乳糖操纵子的调控机理.ppt

三、mRNA的加工和运输可形成转录后水平的调控 （一）、5`端加帽和3`端加多聚腺苷酸尾具有调控意义 1、5`形成一个m7GpppNp- 2、3`形成一个100∽200个腺苷酸，即poly（A） 3、核糖体的组装在细胞核内，可能保护rRNA不被降解； 4、tRNA在合成后，形成特定的空间构象，也使其具有抵抗降解的机制。 （二）、mRNA的选择剪接亦可调控基因表达 mRNA的选择剪接是指真核细胞基因表达所转录出的前体mRNA的剪接过程中，参加拼接的外显子可以不按其在基因组的线性分布次序拼接，内含子也可以不被切除而保留，即一个外显子或内含子是否出现在成熟的mRNA中是可以选择的。这种剪接称mRNA选择剪接。 mRNA选择剪接方式： 外显子选择(optional exon) 互斥外显子 内部剪接位点 内含子选择(optional intron) Bax基因转录产物的选择剪接 1 2 3 4 5 6 选择剪接产生α、β、γ三种蛋白 1 2 3 4 5 6 共含192个密码子 1 1 2 3 4 5 6 终止密码子 共218个密码子 1 3 4 5 6 共151个密码子 （三）、mRNA运输控制调节进入细胞质的mRNA量 mRNA的运输是受控制的。成熟的mRNA并不是全部进入细胞质。大约只有20%的mRNA进入胞浆，留在核内的RNA大约在1小时内降解。RNA通过核膜的运输是一个主动运输过程，RNA运输出核孔的机制，目前不清。 四、翻译水平的调节或控制 （一）、蛋白翻译起始可受特定因素的调控 1、阻遏蛋白的调控：可以结合到mRNA的5`端 5`端非编码区 铁反应元件 铁结合调节蛋白 铁 编码铁蛋白的基因信息区 2、翻译起始因子调节蛋白质合成速度 eIF-2是蛋白质合成过程中重要的起始因子，有些物质可以影响其活性。如：血红素对珠蛋白合成的调节 eIF-2 eIF-2- -Pi cAMP依赖性蛋白激酶 血红素 - + 活性降低 3、5′AUG对翻译的调控作用 在真核生物通常以mRNA为模板的翻译开始于最靠近其5`端的第一个AUG为起始密码子指导翻译。但少数mRNA中，在起始密码子AUG上游非编码区存在一个或数个AUG，称为5`AUG，由于5`AUG的开放阅读框与正常编码区的阅读框不一致，如果从5`AUG开始翻译，很快就会遇到终止密码子，从而翻译出无活性的短肽。因此有5`AUG存在会竞争抑制正常起始密码子的翻译，使正常翻译处于低水平状态。 在正常的原癌基因中其5′端的非翻译区内多存在5`AUG从而抑制了原癌基因表达。 4、mRNA 5` 端非编码区长度对翻译的影响 mRNA5`端的非编码区太短时，起始密码子由于和5`端帽子位置太近，从而不容易被40S亚基识别。当5`端的非编码区长度在17-80核苷酸之间时，体外翻译效率与其长度成正比。 第一个AUG至5`端的长度影响翻译起始效率和翻译起始准确性。 （二） mRNA稳定性调节蛋白质合成的水平 1、mRNA 3`端非编码区结构中含有一段丰富的A和U序列，是致mRNA不稳定的原因。 2、同时研究组蛋白的mRNA 3`端结构时，发现其3`端的特殊的茎-环结构，其稳定性受DNA合成调节。 （三）、小分子RNA（MicroRNA,miRNA）对翻译水平的影响 五、翻译后水平的调控 (一)、新生肽链的水解； 1、新生肽链N端的氨基酸是稳定残基还是不稳定残基，是控制其降解的一个重要因素； 不稳定残基又分一级、二级、三级三类 一级：精、赖、苏、甘、苯、亮、异亮、酪、色 二级：天冬氨酸、谷、半 三级：天冬酰胺、谷氨酰胺 2、新生肽链的运输速度是控制功能蛋白质数量的一个重要因素。 (二) 、肽链中氨基酸的共价修饰具有调节蛋白质的活性： 磷酸化、甲基化、酰基化； (三) 、通过信号肽(signal peptide)分拣、运输、定位影响蛋白的功能发挥。 近年来提出的有关基因表达的新理论---- “统一理论” 。这一理论将基因表达过程中的单个具体的事件或步骤联系在一起，从而形成一个完整的调控网络。 同时随着功能基因组时代的到来，基因的调控已不再是细胞内单个的事件，而是一个更复杂调控网络下的综合协同过程。 二、翻译水平的调控 1、SD序列对翻译的影响 SD序列(Shine-Dalgarno sequence)： mRNA起始密码前的一段富含嘌呤核苷酸的序列。(9-12bp) ?SD序列的差异对翻译的影响 ? SD序列位置对翻译的影响 2、mRNA二级结构隐蔽SD序列 某些mRNA分子中，核糖体结合位点在一个二级结构中（茎环）中，使核糖体无法结合，只有打破茎环结构，核糖体才能结合。例如：带有红霉素