真核基因表達(dá)調(diào)控

Discovery1993年,LeeRC等在線蟲(C.elegans)中意外地發(fā)現(xiàn)了一種定時(shí)調(diào)控胚胎后期發(fā)育的miRNA-lin4,它是一種非編碼RNA,長(zhǎng)度為22nt。2000年,miRNA-let7的發(fā)現(xiàn)掀起了尋找miRNA的熱潮。在線蟲（C.elegans）當(dāng)中,通過功能缺失突變體的篩選，找到了let-7/lin-41基因當(dāng)前第1頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)不同物種中的let-7基因具有序列保守性,且均可與lin-41基因的3’UTR區(qū)域互補(bǔ)在lin-41基因的3’UTR區(qū)域發(fā)現(xiàn)了let-7的互補(bǔ)區(qū)當(dāng)前第2頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)TranscriptionofmiRNAgenesbyRNAPolIITranscribedbypolIItopri-miRNA(primaryprecursor)Pri-miRNAcontainsthe7-methylguanosinecapandapoly(A)tailPolIIisphysicallyassociatedwithmiRNAgenepromotersmiRNAgenetranscriptionissensitiveto-amanitinPolIIdependenttranscriptionenablestemporalandspatialregulationofmiRNAproduction.Biogenesis當(dāng)前第3頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)當(dāng)前第4頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)DuandZamore,Development132,4645-4652.animalsplantsBiogenesis當(dāng)前第5頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)ComplexloadingselectionMalloryetal.,CurrentOpinioninPlantBiology(2008)5’terminaldependentmiRNAsorting當(dāng)前第6頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)microRNA的作用機(jī)理ReductionofmRNAstabilityPlantmiRNAsguidecleavageoftargetmRNAs(howeveronlyafewmiRNAtargetshavebeenexaminedattheproteinlevel)AnimalmiRNAsalsoreducestabilityoftargetmRNAsInhibitionofmRNAtranslationlin-4mediatedregulationoflin-14;let-7mediatedregulationoflin-41OtheranimalmiRNAscausereducedtargetproteinlevelswithoutaffectingtargetmRNAlevelsincellcultureAtleastthreeexamplesofplantmiRNAsaffectingtargetproteinbutnotmRNAlevels當(dāng)前第7頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)當(dāng)前第8頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)miRNA介導(dǎo)的翻譯抑制機(jī)制當(dāng)前第9頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)與小分子siRNA相比，miRNA在分子特性等方面是相似的，但也存在不少的差異。siRNA是雙鏈RNA，3‘端有2個(gè)非配對(duì)堿基，通常為UU；miRNA是單鏈RNA。siRNAs是由dsDNA在Dicer酶切割下產(chǎn)生，而成熟miRNAs的產(chǎn)生要復(fù)雜一些。與siRNA所介導(dǎo)的基因沉默機(jī)制不同的是，miRNA是一種內(nèi)源基因的調(diào)控機(jī)制，代表了生物自身的一套正常程序。miRNA對(duì)靶基因的調(diào)控并不依賴于其與靶基因序列的高度互補(bǔ)性，如果miRNA與靶基因mRNA存在完全或者近乎完全互補(bǔ)配對(duì)，則通過靶基因mRNA的斷裂方式調(diào)控基因表達(dá)；反之，miRNA則是通過翻譯抑制調(diào)控靶基因的表達(dá)，miRNAs的這種調(diào)控方式主要依賴于miRNA的5’端2-8寡核苷酸序列“seedregion”與靶基因mRNA的3’UTR互補(bǔ)得以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前第10頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)8.5.1蛋白質(zhì)磷酸化對(duì)基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控

