基因表達(dá)
基因表達(dá)(gene expression)是指細(xì)胞在生命過(guò)程中,把儲(chǔ)存在DNA順序中遺傳信息經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯,轉(zhuǎn)變成具有生物活性的蛋白質(zhì)分子。生物體內(nèi)的各種功能蛋白質(zhì)和酶都是同相應(yīng)的結(jié)構(gòu)基因編碼的。差別基因表達(dá)(differential gene expression)指細(xì)胞分化過(guò)程中,奢侈基因按一定順序表達(dá),表達(dá)的基因數(shù)約占基因總數(shù)的5%~10%。也就是說(shuō),某些特定奢侈基因表達(dá)的結(jié)果生成一種類型的分化細(xì)胞,另一組奢侈基因表達(dá)的結(jié)果導(dǎo)致出現(xiàn)另一類型的分化細(xì)胞,這就是基因的差別表達(dá)。其本質(zhì)是開(kāi)放某些基因,關(guān)閉某些基因,導(dǎo)致細(xì)胞的分化。
轉(zhuǎn)錄過(guò)程編輯在RNA聚合酶的催化下,以DNA為模板合成mRNA的過(guò)程稱為轉(zhuǎn)錄(transcription)。在雙鏈DNA中,作為轉(zhuǎn)錄模板的鏈稱為模板鏈(template strand)或反義鏈(antisensestrand);而不作為轉(zhuǎn)錄模板的鏈稱為編碼鏈(coding strand)或有義鏈(sense strand),編碼鏈與模板鏈互補(bǔ),它與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的差異僅在于DNA中的胸腺嘧啶(T)變?yōu)镽NA中的尿嘧啶(U)。在含許多基因的DNA雙鏈中,每個(gè)基因的模板鏈并不總是在同一條鏈上,亦即可作為某些基因模板鏈的一條鏈,同時(shí)也可以是另外一些基因的編碼鏈。
轉(zhuǎn)錄后要進(jìn)行加工,轉(zhuǎn)錄后的加工包括:
剪接
一個(gè)基因的外顯子和內(nèi)含子都轉(zhuǎn)錄在一條原始轉(zhuǎn)錄物RNA分子中,稱為前mRNA(pre-mRNA),又稱核內(nèi)異質(zhì)RNA(heterogenuous nuclear RNA,huRNA)。因此前mRNA分子既有外顯子序列又有內(nèi)含子序列,另外還包括編碼區(qū)前面及后面非翻譯序列。這些內(nèi)含子序列必須除去而把外顯子序列連接起來(lái),才能產(chǎn)生成熟的有功能的mRNA分子,這個(gè)過(guò)程稱為RNA剪接(RNa splicing)。剪切發(fā)生在外顯子的3’末端的GT和內(nèi)含子3’末端與下一個(gè)外顯子交界的AG處。
加帽
幾乎全部的真核 mRNA 端都具“帽子”結(jié)構(gòu)。雖然真核生物的mRNA的轉(zhuǎn)錄以嘌呤核苷酸三磷酸(pppAG或pppG)領(lǐng)頭,但在5’端的一個(gè)核苷酸總是7-甲基鳥(niǎo)核苷三磷酸(m7GpppAGpNp)。mRNA 5’端的這種結(jié)構(gòu)稱為帽子(cap)。不同真核生物的mRNA具有不同的帽子。
mRNA的帽結(jié)構(gòu)功能:①能被核糖體小亞基識(shí)別,促使mRNA和核糖體的結(jié)合;②m7Gppp結(jié)構(gòu)能有效地封閉RNA 5’末端,以保護(hù)mRNA免疫5’核酸外切酶的降解,增強(qiáng)mRNA的穩(wěn)定性。
加尾
大多數(shù)真核生物的mRNA 3’末端都有由100~200個(gè)A組成的Poly(A)尾巴。Poly(A)尾不是由DNA編碼的,而是轉(zhuǎn)錄后的前mRNA以ATP為前體,由RNA末端腺苷酸轉(zhuǎn)移酶,即Poly(A)聚合酶催化聚合到3’末端。加尾并非加在轉(zhuǎn)錄終止的3’末端,而是在轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的3’末端,由一個(gè)特異性酶識(shí)別切點(diǎn)上游方向13~20堿基的加尾識(shí)別信號(hào)AAUAAA以及切點(diǎn)下游的保守順序GUGUGUG,把切點(diǎn)下游的一段切除,然后再由Poly(A)聚合酶催化,加上Poly(A)尾巴,如果這一識(shí)別信號(hào)發(fā)生突變,則切除作用和多聚腺苷酸化作用均顯著降低。mRNA Poly(A)尾的功能是:①可能有助mRNA從核到細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn);②避免在細(xì)胞中受到核酶降解,增強(qiáng)mRNA的穩(wěn)定性。
總結(jié):基因是我們身體的一部分,它幾乎掌控著并占據(jù)我們的整個(gè)身體,我們的壽命、言語(yǔ)、行為都是由基因控制著,大家現(xiàn)在對(duì)基因了解了多少呢?科學(xué)家們的發(fā)現(xiàn)讓我們認(rèn)識(shí)且了解了基因,還不了解的朋友都來(lái)看看哦。