基因表达

✍ dations ◷ 2025-05-16 12:55:39 #基因表现,分子生物学

基因表达(英语:Gene expression)是用基因中的信息来合成基因产物的过程。产物通常是蛋白质,但对于非蛋白质编码基因,如转运RNA(tRNA)和小核RNA(snRNA),产物则是RNA。所有已知生物都通过基因表达来生成生命所需的高分子物质。

基因表达的过程可分为转录、RNA剪接、翻译、蛋白质的翻译后修饰这几步。基因表达调控(英语:Regulation of gene expression)控制细胞的结构与功能,同时也是细胞分化、形态发生及生物体的多功能性和适应性(英语:Adaptability)的基础。不同的时间、不同的环境,以及不同部位的细胞,或是基因在细胞中的含量差异,皆可能使基因产生不同的表现。基因调节也可以作为进化变化的底物,因为基因表达的时间,位置和数量的控制可以对基因在细胞或多细胞生物体中的功能(作用)具有深远的影响。

在遗传学中,基因表达是基因型产生表现型(即可观察的性状)的最基本的层次。

基因是编码了遗传信息的DNA片段。基因组DNA由反向平行、相反互补的双链组成,每一条链都有5'端和3'端。对于一个基因而言,这两条链可以分别称为模板链和编码链。以DNA为模板合成RNA副本的过程,就称为转录。

转录发生在细胞核中,由RNA聚合酶完成。RNA聚合酶将核苷酸一个个拼接到RNA链上。新生成的RNA与DNA模板链的3' → 5'方向互补,而模板链的3' → 5'方向本身又与编码链的5' → 3'方向互补。因此,生成的RNA与DNA编码链完全相同,除了胸腺嘧啶(T)被替换成了尿嘧啶(U)。比如,DNA编码链上的"ATG"间接转录到RNA非编码链上就变成"AUG"。

原核生物中,转录只由一种RNA聚合酶完成,此过程需要一段称为普里布诺盒的DNA序列和σ因子才能开始。真核生物中,转录由三种RNA聚合酶完成,需要启动子和转录因子来启动转录。RNA聚合酶I(英语:RNA polymerase I)负责转录核糖体RNA(rRNA)的基因。RNA聚合酶II(Pol II)不仅转录所有蛋白质编码基因,还转录一些非编码RNA(如snRNA、snoRNA)。聚合酶遇到终止子后,转录过程即告结束。

原核生物的蛋白质编码基因经过转录后可直接生成成熟的信使RNA(mRNA),而真核生物在转录后首先生成一种初级转录RNA(前mRNA),而后经过一系列修饰才能成为成熟的mRNA。

修饰中有一步称为,即在前mRNA的5'端加上7-甲基鸟苷(m7G)的过程,此过程可以保护RNA不被核酸外切酶降解。m7G帽随即与帽结合蛋白异源二聚体(CBC20/CBC80)结合,辅助RNA运输到细胞质,并防止RNA被脱帽。

修饰中另一步是和。这两种修饰在前mRNA中存在多聚腺苷酸化信号序列(5'- AAUAAA-3')的条件下发生,这段序列通常位于蛋白质编码序列和终止子之间。前mRNA先被切割,然后加上约200个腺嘌呤形成聚A尾,来防止RNA降解。

相关

  • CATC代码C(心血管系统)是解剖学治疗学及化学分类系统的一个分类,这是由世界卫生组织药物统计方法整合中心(The WHO Collaborating Centre for Drug Statistics Methodology)所制定
  • California Institute of Technology加州理工学院(California Institute of Technology,缩写:Caltech)是一所位于美国加利福尼亚州帕萨迪纳的私立研究型大学,创建于1891年,以自然科学及工程学著称,常被评为世界前十的
  • 外类群外群,或称外类群,是一个分支系统学概念,指与所有近缘单系群(两个及以上)关系都较远的类群,这意味着该群在演化过程中从母群分支出去的时间要早于其他群。下面举出一些例子,其外类群
  • 煲/沸腾沸腾是在液体表面和内部同时发生的剧烈汽化现象。是物质从液态转变为气态的两种相变方式之一,另一种是蒸发。当液体上方的气压等于液体的饱和蒸汽压时,液体就会开始沸腾。如果
  • 团队运动团队运动是参与的运动员都互相合作以达成共同目标的运动。 团队运动,通常是活动中的同一团队里的个人,共同努力完成的最终目标来赢的比赛。例如把分数增加到超越敌队。团队成
  • 塔纳塔纳县是印度的一个县,位于该国西部,由马哈拉施特拉邦负责管辖,面积9,558平方公里,每年平均降雨量2,293毫米,2011年人口11,054,131,人口密度每平方公里1,157人。德里海德拉巴
  • 达延汗达延汗(蒙古语:.mw-parser-output .font-mong{font-family:"Menk Hawang Tig","Menk Qagan Tig","Menk Garqag Tig","Menk Har_a Tig","Menk Scnin Tig","Oyun Gurban Ulus Ti
  • 叶赫叶赫(满语:ᠶᡝᡥᡝ,转写:Yehe)是女真的氏族部落之一,因世居于叶赫河畔(今吉林省四平市铁东区)而得名。叶赫历史悠久,据考证,在金朝以前便有以叶赫为名的女真部族生活在东北。明朝后期
  • 普埃布罗市普韦布洛(英文:Pueblo),是美国科罗拉多州普韦布洛县下属的一座城市。建市于1885年11月15日,面积大约为54.427平方英里(140.964平方公里)。根据2010年美国人口普查,该市有人口106,595
  • 皇六女清太祖第六女(1600年-1646年),名不详。清太祖努尔哈赤的六女儿,生母是庶妃嘉穆瑚觉罗氏。她和巴布泰、穆库什、巴布海、第五女为亲兄妹关系。万历四十一年 (1613年),下嫁孝慈高皇