【文章內(nèi)容簡介】 聚合酶 ， 因此當 RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄出終 止位點 CUU時， Rho因子正好趕上； Rho因子水解 ATP釋放能量 ， 拆 開 DNARNA雜合鏈 ， 轉(zhuǎn)錄遂終止 。 但 若在 Rho因子與 RNA聚合酶之間存在 著核糖體 ， 則 Rho因子不能終止轉(zhuǎn)錄 1C 原核生物的 RNA結(jié)構(gòu)調(diào)控 b RNA轉(zhuǎn)錄的抗終止作用 在某些特殊條件下 ， 由 RNA聚合酶引導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄并不能在終止子處順利終止 ， 這種現(xiàn)象稱為 “ 轉(zhuǎn)錄過頭 ” ， 其發(fā)生 RNA的結(jié)構(gòu)調(diào)控是一種轉(zhuǎn)錄啟動后的基因表達調(diào)控方式，其主要形式表現(xiàn)為轉(zhuǎn)錄的 終止 與 抗終止 作用。 機制是細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)錄 抗終止 作用。 細菌衰減子依賴性的轉(zhuǎn)錄抗終止作用 某些細菌的 結(jié)構(gòu)基因含 有 兩個順式 終止子 ，其 中 一個 位于 基因上游的 編碼區(qū)內(nèi)， 另一個則位 于正常的基因編碼區(qū)下游。細胞內(nèi)條件的變化，可使基因的轉(zhuǎn)錄在兩個 順式終止子結(jié)構(gòu)的某一個處終止。這種結(jié)構(gòu)稱為 衰減子 。 細菌衰減子的轉(zhuǎn)錄抗終止機制 大腸桿菌的色氨酸操縱子中含有 一個 衰減子 結(jié)構(gòu) 。 在基因的 5’端 編碼區(qū)有兩個連續(xù)排列的 色氨酸 密 碼子 。 當細胞內(nèi) 色氨酸匱乏時 核糖體在 色氨酸密碼子處暫停翻 譯 ， 衰減子的 2鏈 和 3鏈 形成雙鏈 結(jié)構(gòu) ， 第一個終止子結(jié)構(gòu)不能形 成 ， 轉(zhuǎn)錄繼續(xù)進行；當細胞內(nèi) 色 氨酸充足時 ， 翻譯不在 色氨酸密 碼子處停止 ， 結(jié)果產(chǎn)生終止子結(jié) 構(gòu)，轉(zhuǎn)錄遂終止。 噬菌體抗終止因子依賴性的轉(zhuǎn)錄抗終止作用 大腸桿菌 l 噬菌體 早早期基因和早期基因的表達產(chǎn)物往往是晚期 基因表達的調(diào)控因子 。 早早期基因表達產(chǎn)物的調(diào)控機制有兩種： 一是作為 s 因子 識別早期基因和晚期基因啟動子 ， 啟動表達這兩 組基因；二是作為轉(zhuǎn)錄 抗終止因子 ， 使宿主細胞的 RNA聚合酶轉(zhuǎn) 錄過頭 ， 導(dǎo)致早期基因和晚期基因的表達 。 這兩種方式均為正調(diào) 控作用。 噬菌體抗終止因子的作用 大腸桿菌 l噬菌體感染大 腸桿菌后 ， 在 PL啟動子的介 導(dǎo) 下表達出抗終止因子 N蛋 白 ， 它以一種獨特的方式使 阻止 Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止作 用 ， 使早早期基因轉(zhuǎn)錄過頭 并轉(zhuǎn)錄出早期基因的 mRNA N蛋白的半衰期只有五 分鐘 ， 它決定了早期基因表 達周期的長短。 tL1 tR1 PL PR N cro 左向轉(zhuǎn)錄單位 右向轉(zhuǎn)錄單位 抗終止因子 N tL1 tR1 抗終止因子的工作原理 大腸桿菌 l 噬菌體的抗 終止因子 N特異性識別早早 期基 因內(nèi)部的 nut位點 ， 并且 在 RNA聚合酶到達這里時與 之結(jié)合 ， 形成復(fù)合物 。 這種 復(fù)合物能有效抑制 Rho因子 的結(jié)合作用 ， 從而干擾 Rho 因 子介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄終止效應(yīng) ， 導(dǎo) 致早早期基因的轉(zhuǎn)錄過頭 Q因子以類似的機制使 得早期基因轉(zhuǎn)錄過頭。 啟動子 終止子 RNA聚合酶 nut 位點 r 因子 NusB / S10 NusA N CGCTCTTANNNNNNNNNAGCCCTGAAPuAAGGGCA GCGAGAATNNNNNNNNNTCGGGACTTPyTTCCCGT 1D 真核生物的 RNA剪切調(diào)控 真核生物大多數(shù)的 分裂基因 （ 即含有內(nèi)含子的基因 ） 在轉(zhuǎn)錄后必須切除內(nèi)含子序列 。 