoTv0PyprITrhfI0J5ucCRfVO-aui0xL-EVR7N2JR4xNKbXmYtj4yXphjh43zAiP6r70OSxNUbkTgT9CKdP6rhb181-RAaL3nGfbbFavHe89R525v6eyOP-tI8-8kcwVAVmKJT1UwT0dPSmOENdZt03DCnok55kvZGMawTEwNU1ehYjDg%3D%3D&tracking_referrer=news.sciencenet.cn
针对DDX家族成员在RNA识别和代谢及其在调控抗病毒天然免疫应答中发挥的重要功能,通过筛选多种DDX家族成员在病毒感染巨噬细胞天然免疫应答中的作用,发现了DDX46能显著抑制病毒感染诱导的干扰素表达
DDX46能结合到抗病毒效应分子mRNA的CCGGUU保守基序上,当病毒感染时DDX46与m6A去甲基化酶ALKBH5结合增加,使得与DDX46结合的抗病毒效应分子mRNA发生去甲基化修饰而导致其核滞留,阻滞了这些抗病毒效应分子的蛋白表达从而降低干扰素产生,最终抑制了抗病毒天然免疫应答反应
DNA聚合酶:催化脱氧核苷酸之间的聚合反应。主要是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,在DNA复制中起做用。
DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羟基上,形成磷酸二酯键;而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。
DNA聚合酶是以一条DNA链为模板,将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链;而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来。因此DNA连接酶不需要模板。
RNA聚合酶(又称RNA复制酶、RNA合成酶)的催化活性:RNA聚合酶以完整的双链DNA为模板,转录时DNA的双链结构部分解开,转录后DNA仍然保持双链的结构。真核生物RNA聚合酶:真核生物的转录机制要复杂得多,有三种细胞核内的RNA聚合酶:RNA聚合酶I转录rRNA,RNA聚合酶Ⅱ转录mRNA,RNA聚合酶Ⅲ转录tRNA和其它小分子RNA。在RNA复制和转录中起作用。 1.模板RNA的转录合成需要DNA做模板,DNA双链中只有一股链起模板作用,指导RNA合成的一股DNA链称为模板链(template strand)或称反义链(antisense strand),与之相对的另一股链为编码链(coding strand)或称有意义链(sense strand),不对称转录有两方面含义:一是DNA链上只有部分的区段作为转录模板(反义链或模板链),二是模板链并非自始至终位于同一股DNA单链上。
2.RNA聚合酶转录需要RNA聚合酶。原核生物的RNA聚合酶由多个亚基组成:α2ββ'称为核心酶,转录延长只需核心酶即可。α2ββ'σ称为全酶,转录起始前需要σ亚基辨认起始点,所以全酶是转录起始必需的。真核生物RNA聚合酶有RNA-polⅠ、Ⅱ、Ⅲ三种,分别转录45s-rRNA; mRNA(其前体是hnRNA);以及5s-rRNA、snRNA和tRNA。
3.模板与酶的辨认结合
转录模板上有被RNA聚合酶辨认和结合的位点。在转录起始之前被RNA聚合酶结合的DNA部位称为启动子。典型的原核生物启动子序列是-35区的TTGACA序列和-10区的Pribnow盒即TATAAT序列。真核生物的转录上游调控序列统称为顺式作用元件,主要有TATA盒、、CG盒、上游活化序列(酵母细胞)、增强子等等。和顺式作用元件结合的蛋白质都有调控转录的作用,统称为反式作用因子。反式作用因子已发现数百种,能够归类的称为转录因子(TF),相应于RNA-polⅠ、Ⅱ、Ⅲ的是TFⅠ、TFⅡ、TFⅢ。TFⅡ又有A、B、C、D、E、F多种及其亚类。
基本概念:
1.不对称转录:两重含义,一是指双链DNA只有一股单链用作转录模板(模板链);二是对不同基因同一单链上某些区段作为模板链而另一些区段作为编码链,即模板链并非永远在同一单链上。
2. 编码链:DNA双链上不用作转录模板的那一段单链,因其碱基序列除由T代替U而外,其他与转录产物mRNA序列相同而得名。
3.σ(sigma)因子:原核生物RNA聚合酶全酶的成份,功能是辨认转录起始区,这种σ因子称σ70,此外还有分子量不同,功能不同的其他σ因子。