細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位。細(xì)胞通過DNA的復(fù)制和細(xì)胞分裂將本身所固有的遺傳信息由親代傳至子代，實(shí)現(xiàn)增殖繁衍。它們還不斷地“感知”環(huán)境變化，并對(duì)其作出特定的應(yīng)答。細(xì)胞應(yīng)答可以分為3個(gè)階段：外界信息的“感知”，即由細(xì)胞膜到細(xì)胞核內(nèi)的信息傳遞,染色質(zhì)水平上的基因活性調(diào)控,特定基因的表達(dá)，即從DNA→RNA→蛋白質(zhì)的遺傳信息傳遞過程。8.5真核基因其他水平上的表達(dá)調(diào)控當(dāng)前第11頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)

蛋白質(zhì)的磷酸化與去磷酸化過程是生物體內(nèi)普遍存在的信息傳導(dǎo)調(diào)節(jié)方式，幾乎涉及所有的生理及病理過程，如糖代謝、光合作用、細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育、神經(jīng)遞質(zhì)的合成與釋放甚至癌變等等。當(dāng)前第12頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)真核細(xì)胞主要跨膜信號(hào)傳導(dǎo)途徑當(dāng)前第13頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)細(xì)胞表面的三類受體示意圖當(dāng)前第14頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)受體分子活化細(xì)胞功能的途徑主要有兩條：受體本身或受體結(jié)合蛋白具有內(nèi)源酪氨酸激酶活性，胞內(nèi)信號(hào)通過酪氨酸激酶途徑得到傳遞；配體與細(xì)胞表面受體結(jié)合，通過G蛋白介異的效應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)生介質(zhì)，活化絲氨酸/蘇氨酸或酪氨酸激酶，從而傳遞信號(hào)。到目前為止，已發(fā)現(xiàn)的蛋白激酶基因多達(dá)2000余個(gè)。根據(jù)底物蛋白質(zhì)被磷酸化的氨基酸殘基種類可分為三大類：1、絲氨酸/蘇氨酸型，2、酪氨酸型，3、組氨酸型。根據(jù)是否有調(diào)節(jié)物參與蛋白激酶的活性可分為兩大類：信使依賴型和非信使依賴型。當(dāng)前第15頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)

細(xì)胞表面受體與配體分子的高親和力特異性結(jié)合，能誘導(dǎo)受體蛋白構(gòu)象變化，使胞外信號(hào)順利通過質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，或使受體發(fā)生寡聚化而被激活。當(dāng)前第16頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)蛋白質(zhì)磷酸化和GTP結(jié)合蛋白參與的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程當(dāng)前第17頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)G蛋白（GTPbindingproteins）所有能與GTP結(jié)合的蛋白質(zhì)都可以稱為“G蛋白”，并不是都參與細(xì)胞信號(hào)傳遞。所有的GTP結(jié)合蛋白都具有水解GTP生成GDP的能力，即具有GTP酶的特性，所以把所有GTP結(jié)合蛋白都?xì)w屬于“G蛋白超家族”（GTP-bindingproteinsuperfamily）。在研究信號(hào)傳遞時(shí)特指與細(xì)胞表面受體偶聯(lián)的異三聚體G蛋白（heterotrimericGTPbindingprotein）。G蛋白的基本結(jié)構(gòu)：100kD左右，由α、β、γ三種亞基組成，在天然電泳中β與γ仍緊密結(jié)合在一起。α亞基分子量在39-46kD之間，差別最大，被用作G蛋白的分類依據(jù)。其共同的特點(diǎn)是，具有一個(gè)GTP結(jié)合位點(diǎn)，本身具有GTP酶的活性，即可以把GTP水解成GDP和無機(jī)磷酸.當(dāng)前第18頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)異質(zhì)G蛋白介導(dǎo)的生理效應(yīng)配體受體效應(yīng)物生理效應(yīng)腎上腺素β-腎上腺受體腺苷酸環(huán)化酶糖原水解血清緊張素血清緊張素受體腺苷酸環(huán)化酶行為敏感好學(xué)光視紫紅質(zhì)cGMP磷酸二酯酶視覺興奮IgE抗原復(fù)合物肥大細(xì)胞Ig-受體磷脂酶C分泌f-Met肽趨化受體磷脂酶C趨化性乙酰膽堿毒蠅堿受體K+通道降低起搏活性配體受體效應(yīng)物當(dāng)前第19頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)不同的Gα激發(fā)不同的調(diào)節(jié)途徑當(dāng)前第20頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)1.