真核基因不同水平上的表達(dá)調(diào)控說(shuō)課講解

1、真核生物基因表達(dá)的調(diào)控遠(yuǎn)比原核生物復(fù)雜，可以發(fā)生在DNA水平、轉(zhuǎn)錄水平、轉(zhuǎn)錄后的修飾、翻譯水平和翻譯后的修飾等多種不同層次（圖真核生物基因表達(dá)中可能的調(diào)控環(huán)節(jié)）。但是，最經(jīng)濟(jì)、最主要的調(diào)控環(huán)節(jié)仍然是在轉(zhuǎn)錄水平上。（一）DNA水平的調(diào)控DNA水平上的調(diào)控是通過(guò)改變基因組中有關(guān)基因的數(shù)量、結(jié)構(gòu)順序和活性而控制基因的表達(dá)。這一類(lèi)的調(diào)控機(jī)制包括基因的擴(kuò)增、重排或化學(xué)修飾。其中有些改變是可逆的。1、基因劑量與基因擴(kuò)增細(xì)胞中有些基因產(chǎn)物的需要量比另一些大得多，細(xì)胞保持這種特定比例的方式之一是基因組中不同基因的劑量不同。例如，有A、B兩個(gè)基因，假如他們的轉(zhuǎn)錄、翻譯效率相同，若A基因拷貝數(shù)比B基因多20倍，則

2、A基因產(chǎn)物也多20倍。組蛋白基因是基因劑量效應(yīng)的一個(gè)典型實(shí)例。為了合成大量組蛋白用于形成染色質(zhì)，多數(shù)物種的基因組含有數(shù)百個(gè)組蛋白基因拷貝?；騽┝恳部山?jīng)基因擴(kuò)增臨時(shí)增加。兩棲動(dòng)物如蟾蜍的卵母細(xì)胞很大，是正常體細(xì)胞的一百倍，需要合成大量核糖體。核糖體含有rRNA分子，基因組中的rRNA基因數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足卵母細(xì)胞合成核糖體的需要。所以在卵母細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中，rRNA基因數(shù)目臨時(shí)增加了4000倍。卵母細(xì)胞的前體同其他體細(xì)胞一樣，含有約500個(gè)rRNA基因（rDNA）。在基因擴(kuò)增后，rRNA基因拷貝數(shù)高達(dá)2X106。這個(gè)數(shù)目可使得卵母細(xì)胞形成1012個(gè)核糖體，以滿(mǎn)足胚胎發(fā)育早期蛋白質(zhì)大量合成的需要。在

3、基因擴(kuò)增之前，這500個(gè)rRNA基因以串聯(lián)方式排列。在發(fā)生擴(kuò)增的3周時(shí)間里，rDNA不再是一個(gè)單一連續(xù)DNA片段，而是形成大量小環(huán)即復(fù)制環(huán)，以增加基因拷貝數(shù)目。這種rRNA基因擴(kuò)增發(fā)生在許多生物的卵母細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中，包括魚(yú)、昆蟲(chóng)和兩棲類(lèi)動(dòng)物。目前對(duì)這種基因擴(kuò)增的機(jī)制并不清楚。在某些情況下，基因擴(kuò)增發(fā)生在異常的細(xì)胞中。例如，人類(lèi)癌細(xì)胞中的許多致癌基因，經(jīng)大量擴(kuò)增后高效表達(dá)，導(dǎo)致細(xì)胞繁殖和生長(zhǎng)失控。有些致癌基因擴(kuò)增的速度與病癥的發(fā)展及癌細(xì)胞擴(kuò)散程度高度相關(guān)。2基因丟失在一些低等真核生物的細(xì)胞分化過(guò)程中，有些體細(xì)胞可以通過(guò)丟失某些基因，從而達(dá)到調(diào)控基因表達(dá)的目的，這是一種極端形式的不可逆的基因調(diào)控方

