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真核生物翻译水平的调控(真核生物翻译过程)

发布时间:2022-01-21 09:45:08 阅读:19622次 来源:百度学术

  翻译调控是指控制从其 mRNA 合成的蛋白质水平。

  在真核生物中,蛋白质合成的调节可以通过 DNA 的修饰或在细胞核内的转录水平、细胞核中的 mRNA 加工或细胞质中的翻译来发生。

  A. 通过基因变化进行调控

  基因可能会从细胞中丢失(或部分丢失),从而不再产生功能性蛋白质(例如,在红细胞分化过程中)。

  基因可以被放大。例如,药物甲氨蝶呤会导致产生数百个二氢叶酸还原酶基因拷贝,从而导致对药物的耐药性。

  DNA片段可以在基因组上从一个位置移动到另一个位置,以各种方式相互关联,从而产生不同的蛋白质。示例:产生抗体的基因的不同部分会出现许多不同的潜在序列(或排列)。

  DNA中碱基的修饰会影响基因的转录活性。

  胞嘧啶可以在其 5 位甲基化,这通常发生在启动子区域内的 CpG 岛中。

  甲基化程度越大,基因越不容易被转录。

真核生物翻译水平的调控

  B. 转录水平的调节

  蛋白是与真核生物 DNA 相关的小的基本蛋白质,可作为非特异性阻遏物。

  组蛋白乙酰转移酶或乙酰化酶(HAT 或 HAC)将乙酰化组蛋白上的赖氨酸侧链,从而降低组蛋白和 DNA 之间的电荷吸引力。

  组蛋白去乙酰化酶 (HDAC) 将从组蛋白中去除乙酸基团,从而使组蛋白与 DNA 重新结合。

  异染色质是组蛋白和 DNA 的紧密结合,代表基因组的转录失活区域。

  常染色质是指基因组的转录活性区域,其中组蛋白与 DNA 的结合已减少。

  特定基因的表达受到积极机制的刺激。

  诱导剂(例如类固醇激素)进入细胞,与蛋白质受体结合,与细胞核中的染色质相互作用,并激活特定基因。

  有些基因有不止一个启动子。因此,所使用的启动子可以在不同的生理条件下或在不同的细胞类型中有所不同。

  C. 染色质重塑调控

  核小体置换使得转录可以发生

  ATP 驱动的染色质重塑复合物将与含有乙酰化组蛋白的 DNA 区域结合。复合物中蛋白质上的溴结构域识别乙酰化组蛋白。一旦结合,使用 ATP 作为能源,复合物将移动并置换组蛋白,从而释放 DNA 区域进行转录。

  组蛋白乙酰化酶活性通常与与需要转录的 DNA 区域结合的转录因子相关,从而促进组蛋白从 DNA 中的去除和转录装置的结合。

  D. mRNA 加工和运输过程中的调节

  在加帽、多聚腺苷酸化和剪接过程中发生的调节机制可以改变氨基酸序列或从 mRNA 产生的蛋白质的数量。

  也会发生 mRNA 的编辑,并且 mRNA 的降解速率也受到调节。

  可变剪接位点可用于产生不同的 mRNA。

  可选择的多聚腺苷酸化位点可用于生成不同的 mRNA。

  mRNAs在细胞核中合成后和在细胞质中翻译前可被核酸酶降解。

  RNA 编辑涉及转录后 mRNA 中碱基的改变(“编辑”)。

  小分子和干扰 RNA (SiRNA)

  基因沉默可以通过使用小 RNA 产物 (miRNA) 来实现,miRNA 可以阻断目标 mRNA 的翻译或诱导目标 mRNA 的降解。

  miRNA分子是散布在整个染色体中的许多基因的产物,有些甚至位于它们所调控的基因的内含子中。miRNA 在细胞核中合成并加工形成活性分子,该分子将与靶 RNA 结合并消除其表达。

  E. 转化层面的监管

  它发生在引发或延伸反应期间。

  血红素通过阻止 eIF-2 的磷酸化和随后的失活来刺激珠蛋白的合成,eIF-2 是一种参与蛋白质合成起始的因子。

  干扰素刺激 eIF-2 的磷酸化,导致起始抑制。

  mRNA 中铁蛋白(一种铁储存蛋白)的铁反应元件(IRE) 和转铁蛋白受体调节各自 mRNA 的翻译。这些元素要么使 mRNA(转铁蛋白受体)不稳定,要么在铁水平高时允许翻译 mRNA(铁蛋白)。

  意义

  真核细胞中的翻译控制对于营养缺乏和压力、发育和分化、神经系统功能、衰老和疾病期间的基因调控至关重要。

本文链接:https://www.zjby-biotech.com/news/hydt/752.html

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