真核基因表达调控 (7).ppt

初始转录本含有所有选择性加工途径所需要的分子信号。一种细胞偏好何种选择性加工途径取决于加工因子——RNA结合蛋白的特异性。负调节：抑制蛋白质可以通过与原始转录本的结合来防止剪接复合体切除内含子序列。选择性剪接可以被正负调节分子调节：正调节：而不能正常剪接的剪接复合体可以在活化蛋白的帮助下发挥剪接功能。第53页,共75页，星期六，2024年，5月（三）编辑加工可增加mRNA分子信息的内涵某些mRNAs在翻译前被编辑(editing)。结果：转录后编辑过程插入了4个U残基，从而改变了转录本的翻译读码框。机制：尚不清楚。研究人员已经发现线粒体转录一类特殊的RNA分子，其3?端有一段poly(U),其5?端序列与mRNAs被编辑的区域互补，被称为引导RNA（guideRNA）。引导RNA可能作为编辑过程的模板，并将其3?端的U转移给被编辑的mRNAs。第54页,共75页，星期六，2024年，5月（四）调解成熟mRNA的核外输出也会影响基因表达现象：估计有1/5的核内成熟mRNAs能进入细胞浆。留在核内的mRNAs约在1小时内降解。mRNA通过核膜的过程是一个主动运输过程，常常需要借助于核输出受体(nuclearexportreceptors)才可穿过9nm的核孔通道。机制：调控RNA从核运输至细胞浆的机制还不很清楚。第55页,共75页，星期六，2024年，5月（五）某些mRNA定位于细胞质的特殊区域现象：一些mRNA分子携带有信息，可以在翻译开始前自我导向定位于细胞内的特定位置。作用：在细胞的特定部位集中产生所需要的大量蛋白质。第56页,共75页，星期六，2024年，5月机制：导向信号存在于mRNA的3?端非翻译区（3?untranslatedregion,3?UTR）。mRNA被连接在附着于细胞骨架上的动力蛋白（motorproteins）上，利用其水解ATP所提供的能量沿着骨架成分朝目的方向移动，最终在目的地被锚蛋白（anchorproteins）固定。mRNA在细胞浆中随机扩散并被不断地降解，只有碰上锚蛋白才能得到保护。mRNA通过在细胞浆中的随机扩散，在其定位处被锚蛋白捕捉、固定。第二种情况第三种情况第一种情况第57页,共75页，星期六，2024年，5月mRNA分子的3种不同定位过程第58页,共75页，星期六，2024年，5月（六）通过改变mRNA分子的稳定性调控基因表达意义：降解途径保证mRNA不在细胞中累积并避免合成过多的蛋白质。不同真核基因的mRNA的降解速率大不相同。暂时需要的基因产物：半衰期可能仅为几分钟、甚至几秒钟。经常需要的基因产物：其mRNA可在多代细胞中稳定存在。第59页,共75页，星期六，2024年，5月真核细胞mRNA降解有两种途径，是由每种mRNA分子的序列所决定。Poly(A)的逐渐短缩：最常见的途径mRNA分子一旦进入细胞浆中，核酸外切酶会使Poly(A)末端逐步短缩，当剩下约30个A时，5?端发生脱帽，mRNA分子被迅速降解。一些mRNA分子的3?UTR的特殊序列有助于特殊蛋白质的结合，增加或降低Poly(A)短缩的速度。第60页,共75页，星期六，2024年，5月可将Poly(A)直接从mRNA分子上切除。这种切除也有赖于mRNA分子的3?UTR特殊序列可以被内切酶识别。另一个途径始于特殊内切酶的作用转铁蛋白受体(transferrinreceptor,TfR)mRNA分子3?UTR柄环（stem-loop）结构——铁反应元件(iron-responseelement，IRE)。例如：第61页,共75页，星期六，2024年，5月IRE-BP对转铁蛋白受体mRNA稳定性的调节低铁状态转铁蛋白受体mRNA5’编码区活化的IRE-BP3’Poly(A)n翻译TfR蛋白IRE高铁状态转铁蛋白受体mRNA5’编码区铁失活的IRE-BP3’Poly(A)nmRNA降解IRE第62页,共75页，星期六，2024年，5月（七）mRNA分子细胞质中添加Poly(A)控制蛋白翻译在一些情况下，特殊的Poly(A)尾端可以在细胞浆得以延伸。例：正在成熟中的卵母细胞与卵细胞一些存在于细胞浆的mRNA分子的3′末端只有10~30个腺苷酸（A），它们并不翻译。在卵母细胞成熟和受精后的一个特定时段，当需要这些mRNA所编码的蛋白质时，Poly(A)被添加到这些选定的mRNA分子，大大促进它们翻译的开始。第63页,共75页，星期六，2024年，5月（八）无义变化介导的mRNA降解是