4、式。如某些原生動(dòng)物、線蟲(chóng)、昆蟲(chóng)和甲殼類(lèi)動(dòng)物在個(gè)體發(fā)育到一定階段后，許多體細(xì)胞常常丟失整條染色體或部分染色體，而只有在將來(lái)分化生殖細(xì)胞的那些細(xì)胞中保留著整套的染色體。在馬蛔蟲(chóng)中，個(gè)體發(fā)育到一定階段后，體細(xì)胞中的染色體破碎，形成許多小的染色體，其中有些小染色體沒(méi)有著絲粒，它們因不能在細(xì)胞分裂中正常分配而丟失，在將來(lái)形成生殖細(xì)胞的細(xì)胞中不存在染色體破碎現(xiàn)象。但是，基因丟失現(xiàn)象在高等真核生物中還未發(fā)現(xiàn)。3DNA重排（基因重排）基因重排（generearrangement）是指DNA分子中核苷酸序列的重新排列。這些序列的重排可以形成新的基因，也可以調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。這種重排是由基因組中特定的遺傳信息決定的

5、，重排后的基因序列轉(zhuǎn)錄成mRNA，翻譯成蛋白質(zhì)。盡管基因組中的DNA序列重排并不是一種普通方式，但它是有些基因調(diào)控的重要機(jī)制，在真核生物細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育中起關(guān)鍵作用酵母交配型轉(zhuǎn)換。啤酒酵母交配型轉(zhuǎn)換是DNA重排的結(jié)果。酵母菌有兩種交換型，分別a和a。單倍體a和a之間配合才能產(chǎn)生二倍體ala經(jīng)減數(shù)分裂及產(chǎn)抱過(guò)程形成單倍體四分子，其中a和a的抱子的比例為2:2。如果單獨(dú)培養(yǎng)基因型a和a的抱子，由于僅有與親代相同的交配型基因型，所以形成的抱子之間不能發(fā)生交配。但酵母菌中有一種同宗配合交配類(lèi)型，其細(xì)胞可轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的交配類(lèi)型，使細(xì)胞之間可發(fā)生配合。起始的單倍體抱子（這里是a）發(fā)育成一個(gè)母細(xì)胞及一個(gè)芽細(xì)胞，芽

6、細(xì)胞再長(zhǎng)成子細(xì)胞。在下一次分裂后，這個(gè)母細(xì)胞及新形成的子細(xì)胞轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的交配型a,結(jié)果是兩個(gè)a和兩個(gè)a型細(xì)胞。相對(duì)應(yīng)交配型細(xì)胞融合形成ala二倍體合子（交配）。再經(jīng)有絲分裂及產(chǎn)抱過(guò)程又形成單倍體抱子。這種交配型轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)是遺傳物質(zhì)的重排。控制交配型的MAT基因位于酵母菌第3染色體上，MATa和MATc互為等位基因。含有MATa單倍體細(xì)胞為a交配型，具有MATc基因型的細(xì)胞為a交配型。MAT位點(diǎn)的兩端，還有類(lèi)似MAT基因的HMLa和HMRa基因，他們分別位于第3染色體左臂和右臂上。這兩個(gè)基因分別具有與MATa和MATa相同的序列，但在其基因上游各有一個(gè)抑制轉(zhuǎn)錄起始的沉默子，所以不表達(dá)。交換型轉(zhuǎn)換

7、是由HO內(nèi)切核酸酶（HOendonuclease）的作用開(kāi)始的（圖819）。這個(gè)內(nèi)切酶將MATa基因內(nèi)的一段24bp的雙鏈DNA切開(kāi)，另一種核酸外切酶在雙鏈DNA的切口，從5到3加工產(chǎn)生一段突出的3單鏈尾端序列（約500個(gè)核苷酸），MATa基因用這一段單鏈系列插入到MATc基因的同源序列中，以HMLa序列為模板，合成一段新的HMLa基因序列，再通過(guò)重組使HMLa整合到MATa序列中，導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)換，由MATa轉(zhuǎn)換成MATc。在這個(gè)重組過(guò)程中，有一段244bp的重組強(qiáng)化子（recombinantenhancer,RE）對(duì)重組起順式調(diào)控作用，是基因轉(zhuǎn)換所必須的，RE缺失則不能發(fā)生基因轉(zhuǎn)換。這段RE序

