在轉錄中新合成的RNA往往是較大的前體分子，需要經過進一步的加工修飾，才轉變為具有生物學活性的、成熟的RNA分子，這一過程稱為轉錄后加工。主要包括剪接、剪切和化學修飾。

（一） mRNA的加工

在原核生物中轉錄翻譯相隨進行，多基因的mRNA生成后，絕大部分直接作為模板去翻譯各個 基因所編碼的蛋白質，不再需要加工。但真核生物里轉錄和翻譯的時間和空間都不相同，mRNA的合成是在細胞核內，而蛋白質的翻譯是在胞質中進行，而且許多真核生物的基因是不連續的。不連續基因中的插入序列，稱為內含子（intron）；被內含子隔開的基因序列稱為外顯子（exon）。一個基因的外顯子和內含子都轉錄在一條很大的原初轉錄本RNA分子中，分子量達1×107～2×107。而且很不均一，故稱為核內不均一RNA（hnRNA）。它們的壽命很短，只有幾分鐘。首先降解為分子較小的RNA，再經其它修飾轉化為mRNA。真核細胞mRNA的加工包括：（1）hnRNA被剪接（splicing），除去由內含子轉錄來的序列，將外顯子的轉錄序列連接起來。（2）在3′末端連接上一段約有20～200個腺苷酸的多聚腺苷酸（poly A）的“尾巴”結構。不同mRNA的長度有很大差異。（3）在5′末端連接上一個“帽子”結構m7GpppmNp。（4）在內部少數腺苷酸的腺嘌呤6位氨基發生甲基化（m6A）。

（二） tRNA的加工

原核生物的tRNA基因的轉錄單元大多數是多基因的。不但相同或不同的tRNA的幾個基因可轉錄在一條RNA中，有的tRNA還與rRNA組成轉錄單元，因此tRNA前體的加工過程包括剪切、剪接（需要核酸內切酶和連接酶催化），在3′-末端添加-CCAOH、以及核苷酸修飾轉化為成熟的tRNA。tRNA中含有許多稀有堿基，所有這些堿基均是在轉錄后由四種常見堿基經修飾酶催化，發生脫氨、甲基化、羥基化等化學修飾而生成的。

（三） rRNA的加工

原核細胞首先生成的是30S前體rRNA，經核糖核酸酶作用，逐步裂解為16S、23S和5S的rRNA：

原核生物16S rRNA和23S rRNA含有較多的甲基化修飾成分，特別是2-甲基核糖。一般5S rRNA中無修飾成分。在真核細胞中rRNA的轉錄后加工與原核細胞類似，但更為復雜。rRNA在核仁中合成，生成一個更大35～45S前體rRNA。前體分裂而轉變為28S、18S和5.8S的rRNA分子。真核生物5S rRNA前體是由獨立于上述三種rRNA之外的基因轉錄的。真核生物rRNA中也含有較多的甲基化成分。

有關RNA剪接、剪切機制的研究不僅發現了RNA分子本身具有催化功能，促使人們對酶的本質是蛋白質的傳統觀念進行重新評價，而且對于了解生命的起源和進化是有力的推動。1981年Cech研究組首次報導了喜溫四膜蟲26S rRNA前體能自我切除內含子，這一過程完全沒有蛋白質參與。目前已發現的具有催化功能的RNA有磷酸二酯酶（核糖核酸酶）、磷酸單酯酶、核苷酸轉移酶、磷酸轉移酶、RNA限制性內切酶、 tRNA 5′端成熟酶、α-1,4-葡聚糖分支酶和肽基轉移酶等。人們把具有催化活性的RNA稱為核酶（ribozyme）。

目前研究表明核酶催化rRNA、tRNA、mRNA的剪接機理是不相同的。RNA內含子有四種類型，即Ⅰ型自我拼接內含子、Ⅱ型自我拼接內含子、核mRNA內含子和核tRNA內含子。

Ⅰ型內含子自我拼接首先發現于原生動物喜溫四膜蟲26S rRNA前體（約6 400個核苷酸）中，一個含413個核苷酸的內含子的切除。此拼接過程需要有一價和二價陽離子以及鳥苷（或鳥苷酸）存在，方可自我催化剪接。該過程為二次磷酰基的轉移反應，無需供給能量。鳥苷在此作為輔因子，提價游離的3′-OH，接受內含子的5′-磷酰基，產生上游外顯子3′-OH。緊接著發生類似的第二次磷酰基的轉移，即下游外顯子5′端磷酰基轉移到上游外顯子3′-OH上，釋放出內含子，兩個外顯子完成拼接。

Ⅱ型內含子自我拼接主要存在于線粒體和葉綠體的RNA前體和mRNA的前體中，拼接反應是另一種類型的內含子自我剪切，它不需要鳥苷輔因子而是依靠內含子中一個腺苷酸的2′-OH接受內含子的5′-磷酰基，同樣發生二次磷酰基的轉移。完成拼接并釋放套索式的內含子。核 mRNA前體的拼接過程與Ⅱ型內含子類似，不同之處在于它是在U-snRNP（富含尿嘧啶的核內小分子RNA和蛋白質復合物）的參與下完成的。

核tRNA前體的拼接過程是先由核酸內切酶切除內含子順序，然后在激酶、連接酶和磷酸酯酶的作用下把兩個tRNA半分子連接起來。1984年美國Altman證實了tRNA前體的5′-末端成熟過程由RNase P催化。該酶除了蛋白質組分外，還含有一條375個核苷酸的RNA分子。在體外，當提高Mg2 濃度時，單獨的RNA組分就可催化tRNA 5′-末端的剪切過程。Cech和Altman因20世紀80年代初的重要發現，同獲1989年度的諾貝爾化學獎。

類病毒、擬病毒和衛星RNA的自我剪切機制目前已有很多實驗表明只要滿足“錘頭”狀（或發夾狀）二級結構和十幾個核苷酸的保守序列，剪切反應就會在錘頭結構右上方自動發生。