基本要求:掌握转录与复制的区别,转录的不对称性,原核生物的RNA聚合酶的组成及各亚基的功能,真核生物RNA聚合酶的分类、性质及功能,原核生物启动子的结构特点,了解真核生物RNA聚合酶的组成,研究转录起始区的方法。 1.转录起始:转录的起始就是生成由RNA聚合酶,模板和转录5'端首位核苷酸组成的起始复合物。原核生物RNA5'端是嘌呤核苷酸(A、G),而且保留三磷酸核苷的结构,所以其起始复合物是:pppG-DNA-RNA聚合酶。
真核生物起始,生成起始前复合物(PIC)。例如RNA-pol-Ⅱ转录,是由各种TFⅡ相互辨认结合,再与RNA聚合酶结合,并通过TF结合到TATA盒上。
2. 转录延长:转录的延长是以首位核苷酸的3'-OH为基础逐个加人NTP即形成磷酸二醋键,使RNA逐步从5'向3'端生长的过程。在原核生物,因为没有细胞膜的分隔,转录未完成即已开始翻译,而且在同一DNA模板上同时进行多个转录过程。电镜下看到的羽毛状图形和羽毛上的小黑点(多聚核糖体),是转录和翻译高效率的直观表现。
3.转录终止:转录的终止在原核生物分为依赖Rho因子与非依赖Rho因子两类。Rho因子有ATP酶和解螺旋酶两种活性,因此能结合转录产物的3'末端区并使转录停顿及产物RNA脱离DNA模板。非依赖Rho因子的转录终止,其RNA产物3'-端往往形成茎环结构,其后又有一串寡聚U。茎环结构可使因子聚合酶变构而不再前移,寡聚U则有利于RNA不再依附DNA模板链而脱出。因此无论哪一种转录终止都有RNA聚合酶停顿和RNA产物脱出这两个必要过程。真核生物转录终止是和加尾(mRNA的聚腺昔酸poly A)修饰同步进行的。RNA上的加尾修饰点结构特征是有AAAUAA序列。
基本概念:
1.转录起始前复合物 (pre-initiation complex,PIC):是真核生物转录因子与RNA聚合酶一同结合于转录起始前的DNA区域而成的复合物。
2.加尾修饰点:真核生物mRNA转录不是在mRNA的位置上终止,而是在数百个核苷酸之后,研究发现在编码链读码框架的3'端之后,常有一组共同序列AATAAA,再下游还有相当多GC的序列,这些序列称为加尾修饰点,转录越过修饰点后,mRNA在修饰点处被切断,随即加入polyA。
3.Rho因子:是原核生物转录终止因子,有ATP酶和解螺旋酶活性。转录终止也可不依赖Rho因子。
三.真核RNA的转录后加工
1.mRNA转录后加工
真核生物转录生成的RNA,多需经加工后才具备活性,这一过程称为转录后修饰,mRNA转录后修饰包括首、尾修饰和剪接。加尾修饰是和转录终止同步的,5'端修饰主要是指生成帽子结构,即把5'-pppG转变为5'-pmGpppG。其过程需磷酸解、磷酸化和碱基的甲基化。mRNA由hRNA加工而成。真核生物基因由内含子隔断编码序列的外显子,是断裂基因。内含子一般也出现在转录初级产物hRNA。切除内含子,把外显子连结在一起,就是剪接加工。在电镜下看到加工过程,内含子往往被弯曲成套索状,因此称为套索RNA。知道剪接加工中,需要由多种Sn-RNA与蛋白质共同组成的并接体。并接体和hnRNA上的内含子边界序列辨认结合。剪接过程先由含鸟苷酸的酶提供3'-OH对其中内含子5'-端的磷酸二酯键作亲电子攻击使其断裂。断裂的外显子3'-OH对内含子3'-端的磷酸二酯键作亲电子攻击,使刚断出的外显子完全置换了内含子,两个外显子就相连起来,因此这个过程称二次转酯反应。
2.tRNA转录后加工
tRNA的转录后修饰,除了剪接加工外,还包括tRNA链上稀有碱基的形成,以及加上3'端的CCA序列。
3.rRNA的转录后加工
rRNA加工多采用自我剪接的形式。自我剪接的RNA本身形成一种特别的二级结构,称为锤头结构。锤头结构是指复合的茎环组成形态,但其中某些序列上必需是特定的碱基所占据。这种RNA结构,不需要任何蛋白质,就可以水解RNA链上某一特定位点的磷酸二酯键。也就是说,这是一种起催化作用的RNA,现称为核酶。核酶的发现,对酶学、分子生物学,进化生物学都是重要的理论更新,而且,医学上已开始利用人工设计的核酶,去消灭一些作为病原体的RNA病毒或消除一些不利于生命活动的细胞内RNA。
基本概念:
1.剪接修饰:RNA转录初级产物含有非编码组分,通过剪接除去非编码组分,把编码组份连接起来。剪接修饰最常见的是靠并接体协助的二次转酯反应,此外还可有自我剪接及需酶的剪接等剪接方式。
2.外显子:定义为断裂基因上及其转录初级产物上可表达的序列。或转录初级产物上通过拼接作用而保留于成熟的RNA中的核苷酸序列或基因中与成熟RNA相对应的DNA序列.