8、列也位于第3染色體左臂上，靠近HMla位點(diǎn)。MAT基因編碼一種與MCM1轉(zhuǎn)錄因子互作的調(diào)控蛋白，控制其它基因轉(zhuǎn)錄。MATa和MATx基因產(chǎn)物對(duì)MCM1具有不同的影響，因而表現(xiàn)出不同的等位基因特異表達(dá)模式。在紅色面包霉及其它真菌中出現(xiàn)的四分抱子異常比例，也是重組后產(chǎn)成的基因轉(zhuǎn)換形成的。（2）動(dòng)物抗體基因重排一個(gè)正常哺乳動(dòng)物可產(chǎn)生108以上不同的抗體分子，每一種抗體具有與特定抗原結(jié)合的能力?？贵w是蛋白質(zhì)，每一種特異抗體具有不同的氨基酸序列。如果抗體的遺傳表達(dá)是一個(gè)基因編碼一條多肽鏈，那么一個(gè)哺乳動(dòng)物就需要108以上的基因來(lái)編碼抗體，這個(gè)數(shù)目至少是整個(gè)基因組中基因數(shù)目（現(xiàn)在估計(jì)人類(lèi)基因組中編碼蛋白質(zhì)

9、的基因大概只有30000個(gè)左右）的1000倍。這是不可能實(shí)現(xiàn)的!那么哺乳動(dòng)物是采用什么機(jī)制形成如此眾多的不同抗體分子的呢？首先我們看一下抗體分子的結(jié)構(gòu)（圖抗體分子結(jié)構(gòu)）。抗體包括兩條分別約440個(gè)氨基酸的重鏈（heavychain,H）和兩條分別約214個(gè)氨基酸的輕鏈（lightchain,L）。不同抗體分子的差別主要在重鏈和輕鏈的氨基端（N端），故將N端稱(chēng)為變異區(qū)（variableregion,V），N端的長(zhǎng)度約為110個(gè)氨基酸。不同抗體羧基端（C端）的序列非常相似，稱(chēng)為恒定區(qū)（constantregion,C）?？贵w的輕鏈、重鏈之間和兩條重鏈之間由二硫鍵連接，形成一種四鏈（H2L2）結(jié)構(gòu)的

10、免疫球蛋白分子。在人類(lèi)基因組中，所有抗體的重鏈和輕鏈都不是由固定的完整基因編碼的，而是由不同基因片段經(jīng)重排后形成的完整基因編碼的。完整的重鏈基因由VH、D、J和C四個(gè)基因片斷組合而成，完整的輕鏈基因由VL、J和C三3個(gè)片段組合而成。人的第14號(hào)染色體上具有86個(gè)重鏈變異區(qū)片段（VH），30個(gè)多樣區(qū)片段（diverse,D）,9個(gè)連接區(qū)片段（jioning,J）以及11個(gè)恒定區(qū)片段（C）。輕鏈基因分為3個(gè)片段，變異區(qū)（VL），連接區(qū)（J）和恒定區(qū)（C）。人類(lèi)的輕鏈分為2型：尺型（Kappa輕鏈，K和入型（Lambda輕鏈，入）。k輕鏈基因位于第2號(hào)染色體上，入輕鏈基因位于第22號(hào)染色體隨著B(niǎo)淋巴

