真核生物翻译的调控

  • 转录调控是指蛋白质从mRNA合成水平的控制。
  • 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、细胞核内mRNA的加工或细胞质中的翻译水平发生。

A.通过基因变化进行调节

  1. 基因可能会丢失从细胞中,使得功能性蛋白可以不再产生(例如,红血细胞的分化过程中)(或部分丢失)。
  2. 基因可以被放大.例如,甲氨蝶呤药物会导致二氢叶酸还原酶基因的数百个拷贝产生,从而导致对药物的耐药性。
  3. DNA片段可以移动从基因组的一个位置到另一个位置,以各种方式相互联系,从而产生不同的蛋白质。例子:产生抗体的基因的不同部分有许多不同的潜在序列(或排列)。
  4. 修饰DNA中的碱基影响基因的转录活性。
    • 胞嘧啶可以在其5的位置,这经常发生在启动子区域内的CpG岛被甲基化。
    • 甲基化程度越大,一个基因就越不容易被转录。

真核生物翻译的调控

B.转录水平调控

  1. 组蛋白,这与真核细胞的DNA,用作非特异性阻抑相关性小,碱性蛋白质。
    • 组蛋白乙酰转移酶(Histone acetyltransferases, HAT或HAC)将组蛋白上赖氨酸侧链乙酰化,降低组蛋白与DNA之间的电荷吸引。
    • 组蛋白脱乙酰化酶(HDAC)将从组蛋白除去乙酸酯基团,从而允许组蛋白与DNA重新关联。
    • 异是组蛋白和DNA的紧密结合,并代表基因组的转录失活的区域。
    • 常染色质是指其中与DNA的组蛋白协会已经降低基因组的转录活性的区域。
  2. 特定基因的表达受到刺激积极的机制
  3. 诱导物(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,并激活特定的基因。
  4. 一些基因有一个以上的启动子.因此,所使用的启动子在不同的生理条件下或在不同的细胞类型中是不同的。

C.染色质重塑的调节

核小体置换使得转录可以发生

  1. 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。复合物内蛋白质上的溴结构域识别乙酰化组蛋白。一旦结合,利用ATP作为能量来源,复合物将移动和置换组蛋白,释放出用于转录的DNA区域。
  2. 组蛋白乙酰基转移酶的活性通常与转录因子相关联的与DNA结合的区域需要被转录,促进从该DNA除去组蛋白和转录装置的结合。

D. mRNA加工和运输过程中的调控

加帽现象,多聚腺苷酸化和剪接过程中发生的调控机制可改变的氨基酸序列或由mRNA产生的蛋白质的量。

mRNA的编辑也会发生,mRNA的降解率也会受到调节。

  1. 替代剪接位点可以用来产生不同的信使rna。
  2. 替代多聚腺苷酸位点可以用来生成不同的mrna。
  3. mrna可以被降解通过核酸酶在细胞核中合成之后和在细胞质中翻译之前。
  4. RNA编辑涉及转录后基地的mRNA的改变(“编辑”)。
  5. 小干扰RNA(siRNA)的
    • 基因沉默可以通过使用小的RNA产物(miRNA的),它可以阻止靶mRNA的翻译或诱导靶mRNA的降解发生。
    • miRNA分子是散落在染色体各处的许多基因的产物,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,并经过处理形成一个活性分子,该分子将与目标RNA结合并减弱其表达。

E.翻译水平的调控

它在开始或延长反应发生。

  1. 血红素通过阻止eIF-2的磷酸化和随之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。
  2. 干扰素刺激eIF-2的磷酸化,导致起始抑制。
  3. 铁 - 应答元件(IREs)在mRNA中的铁蛋白(铁储存蛋白)和转铁蛋白受体调节各自mRNA的翻译。当铁水平较高时,这些元素要么破坏mRNA(转铁蛋白受体)的稳定,要么允许mRNA(铁蛋白)的翻译。

意义

在真核细胞中的翻译控制是营养缺乏和压力,发育和分化,神经系统功能,老化和疾病过程中的基因调控的关键。

参考

  1. 史密斯,C. M.,Marks,A。D.,Lieberman,M. A.,Marks,D. B.,&Marks,D. B。(2005)。标志着“基本医学生物化学:一种临床方法。费城:Lippincott Williams&Wilkins。
  2. https://www.cell.com/cell/abstract/s0092 - 8674 (09) 00090 - 7
  3. https://en.wikipedia.org/wiki/Translational_regulation
  4. 大卫·海姆斯和奈杰尔·胡珀(2005)。生物化学。第三版。泰勒和弗朗西斯集团:纽约。

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