受cAMP水平調(diào)控的A激酶依賴于cAMP的蛋白激酶稱為A激酶（PKA），它能把ATP分子上的末端磷酸基團(tuán)加到某個(gè)特定蛋白質(zhì)的絲氨酸或蘇氨酸殘基上。被A激酶磷酸化的氨基酸N端上游往往存在兩個(gè)或兩個(gè)以上堿性氨基酸，特定氨基酸的磷酸化（X-Arg-Arg-X-Ser-X）改變了這一蛋白的酶活性。在不同的細(xì)胞中，A激酶的反應(yīng)底物不一樣，所以，cAMP能在不同靶細(xì)胞中誘發(fā)不同的反應(yīng)。當(dāng)前第21頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)A激酶當(dāng)前第22頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)非活性狀態(tài)的PKA全酶由4個(gè)亞基R2C2所組成，分子量約為150-170，調(diào)節(jié)亞基與cAMP相結(jié)合，引起構(gòu)象變化并釋放催化亞基，后者隨即成為有催化活性的單體。當(dāng)前第23頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)糖原代謝時(shí)，激素與其受體在肌肉細(xì)胞外表面相結(jié)合，誘發(fā)細(xì)胞質(zhì)cAMP的合成并活化A激酶，后者再將活化磷酸基團(tuán)傳遞給無活性的磷酸化酶激酶，活化糖原磷酸化酶，最終將糖原磷酸化，進(jìn)入糖酵解過程并提供ATP。當(dāng)前第24頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)2.C激酶與PIP2、IP3和DAG該蛋白激酶活性是依賴于Ca2+的，故稱C激酶（PKC）。IP3(肌醇-1,4,5-三磷酸)引起細(xì)胞質(zhì)Ca2+濃度升高，導(dǎo)致C激酶從胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到靠近原生質(zhì)膜內(nèi)側(cè)處，并被DAG(二?；视?和Ca2+的雙重影響所激活。DAG提高了C激酶對(duì)于Ca2+的親和力。C激酶是一個(gè)7.7×104的蛋白質(zhì)，主要實(shí)施對(duì)絲氨酸、蘇氨酸的磷酸化，具有一個(gè)催化結(jié)構(gòu)域和一個(gè)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域。與DAG結(jié)合以后還能解除調(diào)節(jié)區(qū)所造成的抑制作用，提高酶活性。當(dāng)前第25頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)C激酶磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸二酰基甘油肌醇-1,4,5-三磷酸當(dāng)前第26頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)激酶信號(hào)傳遞及基因表達(dá)示意圖磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸二?；视虳AG肌醇-1,4,5-三磷酸當(dāng)前第27頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)3.CaM激酶及MAP激酶Ca2+的細(xì)胞學(xué)功能主要通過鈣調(diào)蛋白激酶（CaM-kinase）來實(shí)現(xiàn)的，它們也是一類絲氨酸/蘇氨酸激酶，但僅應(yīng)答于細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平。MAP激酶（mitogenactivatedproteinkinase，絲裂原活化蛋白激酶）活性受許多外源細(xì)胞生長(zhǎng)、分化因子的誘導(dǎo)。MAP-激酶活性取決于該蛋白中僅有一個(gè)氨基酸之隔的酪氨酸、絲氨酸殘基是否都被磷酸化。當(dāng)前第28頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)能同時(shí)催化這兩個(gè)氨基酸殘基磷酸化的酶被稱為MAP-激酶-激酶，它的反應(yīng)底物是MAP激酶。MAP-激酶-激酶本身能被MAP-激酶-激酶-激酶所磷酸化激活，后者能同時(shí)被C激酶或酪氨酸激酶家族的Ras蛋白等激活，從而在信息傳導(dǎo)中發(fā)揮功能。當(dāng)前第29頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)4.蛋白質(zhì)磷酸化與細(xì)胞分裂調(diào)控細(xì)胞通過p53及p21蛋白控制CDK（cyclin-dependentproteinkinase,周期蛋白依賴的蛋白激酶）活性，調(diào)控細(xì)胞分裂的進(jìn)程。P21蛋白過量時(shí)，大量周期蛋白（cyclin）E-CDK2復(fù)合物與P21蛋白相結(jié)合，使CDK2喪失磷酸化PRb蛋白（retinoblastomaprotein，視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤蛋白）的功能。沒有被磷酸化的PRb蛋白與轉(zhuǎn)錄因子E2F相結(jié)合并使后者不能激活與DNA合成有關(guān)的酶，導(dǎo)致細(xì)胞不能由G1期進(jìn)入S期，細(xì)胞分裂受阻。當(dāng)前第30頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)如果細(xì)胞中P53基因活性降低，P21蛋白含量急劇下降，周期蛋白E-CDK2復(fù)合物就能有效地將PRb蛋白磷酸化。此時(shí)，PRb蛋白不能與E2F相結(jié)合，后者發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的作用，激活許