11、細(xì)胞的發(fā)育，基因組中的抗體基因在DNA水平發(fā)生重組，形成編碼抗體的完整基因（圖人類(lèi)抗體重鏈基因結(jié)構(gòu)）。在每一個(gè)重鏈分子重排時(shí)，首先V區(qū)段與D區(qū)段連接，然后與J區(qū)段連接，最后與C區(qū)段連接，形成一個(gè)完整的抗體重鏈基因。每一個(gè)淋巴細(xì)胞中只有一種重排的抗體基因。輕鏈的重排方式與重鏈基本相似（圖人類(lèi)抗體K鏈基因結(jié)構(gòu)），所不同的是輕鏈由3個(gè)不同的片斷組成。重鏈和輕鏈基因重排后轉(zhuǎn)錄，再翻譯成蛋白質(zhì)，由二硫鍵連接，形成抗體分子。產(chǎn)生免疫球蛋白分子多樣性的遺傳控制：重鏈和輕鏈的不同組合，kA、H;在重鏈中，V、D、J和C片段的組合；k輕鏈中V和C的組合；入輕鏈中V、J和C的組合；此外，基因片段之間的連接點(diǎn)也可以

12、在幾個(gè)bp的范圍內(nèi)移動(dòng)。因此，可以從約300個(gè)抗體基因片段中產(chǎn)生109數(shù)量級(jí)的免疫球蛋白分子。3.DNA甲基化和去甲基化在真核生物DNA分子中，少數(shù)胞嘧啶堿基第5碳上的氫可以在甲基化酶的催化下被一個(gè)甲基取代，使胞嘧啶甲基化（methylation）。甲基化多發(fā)生在5-CG3二核苷酸對(duì)上。有時(shí)CG二核苷酸對(duì)上的兩個(gè)C都甲基化，稱(chēng)為完全甲基化，只有一個(gè)C甲基化稱(chēng)為半甲基化。甲基化酶可識(shí)別這種半甲基化DNA分子，使另一條鏈上的胞嘧啶也甲基化。DNA的甲基化可以引起基因的失活。活躍表達(dá)的基因都是甲基化不足的基因。表達(dá)活性與甲基化程度呈負(fù)相關(guān)。甲基化的程度可以在轉(zhuǎn)錄的充分激活和完全阻遏之間起調(diào)節(jié)作用。把

13、甲基化和未甲基化的病毒DNA或細(xì)胞核基因分別導(dǎo)入活細(xì)胞，已甲基化的基因不表達(dá)，而未甲基化的能夠表達(dá)。在大鼠個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，核內(nèi)DNA甲基化的水平失不斷提高的，14d的胚胎肝臟只有8的rDNA甲基化，18d的胚胎肝臟有30的rDNA甲基化，而成年大鼠肝組織中rDNA的甲基化程度高達(dá)60。某些玉米Ac轉(zhuǎn)座因子在沒(méi)有任何DNA序列變化的情況下，失去了轉(zhuǎn)座酶基因活性，就是因?yàn)檫@個(gè)基因的富含CG區(qū)域發(fā)生了高度甲基化。經(jīng)化學(xué)處理去甲基化后，又可使轉(zhuǎn)座酶基因活性恢復(fù)。轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控持家基因和奢侈基因在多細(xì)胞的高等真核生物中，各種類(lèi)型的細(xì)胞中都有相同的一些基因在表達(dá)，這些基因的產(chǎn)物是維持細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)、

14、以及參與新成代謝等生命活動(dòng)所必須的，由于它們的功能對(duì)于每一個(gè)細(xì)胞開(kāi)說(shuō)都是必不可少的，所以將這些基因稱(chēng)為持家基因(housekeepinggene)。如組蛋白基因、核糖體蛋白基因、線粒體蛋白基因、糖酵解酶基因等。在哺乳動(dòng)物中，持家基因大約有10000個(gè)左右。另一類(lèi)基因是組織特異性基因(tissue-specificgene),又稱(chēng)為奢侈基因(luxurygene)。這類(lèi)基因與細(xì)胞的特定功能有關(guān)，是在各種組織中選擇性表達(dá)的基因。如表皮的角蛋白基因、肌細(xì)胞中的肌動(dòng)蛋白基因和肌球蛋白基因等。據(jù)估計(jì)，各類(lèi)細(xì)胞中的奢侈基因的總和大于持家基因的數(shù)目。持家基因和奢侈基因的表達(dá)調(diào)控通常發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平。前面介紹了

