基因的选择性表达是很复杂的,其影响因素既有外因,又有内因。现在人们已经可通过改变外界条件使生物体的有利的基因表达,抑制有害的基因的表达,为人类自身造福。如通过特定的 化疗方法使癌基因处于抑制状态,从而治疗癌症。那么,基因的选择性表达的内部机制是什么呢?2006年诺贝尔奖获得者美国两名科学家安德鲁法尔和克雷格梅洛作出了科学的解释。他们经过多年的潜心研究,发现基因的选择性表达是体内存在RNA干扰机制。RNA干扰现象普遍存在于动植物体和人体中,这对于基因的选择性表达的管理,参与对病毒感染的防护,控制活跃基因,激活抑制基因都具有重要意义。
在生物体的基因转化中,双链RNA较单链RNA能更高效地特异性阻断相应基因的表达,这种现象即RNA干扰。
[编辑本段]发现过程
1998年美国人安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛在《自然》上杂志发表的一项研究成果:他们首次将双链RNA导入线虫基因中,并发现双链RNA较单链RNA能更高效地特异性阻断相应基因的表达,他们称这种现象为RNA干扰。他们的这一发现也促使后来的科学家认识到,生物体的基因转化最终产物不仅仅是蛋白质,还包括相当一部分RNA。 “安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛的重大发现,为人类对生命的研究开辟了一个非常广阔的领域。有些科学家认为,他们的这一研究成果好像宇宙学中的暗能量,是生物研究的一个全新世界。 其实早在上个世纪70年代,人们就认识到了RNA会影响生物体的整个生命活动。但当时人们对于RNA的理解,还仅限于生物体的基因是由DNA(脱氧核糖核酸)通过转录形成信使RNA,随后翻译形成蛋白质才能起作用。 1990年,科学家为了加深矮牵牛花的紫色,添加过量的合成色素的基因拷贝进入细胞,结果事与愿违,不仅转入的基因未表达,而且自身的色素合成也减弱了,转基因的花出现了白色或全白色,当时他们把该现象称作共抑制。后来在对真菌、线虫、果蝇、老鼠等动物细胞的进一步研究中,这种现象也得到了确认。直到1998年,科学家才真正认识到这种分子的力量。“RNA干扰”现象是在线虫实验中观察到的,安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛将外源的双链RNA加入到线虫的基因中,发现它能抑制特定基因表达相应的蛋白质,首次证明此过程属转录后的“基因沉默”,并证明了小RNA分子是某些基因抑制现象的“幕后使者”。
其实几年前北大就有人在合成sRNA(小RNA)了
我也是借鉴别人的答案
DNA甲基化发生于DNA的CpG island (CG序列密集区)。发生甲基化后,那段DNA就可以和甲基化DNA结合蛋白相结合。结合后DNA链发生高度的紧密排列,其他转录因子,RNA合成酶都无法再结合了,所以这段DNA的基因就无法得到表达了。
一般研究中所涉及的DNA甲基化主要是指发生在CpG二核苷酸中胞嘧啶上第5位碳原子的甲基化过程,其产物称为5—甲基胞嘧啶(5—mC),是植物、动物等真核生物DNA甲基化的主要形式,也是发现的哺乳动物DNA甲基化的唯一形式。
扩展资料由于Dnmtl和Dnmt3基因家族没有针对CpG二核苷酸序列的特异性,人们因此提出了DNA甲基化转移酶发现靶位点的机制。首先,甲基化转移酶并不是同等地接近所有染色体区域。
具有染色体重构和DNA螺旋酶活性的蛋白质能调节哺乳动物细胞内DNA甲基化,如SNF2家族2个成员ATRX和Lsh;其次,附件因子(蛋白质、RNA等)能召集DNA甲基化转移酶到特定基因组序列或染色体结构中,如pRB蛋白等能够与Dnmtl作用,在S期晚期将它召集到高度甲基化的异染色质区。
-DNA甲基化
研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下,基因表达了可遗传的变化的一门遗传学分支学科表观遗传的现象很多,已知的有DNA甲基化,基因组印记(genomic impriting)和DNA编辑(RNA editing)等
表观遗传学是与遗传学(genetic)相对应的概念遗传学是指基于基因序列改变所致基因表达水平变化,如基因突变、基因杂合丢失和微卫星不稳定等;而表观遗传学则是指基于非基因序列改变所致基因表达水平变化,如DNA甲基化和染色质构象变化等;表观基因组学(epigenomics)则是在基因组水平上对表观遗传学改变的研究所谓DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下,在基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5'碳位共价键结合一个甲基基团正常情况下,人类基因组“垃圾”序列的CpG二核苷酸相对稀少,并且总是处于甲基化状态,与之相反,人类基因组中大小为100—1000 bp左右且富含CpG二核苷酸的CpG岛则总是处于未甲基化状态,并且与56%的人类基因组编码基因相关人类基因组序列草图分析结果表明,人类基因组CpG岛约为28890个,大部分染色体每1 Mb就有5—15个CpG岛,平均值为每Mb含10.5个CpG岛,CpG岛的数目与基因密度有良好的对应关系[9]由于DNA甲基化与人类发育和肿瘤疾病的密切关系,特别是CpG岛甲基化所致抑癌基因转录失活问题,DNA甲基化已经成为表观遗传学和表观基因组学的重要研究内容