3.内含子:早期定义为核酸上的非编码序列。随着内含子功能的被拓宽,建议用转录初级产物上通过拼接作用而被去除的RNA序列或基因中与这种RNA序列相对应的DNA序列较全面。
4.并接体:由snRNA和蛋白质组成的核糖核酸蛋白(核蛋白)复合物。其功能是结合内含子两端的边界序列,协助RNA的剪接加工。
5.核酶(ribozyme):具有催化功能(酶的作用)的RNA分子。核酶能起作用的结构,至少含有3个茎(RNA分子内配对形成的局部双链),1至3个环(RNA分子局部双链鼓出的单链)和至少有13个一致性的碱基位点。向左转|向右转
比如用QIAGEN的RNase-free的DNase处理的,不是加了DNase就结束了,为了去除DNase(蛋白)和buffer等可能影响到后期操作的因素,所以酶解了DNA后必须纯化RNA(QIAGEN的纯化柱),这样得到的RNA才用于定量实验。即使这样,在做real-time PCR时都要加一管仅加RNA的作为阴性对照(排除DNA的污染)。
人们已经发现:HIV的Rev蛋白募集细胞转运因子Crm1来转运HIV-1的一些必须mRNA。而宿主mRNA的转运主要依赖另一个转运因子:theTap–Nxt1dimer。另外宿主mRNA的转运还需要另一个的酶——Dbp5的参与。Dbp5是含DEAD-box的解旋酶家族的一个成员。DEAD-box解旋酶利用ATP释放的能量来伸展RNA结构,游离RNA-蛋白质复合体。这个蛋白家族被认为和RNA的每一个步骤都有关系包括:前mRNA的剪切,mRNA的转运,核糖体的组装,mRNA的翻译等。Dbp5首先再酵母中被鉴定发现——积聚的核边缘的胞浆蛋白,对核mRNA的转运是必须的。后来的研究还发现其与核孔复合体(NPCs)有特异的association。最近的实验还发现Dbp5在核和胞浆之间穿梭。
给青蛙卵注射突变的Dbp5(不能利用ATP)可以阻断细胞mRNA的转运,而不影响Rev-Crm1介导的HIV-1的mRNA的转运!这有两种可能性:1,Rev-Crm1介导的mRNA不需要remodelling;2,它依赖其他的解旋酶。
Yedavalli等发现DEAD家族的另一个成员:DDX3,证实了后一种假设。——过表达的DDX3可以特异的增强Rev-Crm1依赖的核mRNA转录;抑制DDX3则相反。且DDX3可以与Crm1和Rev在体内特异的结合。所以作者认为这可能是HIV治疗的又一靶点。但这仍存有疑问:进化中DDX3不可能只为了HIVmRNA的转运而存在,抑制它可能会有不可预测或有害的后果。
cell上Yedavalli等发表的该文章的全文:http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WSN-4DN8MNH-9&_coverDate=10%2F29%2F2004&_alid=235528316&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_qd=1&_cdi=7051&_sort=d&view=c&_acct=C000053666&_version=1&_urlVersion=0&_userid=1553337&md5=7cf4d401bba6145b024a32f3309cc453
Nature上对该文章的一篇评述:NuclearRNAexportunwound——ThewaysinwhichHIVcansubvertcellularprocessesforitsownendsseemboundless.Thelatestdiscovery—acellularenzymethathelpstoexportHIVRNAfromthenucleus—revealsapossIBLedrugtarget。