15、細(xì)菌中的基因經(jīng)誘導(dǎo)可使表達(dá)效率提高千倍以上。這種極端的調(diào)控水平很難發(fā)生在真核生物基因表達(dá)中(酵母菌除外)。大多數(shù)真核生物基因經(jīng)誘導(dǎo)可提高幾倍至數(shù)十倍的表達(dá)效率。多數(shù)真核生物基因轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控是正調(diào)控。1、真核基因表達(dá)調(diào)控的順式作用元件順式作用元件(cis-actingelement)是指DNA分子上對(duì)基因表達(dá)有調(diào)節(jié)活性的特定核苷酸序列。順式作用元件的活性只影響同一DNA分子上的基因。這種DNA序列多位于基因上游或內(nèi)含子中。真核基因的順式作用元件按其功能可以分為：?jiǎn)?dòng)子、增強(qiáng)子和靜止子。啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)和功能啟動(dòng)子是轉(zhuǎn)錄因子和RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn)，位于受其調(diào)控的基因上游，鄰近基因轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)，是基因

16、的一部分(圖真核生物啟動(dòng)子元件)。TATA框(TATAbox):中心位于30位置，是RNA聚合酶U識(shí)別和結(jié)合位點(diǎn)。富含AT堿基，一般有8bp，改變其中任何一個(gè)堿基都會(huì)顯著降低轉(zhuǎn)錄活性，又稱(chēng)為Hognessbox。如人類(lèi)的B珠蛋白基因啟動(dòng)子中TATA序列發(fā)生突變，B珠蛋白產(chǎn)量就會(huì)大幅度下降而引起貧血癥。CAAT框(CAATbox):位于7080位置，共有序列GGCC(T)CAATCT。決定啟動(dòng)子的起始頻率。兔的B珠蛋白基因的CAAT框變成TTCCAATCT，其轉(zhuǎn)錄效率只有原來(lái)的12。GC框(GCbox):110位置，GGGCGG。增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄活性。真核基因的啟動(dòng)子有三個(gè)元件構(gòu)成，而原核基因的啟動(dòng)子一

17、般只有兩個(gè)元件，-10位置的TATAbox和35位置的TTGACAbox。增強(qiáng)子的結(jié)構(gòu)和功能增強(qiáng)子(enhancer)，又稱(chēng)強(qiáng)化子(transcriptionalenhancer)，是一種遠(yuǎn)端調(diào)控元件，至少距轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游100bp以上，通常位于7001000處,所以又稱(chēng)為上游激活序列(upstreamactivatorsequence,UAS)。增強(qiáng)子區(qū)的跨度一般有100200bp，和啟動(dòng)子一樣，由一個(gè)或多個(gè)各具特征的DNA序列組成，常由812bp的核心序列和其他序列相間排列。增強(qiáng)子也要通過(guò)與特定的蛋白質(zhì)因子(轉(zhuǎn)錄因子)結(jié)合而實(shí)現(xiàn)其對(duì)轉(zhuǎn)錄的增強(qiáng)作用。靜止子是一種類(lèi)似增強(qiáng)子但起負(fù)調(diào)控作用的順式