原癌基因的名词解释
肿瘤是由环境因素和遗传因素相互作用所导致的一类疾病,肿瘤的发生与基因的改变有关。癌基因和抑癌基因都是在细胞生长、增殖调控中起重要作用的基因。原癌基因(细胞癌基因)是指存在于生物正常细胞基因组中的癌基因。正常情况下,存在于基因组中的原癌基因处于低表达或不表达状态,并发挥重要的生理功能。但在某些条件下,如病毒感染、化学致癌物或辐射作用等,原癌基因可被异常激活,转变为癌基因,诱导细胞发生癌变。
原癌基因的分类
1ras家族
ras基因家族是最常见的癌基因家族,对正常细胞的增殖和分化起重要调节作用,是目前所知最保守的一个癌基因家族。
2myc家族
myc基因是目前研究最多的一类核蛋白类癌基因,包括C—myc、N—myc、L—myc、R—myc4种。myc基因在恶性肿瘤中的显著特征之一就是经基因扩增和基因突变的方式激活,出现双微染色体和染色体的均染区。激活后的myc基因大量表达myc蛋白,对细胞生长分化起重要作用。
3src家族
产物具有蛋白酪氨酸激酶活性,能促进增殖信号的转导,定位于细胞内面或跨膜分布。
4sis家族
编码的p28,能刺激间叶组织的细胞分裂增殖。
5myb家族
核内转录因子。
原癌基因的产物和功能
1细胞外生长因子
作用于细胞膜上的受体或直接被传递至细胞内,通过蛋白激酶活化转录因子,引发一系列基因的转录激活。
2跨膜生长因子
受体接受细胞外的生长信号并将其传入细胞内。
3细胞内信号传导分子
将接收到的信号由胞内传至核内,促进细胞增殖。
4核内转录因子
某些癌基因表达蛋白定位于细胞核内,与靶基因的顺式调控元件相结合直接调节靶基因的转录活性。
原癌基因的特性
原癌基因是细胞的正常基因,其表达产物对细胞的生理功能极其重要,只有当原癌基因发生结构改变或过度表达时,才有可能导致细胞癌变。
一、原癌基因表达的特点
l、正常细胞中原癌基因的表达水平一般较低,而且是受生长调节的,其表达主要有三个特点:①具有分化阶段特异性;②细胞类型特异性; ③细胞周期特异性。
2、肿瘤细胞中原癌基因的表达有2个比较普遍和突出的特点:
①一些原癌基因具有高水平的表达成过度表达·
②原癌基因的表达程度和次序发生紊乱,不再具有细胞周期特异性。
3、细胞分化与原癌基因表达
在分化过程中,与分化有关的原癌基因表达增加,而与细胞增殖有关的原癌基因表达受抑制。
二、原癌基因的结构改变形式与其表达激活
(一)点突变
C--ras:12、13、61位密码子点突变,存在于多种肿瘤
C-ras编码蛋白(21kD,P21):RAS,是一种GTP结合蛋白,具GTP酶活性,是重要的信号转导分子
(二)染色体易位
染色体易位(translocation):是染色体的一部分因断裂脱离,并与其它染色体联结的重排过程。
因染色体易位造成的原癌基因激活:
1、 因易位使原癌基因与另一基因形成融合基因,产生一个具有致癌活性的融合蛋白,
如t(9:22)使c-abl与bcr融合,产生一个致癌的P210蛋白
2、因易位面使原癌基因表达失控,如t(8:14)易位使c-myc表达失控
(三)基因扩增
基因扩增(gene amplification)即基因拷贝数增加
如HL-60和其它白血病细胞,C-myc扩增8-22倍其它:c-erb B,c-net
(四)LTR插入
LTR是逆转录病毒基因组两端的长末端重复(long terminal repeat),其中含有强启动子序列。
三、原癌基因产物的生理功能
大多数原癌基因编码的蛋白质都是复杂的细胞信号转导网络中的成份,在信号转导途径中有着重要的作用
原癌基因产物可作为:
1、生长因子,如sis(PDGF-β),fgf家族(int-2,csf-1等)。
2、生长因子受体(质膜):具酪氨酸蛋白激酶活性,如neu,ht,met,erbB,trk,fms,ros-1等。
3、非受体酪氨酸蛋白激酶(质膜/胞质),如src家族:src,syn,fyn,abl,lck,ros,yes,fes,ret等。
4、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(胞质):如raf,raf-1,mos,pim-1。
5、G蛋白(质膜内侧),具GTP结合作用和GTP酶活性,如ras家族中的 H-ras,K-ras,N-ras,以及mel和ral等。
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