大家都知道,提取RNA的时候,去除RNA酶污染,有时候是非常关键的。好多情况下,我们都是在用DEPC,但是DEPC有毒,又容易和Tris试剂中的巯基反应,没办法配制Tris试剂。
我看到过一些资料好像是说氢氧化钠配制的溶液也可以去除RNA酶,按照道理来讲,高浓度的碱可以使得蛋白变性,自然也可以使得RNA酶变性。
然后我试了试,我配制1Mol/L的氢氧化钠,这个浓度已经很高了,用配制的氢氧化钠去处理了一些吸管,烧杯,提取过程中要用到的东西。然后我又用无RNA酶水(这个实验室以前配制了不少)泡了泡这些氢氧化钠处理过的吸管烧杯之类的东西。自然,我也提取RNA试了试,似乎却没有成功。我发现最后提取的RNA浓度低,仅仅为20纳克/微升。虽然A260/A280,比值能到1.98,还不错。但是浓度很低。我跑电泳就能够猜到,没有看出来有条带。自然我后面做pcr的actin也没有结果。
虽然我这次用到的组织样,可能很少,只有小指甲的三分之一,但对于是否提取出来了RNA,我依然产生了怀疑。
幸亏我是做一个植物标本,我还有无限制的样本可以让我折腾。因此我想问的是,NaOH到底能不能去除RNA酶污染。
如果可以,该怎么用。该怎么用,该怎么用。
真核生物中有3种依赖DNA的RNA聚合酶,即RNA聚合酶I 、II、 III。RNA聚合酶I主要负责转录rRNA,RNA聚合酶II负责催化合成mRNA。
遗传信息从DNA分子转录到RNA分子中的过程称为转录(transcription)。在真核生物中,最初转录生成的RNA称为不均一核RNA(heterogeneous nuclear RNA,hnRNA)。核内不均一RNA 为存在于真核生物细胞核中的不稳定、大小不均的一组高分子RNA(分子量约为105~2×107,沉降系数约为30-100S)之总称。占细胞全部RNA之百分之几,在核内主要存在于核仁的外侧。认为hnRNA多属信使RNA(messenger ribonucleic acid,mRNA)之前体,包括各种基因的转录产物及其成为mRNA前的各中间阶段的分子,在5'末端多附有间隙结构,而3'的末端附有多聚腺苷酸聚合酶分子。这些hn-RNA在受到加工之后,移至细胞质,作为mRNA而发挥其功能。大部分的hnRNA在核内与各种特异的蛋白质形成复合体而存在着。
前信使RNA(英语:Precursor mRNA,简称为前mRNA)是一种未成熟的单链信使核糖核酸(mRNA)。前mRNA是从细胞核中的DNA模板通过转录而合成的。前mRNA构成了不均一核RNA(或称为核内异质RNA或核内不均一RNA,简称为hnRNA)数量上的主体。hnRNA这一术语通常被用作为前mRNA的同义词,尽管,在严格的意义上说,hnRNA可以包含那些并不最终成为胞浆中mRNA的细胞核RNA转录物。一旦前信使RNA被完全加工完成,他就被叫做“成熟信使RNA”、“成熟mRNA”或被称为“mRNA”。真核前信使RNA在其被加工成为mRNA之前仅短暂地存在。前信使RNA包含有两种片段,外显子与内含子。外显子是在最终的mRNA之中被保留下来的片段,然而内含子则在一步称为剪接的过程中被除去,这一步由剪接体实行(自剪接内含子除外)。
对于真核前信使RNA,附加了对5'与3'修饰的追加加工步骤。其中包括了加上7-甲基鸟苷的5'端帽以及多腺苷酸化。此外,由核小核糖核蛋白颗粒组成的剪接体也会切除真核前信使RNA的内含子。
当一条前信使RNA链被正确地加工为一条信使RNA序列时,它被细胞核输出并最终被翻译成为蛋白质,这是一个由核糖体协力完成的过程。
在原核细胞中,剪接是通过自身催化或内分解切割而完成的。并不涉及蛋白质的自身催化切割仅仅保留用作编码rRNA的那部分,而内分解切割针对于tRNA前体。