18、作用元件。有人稱(chēng)為沉默基因。靜止子與相應(yīng)的反式作用因子結(jié)合后，可以使正調(diào)控系統(tǒng)失去作用。2、真核基因調(diào)控的反式作用因子不論是啟動(dòng)子還是增強(qiáng)子序列，他們的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)功能都是通過(guò)與特定的DNA結(jié)合蛋白的相互作用而實(shí)現(xiàn)的。真核生物的RNA聚合酶與原核生物的RNA聚合酶不同，它本身不能啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，純化了的真核生物RNA聚合酶在體外是不能啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的。因此必須事先有一套轉(zhuǎn)錄因子裝配到啟動(dòng)子上，RNA聚合酶才能啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。這些轉(zhuǎn)錄因子一般并不是RNA聚合酶的組成成分。能直接或間接識(shí)別各種順式調(diào)控元件并與之結(jié)合從而調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄效率的各種蛋白質(zhì)分子稱(chēng)為反式作用因子(trans-actingfactor)。能激活真核生

19、物基因轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)稱(chēng)為轉(zhuǎn)錄因子(transcriptionfactor,TF)。轉(zhuǎn)錄因子是參與正調(diào)控的反式作用因子，是轉(zhuǎn)錄起始過(guò)程中RNA聚合酶所需要的輔助因子。這類(lèi)DNA結(jié)合蛋白有很多種，順式調(diào)控元件也有多種，正是不同的DNA序列和不同的DNA結(jié)合蛋白之間在空間結(jié)構(gòu)上的相互作用，以及蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的相互作用，構(gòu)成了復(fù)雜的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制。反式作用因子的結(jié)構(gòu)特征反式作用因子一般都具有三個(gè)不同功能結(jié)構(gòu)域(domain)。DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域與順式調(diào)控元件結(jié)合的部位。對(duì)大量轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子結(jié)構(gòu)的研究表明，DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域大多在100bp以下。大體上有4種結(jié)構(gòu)特征：a螺旋轉(zhuǎn)角a螺旋(helix-turn

20、-helix,HTH)結(jié)構(gòu)(圖螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋)、鋅指(zincfinger)結(jié)構(gòu)(圖鋅指結(jié)構(gòu))、亮氨酸拉鏈(leucinezipper)結(jié)構(gòu)(圖亮氨酸拉鏈)等。激活基因轉(zhuǎn)錄的功能結(jié)構(gòu)域一般有20100個(gè)氨基酸組成。有時(shí)一個(gè)反式作用因子可能有一個(gè)以上的轉(zhuǎn)錄激活區(qū)。結(jié)構(gòu)特征有：含有很多帶負(fù)電荷的a螺旋、富含谷氨酰胺或者富含脯氨酸。與其他蛋白質(zhì)因子結(jié)合的結(jié)構(gòu)域不同的反式調(diào)控因子(轉(zhuǎn)錄因子)與順式調(diào)控元件相互作用，啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的效率不同。2選擇性啟動(dòng)子有些真核生物基因具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的啟動(dòng)子，用于在不同細(xì)胞中表達(dá)。不同啟動(dòng)子可產(chǎn)生不同的初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物和不相同的蛋白質(zhì)編碼序列。果蠅的乙醇脫氫酶基因是一個(gè)典

21、型的例子。這個(gè)基因的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖8-31A。在幼蟲(chóng)（圖8-31B）和成蟲(chóng)期（圖8-31C）分別利用不同啟動(dòng)子進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。成蟲(chóng)期的轉(zhuǎn)錄具有一段很長(zhǎng)的5端前導(dǎo)序列，其中大多數(shù)在mRNA加工中去掉。多啟動(dòng)子可使幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)具有獨(dú)立的轉(zhuǎn)錄調(diào)控。（三）轉(zhuǎn)錄后調(diào)控在真核生物中，蛋白質(zhì)基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物統(tǒng)稱(chēng)為核不均一RNA，必須經(jīng)過(guò)加工才能成為成熟的mRNA分子。在第三章已經(jīng)講過(guò)，加工過(guò)程包括三個(gè)方面：加帽、加尾和去掉內(nèi)含子。轉(zhuǎn)錄后的內(nèi)含子剪切過(guò)程在基因表達(dá)的調(diào)控中具有重要意義。選擇性mRNA切割我們知道，在DNA水平上，真核生物基因與原核生物基因有一個(gè)明顯的不同之處，也就是真核生物的基因是不連續(xù)的，外顯子與內(nèi)含子相間