多與DNA合成有關(guān)的基因表達(dá)，細(xì)胞從G1期進(jìn)入S期，開始分裂。當(dāng)前第31頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)CDK（周期蛋白依賴的蛋白激酶）活性受雙重調(diào)控沒有周期蛋白，CDK無活性。隨著周期蛋白的合成和積累，逐步形成周期蛋白-CDK復(fù)合物。CDK上的酪氨酸位點(diǎn)被磷酸化，掩蓋了其ATP結(jié)合位點(diǎn)，ATP不能有效地與之相結(jié)合，CDK仍然無活性。CDK蛋白T-環(huán)中的蘇氨酸位點(diǎn)被磷酸化，并將其酪氨酸位點(diǎn)上的磷酸基團(tuán)去掉，其才能發(fā)揮生物學(xué)活性。同時(shí)，CDK蛋白還能使細(xì)胞中的磷酸酯酶磷酸化，以加速脫去自身酪氨酸位點(diǎn)上的磷酸基團(tuán)。有生物活性的周期蛋白-CDK復(fù)合物能將DBRP(destructionboxrecognizingprotein)磷酸化，激活泛素連接酶，把大量泛素加到周期蛋白上并使之迅速降解，CDK失活，新的周期開始。當(dāng)前第32頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)8.5.3激素對(duì)基因表達(dá)的影響激素（Hormone）是高度分化的內(nèi)分泌細(xì)胞合成并直接分泌入血的化學(xué)信息物質(zhì)，它通過調(diào)節(jié)各種組織細(xì)胞的代謝活動(dòng)來影響人體的生理活動(dòng)。它是由內(nèi)分泌腺或內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的高效生物活性物質(zhì)，在體內(nèi)作為信使傳遞信息，對(duì)機(jī)體生理過程起調(diào)節(jié)作用?，F(xiàn)在把凡是通過血液循環(huán)或組織液起傳遞信息作用的化學(xué)物質(zhì)，都稱為激素。激素的分泌均極微量，為毫微克（十億分之一克）水平，但其調(diào)節(jié)作用均極明顯。激素作用甚廣，但不參加具體的代謝過程，只對(duì)特定的代謝和生理過程起調(diào)節(jié)作用，調(diào)節(jié)代謝及生理過程的進(jìn)行速度和方向，從而使機(jī)體的活動(dòng)更適應(yīng)于內(nèi)外環(huán)境的變化。激素的作用機(jī)制是通過與細(xì)胞膜上或細(xì)胞質(zhì)中的專一性受體蛋白結(jié)合而將信息傳入細(xì)胞，引起細(xì)胞內(nèi)發(fā)生一系列相應(yīng)的連鎖變化，最后表達(dá)出激素的生理效應(yīng)。當(dāng)前第33頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)幾種常見的疏水性小分子激素的結(jié)構(gòu)式當(dāng)前第34頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)1激素對(duì)靶基因的影響許多類固醇激素（如雌激素、孕激素、醛固酮、糖皮質(zhì)激素和雄激素）以及一般代謝性激素（如胰島素）的調(diào)控作用都是通過起始基因轉(zhuǎn)錄而實(shí)現(xiàn)的。體內(nèi)存在的許多糖皮質(zhì)類激素應(yīng)答基因都有一段大約20bp的順式作用元件（激素應(yīng)答元件，簡(jiǎn)稱HRE），該序列具有類似增強(qiáng)子的作用，其活性受激素制約。靶細(xì)胞中含有大量激素受體蛋白，而非靶細(xì)胞中沒有或很少有這類受體。激素元件序列糖皮質(zhì)GRETGGTACANNNTGTTCG雌激素EREGGTCANNNTGTCC甲狀腺素TRECAGGGACGTGACCGCA當(dāng)前第35頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)固醇類激素的受體蛋白分子有相同的結(jié)構(gòu)框架，包括保守性極高并位于分子中央的DNA結(jié)合區(qū)，位于C端的激素結(jié)合區(qū)和保守性較低的N端。研究表明，激素、受體與順式元件的結(jié)合位點(diǎn)三者缺一不可，其中無論是受體蛋白與激素的結(jié)合，還是激素本身，都不是與DNA結(jié)合并激活轉(zhuǎn)錄所必需的。通常情況下，受體蛋白中激素結(jié)合結(jié)構(gòu)域妨礙了DNA結(jié)合區(qū)及轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)發(fā)揮生理功能，只有與相應(yīng)激素結(jié)合后才能打破這種障礙。當(dāng)前第36頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)當(dāng)前第37頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)Glucocorticoidsregulategenetranscriptionbycausingtheirreceptortotransportintothenucleusandbindtoanenhancerwhoseactionisneededforpromoterfunction.