細(xì)胞分化的分子機(jī)制轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄前和轉(zhuǎn)錄后-資料下載頁(yè)
2025-08-16 02:40本頁(yè)面
【正文】 一基因的初始轉(zhuǎn)錄物（ nRNA） 經(jīng)選擇性拼接可產(chǎn)生不同的成熟 RNA 原肌球蛋白基因 一、 RNA加工水平的調(diào)控 α原肌球蛋白基因 上海海洋大學(xué) Shanghai Ocean University nRNA mRNA B淋巴細(xì)胞的 DNA，發(fā)生重排 生殖細(xì)胞的DNA 重鏈可變區(qū)（抗原結(jié)合區(qū)）在淋巴細(xì)胞形成過(guò)程中，發(fā)生基因重 排（ DNA水平） 重鏈恒定區(qū)發(fā)生分子轉(zhuǎn)換，該模式通過(guò) RNA加工完成 前體 RNA μ區(qū) δ區(qū) IgM IgD 上海海洋大學(xué) Shanghai Ocean University 相同基因在不同發(fā)育時(shí)期或不同組 織細(xì)胞中拼接不同，合成不同的蛋白質(zhì) 降鈣素 /神經(jīng)多肽 CGRP mRNA前體 62 上海海洋大學(xué) Shanghai Ocean University 果蠅性別表型的決定事件，通過(guò) 3個(gè)主要性別決定基因 RNA的不同拼接模式，引起差異基因表達(dá) 選擇性 RNA加工與性別決定 上海海洋大學(xué) Shanghai Ocean University mRNA壽命的不同對(duì)蛋白質(zhì)合成的調(diào)控 —— 通過(guò) mRNA的選擇性降解和 mRNA穩(wěn)定性不同調(diào)控蛋白質(zhì)的合成 不同基因的 mRNA的半衰期不同，主要受其 3`UTR控制。 短壽命 mRNA的 3’UTR通常含有一個(gè)或多個(gè) AU富集區(qū) ，其作用是促進(jìn) Poly(A)降解。 β 珠蛋白 RNA的 3’UTR中含有 3個(gè) C富集區(qū)，穩(wěn)定，半衰期 17h 一種生長(zhǎng)因子 mRNA的半壽期不超過(guò) 30min 第二節(jié) 翻譯和翻譯后的調(diào)控 上海海洋大學(xué) Shanghai Ocean University mRNA降解性能的差異可以影響細(xì)胞的功能 Cfos mRNA 5’UTR coding sequence 3’UTR 成纖維細(xì)胞 腫瘤細(xì)胞 AU富集區(qū) cfos基因編碼正常成纖維細(xì)胞分裂必需的一種蛋白質(zhì) 上海海洋大學(xué) Shanghai Ocean University 早期發(fā)育中母體效應(yīng)因子的影響 卵母細(xì)胞中合成并貯藏大量的發(fā)育信息（ mRNA和蛋白質(zhì)），這些信息在排卵以前至早期發(fā)育過(guò)程中逐漸被利用； 每個(gè)卵母細(xì)胞中貯藏 20 000 – 50 000種不同的mRNA，每種 mRNA大約 1 600個(gè)拷貝； 貯藏的信息在卵細(xì)胞中梯度分布或者均勻分布 上海海洋大學(xué) Shanghai Ocean University 激素對(duì)特定 mRNA穩(wěn)定性的影響 如 Prolactin（泌乳刺激素）僅提高牛的 casein（酪蛋白）基因轉(zhuǎn)錄水平 2倍，提高其 mRNA壽命 25倍，使 mRNA更多次的翻譯。 上海海洋大學(xué) Shanghai Ocean University 卵母細(xì)胞中翻譯調(diào)控機(jī)制的假說(shuō) ? mRNA masking（掩蔽） : mRNA與其它蛋白結(jié)合成 ribonucleoprotein (RNP) plex,阻止與核糖體結(jié)合；卵成熟或受精后，離子強(qiáng)度改變或蛋白磷酸化等導(dǎo)致 RNP不穩(wěn)定 /解體，翻譯得以進(jìn)行。 ? 5’ Cap（ 7甲基鳥(niǎo)苷酸）的調(diào)控： 如某些種類(lèi) (蛾 )，其卵中的部分 mRNA的 5`鳥(niǎo)苷酸在受精后才甲基化，然后開(kāi)始翻譯。 ? mRNA sequester（隱蔽） : 指 mRNA被阻隔于蛋白合成裝置。如海膽未受精卵的組蛋白 mRNA定位于原核中，受精后原核破裂， mRNA才能進(jìn)入胞質(zhì)開(kāi)始翻譯。 ? Poly(A)對(duì)翻譯的調(diào)控： 卵母細(xì)胞減數(shù)分裂成熟前后， mRNA polyA的長(zhǎng)度發(fā)生變化（由 3’UTR調(diào)控）。帶長(zhǎng) polyA的 mRNA具翻譯活性 ? 翻譯效率的調(diào)控： 如將海膽卵母細(xì)胞裂解液的 pH從自然狀態(tài)下的 高到 （受精后自然狀態(tài)下的 pH） ,蛋白質(zhì)合成量急劇增加。受精后pH升高的作用 可能包括去除 mRNA的封閉蛋白和激活翻譯起始因子。 三、翻譯和翻譯后調(diào)控的機(jī)制 上海海洋大學(xué) Shanghai Ocean University Poly(A)對(duì)翻譯的調(diào)控： 在小鼠的未成熟卵母細(xì)胞質(zhì)中可以翻譯的mRNA具有較長(zhǎng)的 poly(A), 減數(shù)成熟分裂后 poly(A)降解，翻譯終止。 在減數(shù)成熟分裂前不表達(dá)的 mRNA的 poly(A)較短 (1590A), 但其 3`UTR具有胞質(zhì)多聚腺苷酸化信號(hào)序列 (CPEs)(UUUUAU in mice and frogs)。減數(shù)成熟分裂后這些 mRNA迅速加上一個(gè)長(zhǎng)的 polyA,開(kāi)始翻譯。 上海海洋大學(xué) Shanghai Ocean University 2. 秀麗隱桿線蟲(chóng)發(fā)育的翻譯調(diào)控 —— mRNA 3’UTR調(diào)控配子的決定 TRA2是卵子發(fā)育所必需的一種蛋白質(zhì)，如果 tra2 mRNA翻譯活性被抑制，生殖細(xì)胞 → 精子； tra2 mRNA的 3’UTR區(qū)含有 2個(gè)區(qū)域，它們可能結(jié)合在幼蟲(chóng)精子發(fā)生時(shí)合成的抑制蛋白；如果這兩個(gè)區(qū)域突變，精子不能形成 3’ UTR對(duì)發(fā)育的時(shí)空調(diào)控作用： 調(diào)控配子的決定； 調(diào)控許多卵母細(xì)胞貯存 mRNA的翻譯活動(dòng)； 調(diào)控一些 mRNA在卵母細(xì)胞中的定位； 參與某些組織分化的維持 FEM3是精子發(fā)育所必需的一種蛋白質(zhì)，如果fem3 mRNA翻譯活性被抑制，生殖細(xì)胞 → 卵子； 在幼蟲(chóng)四齡時(shí)， fem3 mRNA 3’UTR區(qū)結(jié)合翻譯抑制因子（ TRA2）， 70 上海海洋大學(xué) Shanghai Ocean University 翻譯后水平上的調(diào)控 ? 一條長(zhǎng)鏈被剪切并除去部分而激活 , 胰島素 。 ? 除去某些保護(hù) /抑制性片段而激活， Dorsal。 ? 特定的亞細(xì)胞定位，膜蛋白、核蛋白等 。 ? 與其它蛋白質(zhì)一起裝配成為功能單位，血紅蛋白； ? 與某些離子結(jié)合而激活，鈣調(diào)蛋白 。 ? 通過(guò)蛋白質(zhì)修飾（磷酸化、乙酰化）而激活，魚(yú)精蛋白、晶體蛋白。 上海海洋大學(xué) Shanghai Ocean University 四、表觀遺傳修飾與細(xì)胞分化 上海海洋大學(xué) Shanghai Ocean University 表觀遺傳修飾 上海海洋大學(xué) Shanghai Ocean University 上海海洋大學(xué) Shanghai Ocean University 上海海洋大學(xué) Shanghai Ocean University 上海海洋大學(xué) Shanghai Ocean University 上海海洋大學(xué) Shanghai Ocean University 小 RNA與細(xì)胞分化 上海海洋大學(xué) Shanghai Ocean University miRNA與干細(xì)胞自我復(fù)制和分化
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