22、排列，而轉(zhuǎn)錄的時(shí)候外顯子和內(nèi)含子是一起轉(zhuǎn)錄的。轉(zhuǎn)錄以后必須降內(nèi)含子切除，才能形成成熟的mRNA分子。這個(gè)過(guò)程成為剪接（splicing）。同一初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物在不同細(xì)胞中可以用不同方式切割加工，形成不同的成熟mRNA分子，使翻譯成的蛋白質(zhì)在含量或組成上都可能不同（圖選擇性剪接）。（四）翻譯水平的調(diào)控在真核生物中，基因表達(dá)的調(diào)控主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平上，但是，翻譯水平的調(diào)控也是十分重要的。阻遏蛋白與mRNA結(jié)合，可以阻止蛋白質(zhì)的翻譯。鐵蛋白的功能是在細(xì)胞內(nèi)貯存鐵。鐵蛋白mRNA的翻譯取決于鐵的供應(yīng)。鐵供應(yīng)充足，則鐵蛋白合成就多。當(dāng)細(xì)胞中沒(méi)有鐵時(shí)，阻遏蛋白與鐵蛋白mRNA結(jié)合，阻止翻譯的進(jìn)行。當(dāng)細(xì)胞中有鐵

23、存在時(shí)，阻遏蛋白就不與鐵蛋白mRNA結(jié)合，使翻譯得以進(jìn)行。成熟的mRNA可以失活狀態(tài)貯存起來(lái)。（五）翻譯后調(diào)控從mRNA翻譯成蛋白質(zhì)，并不意味著基因表達(dá)的調(diào)控就結(jié)束了。直接來(lái)自核糖體的線狀多肽鏈?zhǔn)菦](méi)有功能的，必須經(jīng)過(guò)加工才具有活性。在蛋白質(zhì)翻譯后的加工過(guò)程中，還有一系列的調(diào)控機(jī)制。1蛋白質(zhì)折疊線性多肽鏈必須折疊成一定的空間結(jié)構(gòu)，才具有生物學(xué)功能。在細(xì)胞中，蛋白質(zhì)的折疊必須有伴蛋白的作用下才能完成折疊。2蛋白酶切割末端切割有些膜蛋白、分泌蛋白，在氨基端具有一段疏水性強(qiáng)的氨基酸序列，稱(chēng)為信號(hào)肽，用于前體蛋白質(zhì)在細(xì)胞中的定位。信號(hào)肽必須切除多肽鏈才具有功能。脊椎動(dòng)物胰腺中形成的胰島素，最初的長(zhǎng)度是1

24、05個(gè)氨基酸，稱(chēng)為前胰島素原，在加工中首先將氨基端的24個(gè)氨基酸殘基切除，成為前體胰島素，再將中間的一段切除，留下兩端有活性的部分，即21個(gè)氨基酸殘基的A鏈和30個(gè)殘基的B鏈，這兩條鏈再由兩個(gè)二硫鍵連接成有生物活性的胰島素。多聚蛋白質(zhì)的切割有些新合成的多肽鏈含有幾個(gè)蛋白質(zhì)分子的序列，切割以后產(chǎn)生具有不同功能的蛋白質(zhì)分子。如腦下丘腺產(chǎn)生的一種多肽鏈，包括4種不同的激素分子，經(jīng)蛋白酶切割以后成型。在不同的細(xì)胞中切割的方式和位點(diǎn)不同，從而產(chǎn)生多種不同的激素，適應(yīng)不同細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育的需要。3、蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾簡(jiǎn)單的化學(xué)修飾是將一些小的化學(xué)基團(tuán)，如乙?；⒓谆?、磷酸基加到氨基酸側(cè)鏈上，或者加到氨基端或羧基端。這種