第十四章 细胞分化与基因表达调控.ppt

mRNA稳定性的调控 ◆mRNA的寿命与它的多聚(A)尾巴长度有关 ◆哺乳动物细胞内mRNA的降解途径说明一旦多聚(A) 尾巴减少到一定长度，mRNA会迅速降解 ◆3’UTR的核苷酸顺序的不同似乎在多聚(A)尾巴变短时扮演一个与降解速率有关的角色 polyA尾影响mRNA的稳定性 polyA逐步消减到完全消失，常常是mRNA开始降解的先兆。 polyA尾调节mRNA的翻译效率 带有polyA的mRNA比脱尾的相应mRNA翻译效率高得多，且影响程度与polyA尾的长度呈正相关。 polyA尾的调节作用 polyA的长度与半衰期有关 不同种类mRNA的polyA长短不一，不同进化程度的polyA的平均长度也有差异。哺乳动物细胞polyA平均长度为200-250个腺苷酸，而低等真核细胞的polyA较短，平均为100nt。mRNA的半衰期与polyA尾的长度呈正相关。 2、5’UTR对翻译的调节 5’端m7G帽子结构 保护mRNA免遭5’外切酶的降解，增加mRNA的半衰期；有利于mRNA从细胞核向胞质转运。 mRNA前导序列 前导序列长度在17-80nt的范围内，体内翻译效率与前导序列的长度成正比。 eIF-4F的磷酸化能提高翻译速度 真核细胞翻译起始因子4F（ eIF-4F ）由3个基本亚基组成（eIF-4E，eIF-4G，eIF-4A），其中eIF-4E可直接与mRNA5‘端m7G帽子结构结合。当其被磷酸化后，可显著提高翻译速度。 eIF-2α的磷酸化抑制翻译起始 3、蛋白质修饰对翻译效率的影响 * 短期调节（short- term regulation ） 对环境条件的改变或者细胞的及组织的生理条件的改变作出反应。 长期调节(long-term regulatiion长期调节是受到内在程序化的控制和外界环境的变化关系不大。 基因的活性是指具有表达的基本条件。 基因的表达是指具备表达的充分条件 * * 网上图,单独的图片,在资料中 * DNA序列序列没有变化，但经过化学修饰后调节基因表达，化学修饰可以稳定遗传的，即来自母本的基因甲基化后代仍被甲基化 * 组成型剪接：大多数前体mRNA都含有多个内含子，他们常被有序的逐一切除，形成一个由各外显子连接而成的成熟mRNA，这种剪接方式称~。 交替剪接（alternative splicing)：来自同一个基因的前体mRNA中某个内含子5’端供点又可在特定条件下与另一个内含子的3’端受点进行剪接，从而删除这两个内含子及其中间的全部外显子和内含子。这样，一个前体mRNA就可因剪接方式不同产生多种mRNA，转译出多个不同蛋白质，这样的剪接方式称为交替剪接. * 即使是同一个基因，有相同的初始mRNA，但由于5′端，内含子及3′末端等选择的不同选择，使成熟的mRNA也不同，结果编码了功能不同的蛋白。 ? 一．5′端的选择 　??? 有的基因具有两个启动子区，每一区都有它自己的组织调控元件，那么两个长度不同的转录本将会产生组织特异性mRNA和蛋白产物。如小鼠的唾腺、肝脏和胰脏都能合成α-淀粉酶，但在3个组织中α-淀粉酶的浓度不同。小鼠的第3号染色体上有两个连锁的α-淀粉酶基因amy-1和amy-2，amy-1在唾腺和肝中表达，amy-2却在胰脏中表达（图18-43）。在唾腺中产生的α-淀粉酶的浓度是肝中的100掊。这是由于在不同的组织中使用了amy基因 5′端的2个不同启动子。在唾腺中使用的启动子PS较强，转录活性比肝脏中使用的启动子PL高30多倍，但在唾腺细胞中amy的mRNA浓度要比肝脏中的高100倍，表明可能还受到其他调控因素的影响。 * 选择不同的3′端 同样的一个基因在不同组织中由于3′端加尾位点的选择不同也可产生不同的mRNA，而形成不同的产物。如大鼠甲状腺中合成的降钙素（calcitonin）和脑下垂体合成的神经肽（neuropeptide），都是由同一个基因编码的，由于3′端加尾位点的选择不同，使其mRNA的3′端的编码区不同，导致最终合成的产物也完全不同（图18-44）。 ? * 选择不同外显子 　 例如鸡的肌球蛋白（myosin）轻链基因在心脏和砂囊中转录后产生的成熟mRNA就不同，前者为LC1（light chain），后者为LC3，它们具有相同的3′编码区，但5′编码区却不同（图18-45）。大鼠的肌钙蛋白（troponin T）基因在不同的发育阶段以及不同横纹肌种类中由于不同的选择性剪接内含子，结果产生了不同的肌钙蛋白T（图10-42）。 * PABP：多聚腺苷酸结合蛋白（polyA－binding protein）结合与多聚腺苷酸尾，控制polyA的长度 * 前导序列即5‘非翻译区，从5’帽子结构