大师作文网简要阐述真核生物如何实现其基因表达调控?
来源：学生作业帮 编辑：大师作文网作业帮 分类：生物作业 时间：2024/11/13 21:25:13
简要阐述真核生物如何实现其基因表达调控?
一.转录起始的选择
在真核生物中同一个基因由于转录起始的不同可以产生不同类型的酶.例如酵母蔗糖酶基因以一种分散的多基因家族存在,有6个基因（Suc1~5,7）位于不同的染色体上.每一个基因都可以转录合成蔗糖酶,但有胞内酶和胞外酶两种不同形式.前者的合成不受葡萄糖存在的影响,但含量低；后者的合成受到葡萄糖的抑制.葡萄糖的存在与否使其活力相差100~1000倍,两种酶的结构相似,胞外酶仅多了信号序列,经切除后胞外酶比胞内酶在N-端仅多了一个Ser经分析发现Suc-2 基因有3个TATA框,但尚不清楚和2种酶的关系,也没有确定是否存在cAMP-CAP位点.
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.在唾腺中产物的浓度是肝中的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PL高30多倍,但唾腺细胞中amy的mRNA浓度要比肝脏中的高100倍,表明可能还受到其它调控因素的影响.
二．选择性加工
即使是同一个基因,相同的初始mRNA,但由于5′端,内含子及3′末端等选择的不同,使成熟的mRNA也不同,结果编码了功能不同的蛋白.
(一)不同5′端的选择
前面所举的小鼠淀粉酶的例子实际上也是属于5′端的不同选择.这是由于一个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.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′编码区都不同,在大鼠中也发现编码的肝球蛋白链的单个基因在不同组织中同样通过不同的转录后加工来调节表达.
(二)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.
(三)选择不同外显子
例如大鼠的肌钙蛋白（torponin T）基因在不同的发育阶段以及不同横纺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
在真核生物中同一个基因由于转录起始的不同可以产生不同类型的酶.例如酵母蔗糖酶基因以一种分散的多基因家族存在,有6个基因（Suc1~5,7）位于不同的染色体上.每一个基因都可以转录合成蔗糖酶,但有胞内酶和胞外酶两种不同形式.前者的合成不受葡萄糖存在的影响,但含量低；后者的合成受到葡萄糖的抑制.葡萄糖的存在与否使其活力相差100~1000倍,两种酶的结构相似,胞外酶仅多了信号序列,经切除后胞外酶比胞内酶在N-端仅多了一个Ser经分析发现Suc-2 基因有3个TATA框,但尚不清楚和2种酶的关系,也没有确定是否存在cAMP-CAP位点.
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.在唾腺中产物的浓度是肝中的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PL高30多倍,但唾腺细胞中amy的mRNA浓度要比肝脏中的高100倍,表明可能还受到其它调控因素的影响.
二．选择性加工
即使是同一个基因,相同的初始mRNA,但由于5′端,内含子及3′末端等选择的不同,使成熟的mRNA也不同,结果编码了功能不同的蛋白.
(一)不同5′端的选择
前面所举的小鼠淀粉酶的例子实际上也是属于5′端的不同选择.这是由于一个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.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′编码区都不同,在大鼠中也发现编码的肝球蛋白链的单个基因在不同组织中同样通过不同的转录后加工来调节表达.
(二)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.
(三)选择不同外显子
例如大鼠的肌钙蛋白（torponin T）基因在不同的发育阶段以及不同横纺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