人血红蛋白成熟mRNA框架结构构建

来源 :云南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yanjinghai
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在生物体内,pre-mRNAs总是和蛋白质结合的,裸露的RNA特别容易降解,在现在的试验条件下,很困难去萃取、提纯和结晶RNA。迄今为止,通过X-晶体衍射或核磁共振(NMR)尚未测定全长的pre-mRNAs,在体内更难以测定RNA的结构。在当今RNA结构分析中,理论预测和模拟起着日趋重要的作用。在进行RNA的二级结构预测时,如何考虑细胞中RNA合成过程的共转录折叠,是一个非常有意义的问题。   对于序列、结构、功能和医学背景,血红蛋白基因是研究得最清楚的基因之一,但对于pre-mRNA的折叠和剪接机制还是不清楚。鉴于从实验上剖析共转录折叠精细结构的困难,本文构造了一种称之为“动态延伸折叠模拟”方法,以人珠蛋白基因的pre-mRNA为对象,详细“表演”了共转录折叠的图象。模拟过程以30nt为起始序列,每次顺序增加30nt,1~30,1~60,1~90,1~120,……,1~the end nt,采用RNAstructure二级结构预测程序,得出每一个片断序列的折叠二级结构。结果发现,有些发夹是“保守”的,出现于某一时刻就一直存在至其后的所有折叠中。有些出现于部分折叠片断,有些仅出现一两次。这种情况生动地再现了共转录折叠中那些暂时性结构单元的生成与调整。正是这些发夹,支撑了RNA合成结束时的热力学稳定结构,它们有可能影响到RNA的剪接加工,甚至蛋白质合成的折叠结构。   动态延伸折叠的结果分析提示,在某种意义上,外显子连接的再折叠,加入了共转录折叠和剪接作用。一种稳定的折叠框架结构,对于认识剪接位点的精确识别和剪接的顺式元件发挥作用的机理足必要的。   为了使预测所得到的mRNA的二级结构更加接近于mRNA的天然结构,本文用动态延伸折叠模拟方法,基于表征RNA二级结构的一维符号序列,得到人血红蛋白pre-mRNA二级结构中较为保守的发央模体(hairpin motif)和链构象,经过pre-mRNA内含子的剪接加工及再折叠重要步骤,并且对其进行对比分析,从而建立mRNA折叠二级结构的“框架结构”。   10个珠蛋白基因的人类pre-mRNA分子中,唯有HBA2和HBA1的CDS完全相同。但更突出的特征是:两者的pre-mRNA和成熟mRNA的折叠二级结构,特别是“框架结构”,均存在着与生物学功能相关的结构性异同,框架结构比较简单、比较普适,因而具有很高的保守性。   通过分子建模对HBA2和HBA1成熟mRNA框架结构中的相同部分,即以多分支环4为核心的区域,构建了一个三维模型。结果显示,动态延伸折叠模拟得到的mRNA二级结构元件的保守程度不同,相对应的部分在三维构象中的规则程度也有差异。在二级结构中,分支环上较为保守的部分在三维结构中倾向于更加规则。   我们的工作对mRNA的折叠和剪接机制提出了新的见解,并为进一步的研究打下了基础。本文的研究还提示,我们构建的mRNA框架结构可能成为替代其天然结构的,一种能够保持基本生物学功能的简洁而有效的实用结构。
其他文献
坚持可以创造奇迹.一位院士告诉我们:“科技创新的历史是一部战胜艰难困苦的历史.”近日,编辑部接到通知,《创新科技》被评为“河南省自然科学一级期刊20佳”,像阳光直射进室
双组分调控系统(two-component system,TCS)是原核生物中最主要的信号转导系统,通常由组氨酸激酶(histidine kinase,HK)和效应调节蛋白(responseregulator, RR)两类在结构上相对
同步网是电信三大支撑网之一,由节点时钟和传递同步定时信号的同步链路构成。其作用是准确地将同步定时信号从基准时钟传送到同步网的各节点,调整通信网中数字设备的时钟并保
利用整合分析方法挖掘人类致病基因在生物信息学和疾病病理学研究中变的越来越重要。现今,蛋白质互作网络通常被用来建立基因与疾病之间的关联,进而挖掘预测复杂疾病的候补基因
肿瘤坏死因子(TNFα)的信号转导为研究细胞信号网络的时空调节提供了一个理想的模式系统。TNFα是一个炎症诱导细胞因子,属于TNF超级家族的一员。TNFα调节着很多重要的生物学
弹载电子数据记录器系统是为回收遥测试验数据而研制的数据记录器系统。它能完成导弹飞行过程中各种遥测信号的采集、编码和存储,并能在存储器半硬回收后完成遥测数据的回收和
在鸡足山野外实地踏查的基础上,按系统取样为主,典型取样为辅的取样原则布设样地171个,测量了样地的海拔、坡度、坡向、湿度和温度等生态因子,并采集土样分析了有机质、全氮、全
本课题研究的基于FPGA平台的停车场视频车位检测装置是停车场管理信息系统的重要组成部分,在FPGA平台上以硬件算法实现了停车场车位检测的功能。同时该系统由于是基于硬件算
Reed-Solomon(RS)码作为差错控制编码中的重要一类码,在现代数字通信和存储系统中有着非常广泛的应用。RS解码算法和相关硬件实现的研究是RS码研究中的核心部分,主要包括了RS的
TH17细胞,作为一群效应性CD4+T细胞,可以产生IL-17A,IL-17F,IL-22,在黏膜防御,屏障组织完整性以及自身免疫疾病发生中有着关键性的作用。根据发现它们的位点和诱导它们分化的条件,TH