正常剪切時 ， 外顯子的序列和個數(shù)是恒定不變的；但有些基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物會出現(xiàn) 剪切多樣性 ， 即一種基因轉(zhuǎn)錄物產(chǎn)生多種不同的 mRNA其中包括外顯子的取代 、 加入 、 缺失 。 甚至在某些細胞內(nèi) ， 這些由于剪切多樣性而產(chǎn)生的不同蛋白質(zhì)會同時出現(xiàn) ， 并且均為細胞正 正常生物功能所必需。 GU AG GU AG GU AG GU AG GU AG GU AG 正常剪切模式 異常剪切模式 1D 真核生物的 RNA剪切調(diào)控 a 腺病毒 E1ARNA剪切中的外顯子缺失 腺病毒在宿主細胞內(nèi) 能利用一個基因同時 合成三種不同大小的 蛋白質(zhì)，其機理涉及 到病毒 RNA剪切過程 中的外顯子缺失。 1D 真核生物的 RNA剪切調(diào)控 b SV40病毒大小抗原與 剪切多樣性的關(guān)系 SV40病毒基因組含有三個外顯子和一個內(nèi)含子。 在表達小 t 抗原蛋白 時 ， 轉(zhuǎn)錄物進行正常剪切 ， 只有內(nèi)含子被切除 ， E1E2E3外顯子連成一個成熟的 mRNA分子 ， 但 E2的 末端含有一個終止密碼子 ， 因此在翻譯時 ， 只翻譯由 E1和 E2編碼的小抗原 在表達 T 大抗原蛋白 時 ， 內(nèi)含子和 E2外顯子均被切除 ， 成熟的mRNA中只有 E1和 E3， 但翻譯出的抗原蛋白分子反而大于 t 抗原 。 在不同的動物感染細胞中 ， 存在著不同比例的 t/T抗原蛋白 ， 表 出不同的性狀。 RNA多樣性剪切模式產(chǎn)生 SV40的 t/T抗原 GU AG GU 抗原蛋白編碼基因 t 抗原成熟 mRNA t 抗原多肽鏈 GU AG GU 抗原蛋白編碼基因 T 抗原成熟 mRNA T 抗原多肽鏈 E1 E2 E3 E1 E2 E3 1D 真核生物的 RNA剪切調(diào)控 c 黑腹果蠅性別決定與 剪切多樣性的關(guān)系 黑腹果蠅的性別決定過程由三個性別特異性的 RNA剪切程序支配，涉及到三個與性別決定有關(guān)的基因： sxl tra dsx sxl 基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的多樣性剪切導(dǎo)致雌性細胞產(chǎn)生 Sxl蛋白 sxl 基因的外顯子 （ E3） 內(nèi)含有一個終止密碼子 ， 它阻止功能 Sxl蛋白質(zhì) 的合成 。 這個外顯子在雄性細胞的 mRNA中存在 ， 但在雌性細胞中 ， 被剪切多樣性剔除 ， 其結(jié)果是只有雌性細胞產(chǎn)生 Sxl蛋白質(zhì) 。 Sxl蛋白具有高比例的堿性氨基酸 ， 相似于其它的 RNA結(jié)合蛋白 ， 是 tra 基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物多樣性剪切的調(diào)控因子。 tra 基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的多樣性剪切導(dǎo)致雌性細胞產(chǎn)生 Tra蛋白 tra基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的異樣性剪切由 Sxl蛋白 控制 ， 表達出的 Tra蛋白 又調(diào)控 tra2基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的異常剪切 ， 形成 Tra2蛋白 。 tra 和 tra2兩基因的 tra 基因 雄性細胞 無功能蛋白 雌性細胞 有功能蛋白 E1 E2 E4 E3 Tra 200 aa 產(chǎn)物均含有剪切所必需的 ArgSer RNA結(jié)合區(qū)。 dsx 基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的多樣性剪切導(dǎo)致細胞產(chǎn)生 Dsx兩性蛋白 dsx 是一個兩性基因 ， Tra2蛋白 促進其正常剪切 ， 表達出雌性發(fā)育控制蛋白因子 ； 在 Tra2蛋白不存在的細胞中 ， dsx發(fā)生 異常剪切 ， 表 dsx 基因 雌性特異性蛋白 雄性特異性蛋白 E1 E5 E4 E2 E3 E6 達出雄性發(fā)育控制蛋白因子。 黑腹果蠅性別決定的總程序 1E 原核生物反義 RNA的調(diào)控 反義 RNA是指能與 mRNA、 DNA片段 、 RNA引物互補的 RNA分子 。 通過與 RNA引物 、 基因 DNA片段 、 mRNA鏈的互補配對 ，分別抑制基因的復(fù)制 、 轉(zhuǎn)錄