當(dāng)前第38頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)當(dāng)前第39頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)2.激素的作用機(jī)制有3種較為流行的假說：受體流動(dòng)假說。激素-受體復(fù)合物可在膜內(nèi)移動(dòng)并與腺苷酸環(huán)化酶結(jié)合，激活環(huán)化酶，引發(fā)后續(xù)效應(yīng)。通過激素的稀釋或解離，使受體和環(huán)化酶回復(fù)到非耦聯(lián)狀態(tài)。中介物假說。受體與酶之間可能通過膜脂耦聯(lián)在一起。有人用適量的高純磷脂酶A處理肝細(xì)胞膜后發(fā)現(xiàn)，此時(shí)氟離子仍可刺激膜上的腺苷酸環(huán)化酶活性，但對(duì)胰高血糖素的作用完全喪失。若加入膜脂則激素的作用恢復(fù)，說明去膜脂后激素的信息傳遞中斷。鄰位互調(diào)假說。根據(jù)GTP能影響激素與受體結(jié)合并進(jìn)而影響腺苷酸環(huán)化酶活性的現(xiàn)象，認(rèn)為該酶系統(tǒng)至少存在3個(gè)活性部位，即激素-受體結(jié)合部位、Mg2+-ATP作用中心和核苷酸調(diào)節(jié)部位。因?yàn)橄佘账岘h(huán)化酶有幾種不同的立體構(gòu)象，激素與GTP協(xié)同作用可使這幾種不同的構(gòu)象之間發(fā)生互變。當(dāng)前第40頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)8.5.4熱激蛋白誘導(dǎo)的基因表達(dá)能與某個(gè)（類）專一蛋白因子結(jié)合，從而控制基因特異表達(dá)的DNA上游序列稱為應(yīng)答元件。應(yīng)答元件主要有：熱激應(yīng)答元件（HSE）糖皮質(zhì)應(yīng)答元件（GRE）金屬應(yīng)答元件（MRE）應(yīng)答元件與細(xì)胞內(nèi)專一的轉(zhuǎn)錄因子相互作用，協(xié)調(diào)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。調(diào)控因子應(yīng)答元件DNA序列結(jié)合蛋白熱激HSECNNGAANNTCCNNGHSF鎘MRECGNCCCGGNCNC？佛波酯TRETGACTCAAP1血清SRECCATATTAGGSRF當(dāng)前第41頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)許多生物在最適溫度范圍以上，能受熱誘導(dǎo)合成一系列熱休克蛋白（heatshockprotein）。受熱后，果蠅細(xì)胞內(nèi)Hsp70mRNA水平提高1000倍，就是因?yàn)闊峒ひ蜃樱╤eatshockfactor，HSF）與hsp70基因TATA區(qū)上游60bp處的HSE相結(jié)合，誘發(fā)轉(zhuǎn)錄起始。當(dāng)前第42頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)熱激蛋白調(diào)控的基因表達(dá)機(jī)制當(dāng)前第43頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)當(dāng)前第44頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)當(dāng)前第45頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)8.5.5RNA的加工成熟各種基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物都是RNA，無論是rRNA、tRNA還是mRNA，初級(jí)轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物只有經(jīng)過加工，才能成為有生物功能的活性分子。1.rRNA和tRNA的加工成熟rRNA加工有兩個(gè)內(nèi)容，一個(gè)是分子內(nèi)的切割，另一個(gè)是化學(xué)修飾。真核生物的rRNA基因轉(zhuǎn)錄時(shí)先產(chǎn)生一個(gè)45S的前體rRNA，然后前體rRNA很快就會(huì)被加工降解，生成不同相對(duì)分子質(zhì)量的成熟rRNA。rRNA的化學(xué)修飾主要是核糖甲基化。tRNA基因轉(zhuǎn)錄時(shí)也可能先生成前體tRNA，tRNA基因的初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物在進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)后，首先經(jīng)過核苷的修飾，生成4.5S前體tRNA，再剪接成為成熟tRNA(4S)。當(dāng)前第46頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)原核rRNA前體加工示意當(dāng)前第47頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)2mRNA的加工成熟編碼蛋白質(zhì)的基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA。這類基因產(chǎn)物在轉(zhuǎn)錄后要進(jìn)行一系列的加工變化，才能成為成熟的有生物功能的mRNA。這些加工主要包括在mRNA的5'末端加"帽子"，在其3'末端加上poly(A)，進(jìn)行RNA的剪接以及核苷酸的甲基化修飾等。由于mRNA的這些結(jié)構(gòu)與它作為蛋白質(zhì)合成模板的功能有密切關(guān)系，所以是基因表達(dá)的重要調(diào)控環(huán)節(jié)。編碼蛋白質(zhì)的基因轉(zhuǎn)錄時(shí)首先生成前體pre-mRNA(或稱核不均一RNA，hnRNA)，然后再加工剪接為成熟mRNA。當(dāng)前第48頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)3真核生物基因轉(zhuǎn)錄后加工的多樣性真核生物的基因可以按其轉(zhuǎn)錄方式分為兩大類：簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)錄單位復(fù)雜轉(zhuǎn)錄單位。這兩種轉(zhuǎn)錄方式雖然最終都產(chǎn)生蛋白質(zhì)，但它們的轉(zhuǎn)錄后加工方式是不同的。當(dāng)前第49頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)錄單位。這類基因只編碼產(chǎn)生一個(gè)多肽，其原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物有時(shí)需要加工，有時(shí)則不需要加工。有3種不同形式：第一種簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)錄單位，如組蛋白基因，它們沒有內(nèi)含子，因此不存在轉(zhuǎn)錄后加工問題，其mRNA3’末端沒有poly(A)，但有一個(gè)保守的回文序列作為轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)。第二種簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)錄單位包括腺病毒蛋白IX、α-干擾素和許多酵母蛋白質(zhì)基因，它們沒有內(nèi)含子，所編碼的mRNA不需要剪接，但需要加poly(A)。第三種簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)錄單位包括α和β-珠蛋白基因及許多細(xì)胞蛋白基因，這些基因雖然都有內(nèi)含子，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)錄后加工剪接，還要加poly(A)，但它們只產(chǎn)生一個(gè)有功能的mRNA，所以仍然是簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)錄單位。當(dāng)前第50頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)錄單位轉(zhuǎn)錄后加工有3種不同形式當(dāng)前第51頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)復(fù)雜轉(zhuǎn)錄單位。含有復(fù)雜轉(zhuǎn)錄單位的主要是一些編碼組織和發(fā)育特異性蛋白質(zhì)的基因，它們除了含有數(shù)量不等的內(nèi)含子以外，其原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物能通過多種不同方式加工成兩個(gè)或兩個(gè)以上的mRNA。也有三種情況：利用多個(gè)5’端轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)或剪接位點(diǎn)產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)利用多個(gè)加poly(A)位點(diǎn)和不同的剪接方式產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)。這類基因調(diào)控點(diǎn)不在5‘末端和內(nèi)含子的不同剪接，而在于有兩個(gè)或多個(gè)加poly(A)位點(diǎn)，因此可通過不同的剪接方式得到不同的蛋白質(zhì)。雖無剪接，但有多個(gè)轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)或加polyA位點(diǎn)的基因。當(dāng)前第52頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)當(dāng)前第53頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)

前mRNA不同的剪接方式造成了不同組織中不同的降鈣素樣蛋白當(dāng)前第54頁\共有60頁\編于星期四\5點(diǎn)mRNA有效性的調(diào)控真核生物能否長(zhǎng)時(shí)間、及時(shí)地利用成熟的mRNA分子翻譯出蛋白質(zhì)以供生長(zhǎng)、發(fā)育的需要，是與mRNA的穩(wěn)定性以及屏蔽狀態(tài)的解除密切相關(guān)的。原核生物mRN