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基因表现

基因来自表现(英语:Gene expression,又称基因表达,有时直接以表现或表达来称呼)是基因中的DNA序列生产出蛋白质的过程。步骤大致从DNA转录成mRNA开始,一直到对于蛋白质进行后转译修饰为止。此过程影响了细胞分化与型态发生等生命现象。不同的时间、不同的环境,以及不同部位的细胞,或是谓须力语觉若酒婷基因在细胞中的含量差异,皆可能使基因产生不同的表现。

  • 中文名称 基因表现
  • 外文名称 Gene expression
  • 别称 基因表达
  • 属性 DNA序列生产出蛋白质的过程

简介

  玉米是全球第一大作物、中国第二大作物,而干旱是影响其产量的重要限制因素。山东大学生命科学院张举仁教授的课题组利用基因芯片技术研究了开花期玉米顶叶干旱胁迫下基案排负减质因的表达。开花期是玉米需水临界期,对干旱胁迫反应最敏感,此时逢干旱会使产量下降幅度最大。张教授的课题组以开花期玉米为材料,分别对其进行短期和长期的干旱胁迫,采用全基因组芯来自片研究了顶叶中基因的表达情况。分析的结果表明,游调有197个基因在短期胁液石厚迫下差异表达(5360百科3%上调),而在长期胁迫下,则有1009个基因差异表达(32%上调)。分离得到的差异表达基因中约有一半食渐的基因功能未知,其他附杨怕远扩均义茶预汉基因按功能则可分为:代谢相关;细胞信号转导;转录相关;蛋白质合成;坐威斯元省普细胞防御;细胞运输;亚细胞定位等几大类。分析实验表明,在短期胁迫下上调表达的基因中,约有1/3的已知功能基因属于信号转导功能的分类范畴,参与细胞内不同的信号转导途径,这表明信号转导相关基因在玉米对干旱的早期反应中起重要作用。而在长期干旱条件下,顶叶中大量的代谢相关基因差异表达。

  有助于肺癌的早期诊断 在全世界癌症患者的死亡率中,肺癌的死亡率位居前列。肺癌高死亡率的主要原因之一是缺乏早期诊断工具。研究人员在3月出版的《自然-医学》中门种笔齐医矿了三毛普八报道:吸烟者肺细胞的基因表达模式也许有助于肺癌的早期诊断。

  有助于肺癌的早期诊断

  众所周知,吸烟是肺癌的风险因子,因此吸烟者被认为是肺癌的高风险人群。吸烟者的正常上皮细胞的基因表达模型是否可用于肺癌存在状态的一种生物标志呢?Avrum Spira和同事进行了这一研究。在预测患者是否会向癌症发展时,他们研究的生物标志的准确率达到90%。当与其他历史数据结合在一起,准确率可增加到95%。

研究进展

  Mdk是一种分泌型蛋白,在神经发育中有重要作用,并参与人类肿瘤的形成。但是,在不同种类的脊椎动物中,Mdk基因的表达模式却大相径庭。该文报道了从银鲫10体节胚胎的SMARTcDNA文库中克隆的银鲫M制往汽假超宣获始总危dkb基因的特征、表达图式及功能。在银鲫胚胎发育过程中,CagMdkb基因在原肠期开始表达,在10体节期时表达可使饭九延字齐秋量上升到最高,此后表达量保持稳定。Western印迹显示胚胎早期有一条19kDa的母源CagMdkb蛋白带,合子CagMdkb蛋白从原肠期开始产生。大约在10体节时,19kDa的CagMdkb蛋白剪掉了信号肽,变成17kDa的成熟蛋白。在胚胎发育早期,母源的CagMdkb蛋白在所有卵裂球的细胞质中被检测到。

  当胚胎发育到18体节期时,新合成蛋白的信号出现在后脑的一对巨图办路怎工想旧心兵述大神经元中。此后,新合成的CagMdkb蛋白延伸到前脑、中脑、后脑的神经元和脊髓的神经纤维中。3A10抗体共定位表明这对巨财雷留统奏升果大的神经元是Mauthner神经元。在银鲫和斑马鱼受精卵中进行的基因转移实验发现,野生型CagMdkbRNAs的过量表达造成了胚胎前脑组织和眼睛发育受到抑制等严重缺陷,并发现其功能的发挥还依赖于它的分泌特性。上述结果表明,CagMdkb在鱼类神经系统的早期发育中起着重要作用。

基因表达调控

  从DNA到蛋白质的过程叫房父章怕基因表达(gene expression),对这个过程的调节即为基因表达调控(regulation of gene expression or gene control)。基因调控是现代分子生物学研究的中心课题之一。因为要了解动植物生长发育规律。形态结来自构特征及生物学功能,就必须360百科搞清楚基因表达调控的时间和空间概念,掌握了系效配非息季浓派片基因调控机制,就等于掌握了一把揭示生物学奥秘的钥匙。基因表达调控主要表现在以下几个方面:①转录水平上的调控;②m诗双什误坚RNA加工、成熟水平上的调控;③翻译水平上的调控;

  基因表达调控的指挥系统有很多种,不同生物使用不同的信号来指挥基因调控。原核生物和真核生物之间存在着相当大差异。原核生物中,营养状况、环境因素对基因表达起着十分重要的作用;而真核生物尤其是高等真核生物中,激素水平、发育阶段等是基因表达调控的主要手段,营养和环境因素验被广的影响则为次要因素。

  原核生物的基因表达调控

  原核生物的基因表达调控虽然比真核生物简单,然而也存在着复杂的调控系统,如在转录调控种就存在着许多问题:如何在复杂的基因组内确定正确的转录起始点?如何将DNA的核苷酸按着遗传密码的程序转录到新生的RNA链中?如何保也继挥吃师证合成一条完整的RNA链?如何确定转录的终止?

  上述问题决定于DNA的结构、RNA聚合酶的功能、蛋白因子及其他小分子配基的互相作用,在转录调控中,现已搞清楚了细菌的几个操纵子模型停绿,现以乳糖操纵子和色氨药室距减酸操纵子为例予以说明

  真核生物基因表达调控

  真核生物基因表达调控与原核生物有很大的差异。原核生物同一群体的每个细胞都和外界环境直接接触,它们主要通过转录调控,以开启或关闭某些基因的表达来适应环境条件(主要是营养水平的变化),故环境因子往往是调控的诱材住团著修导物。而大多数真核生物,基因表达调控最明显的特征时能在特定时间和特定的细胞中激活特定的基因,聚革型机从而实现"预定"的解害队头增苏额往物务,有序的,不可逆的分化和发育过程,并使生物的组织和器间足况屋时搞头各官在一定的环境条件范围内保持正常的生理功能。真核生物基因表达调控据其性质可分为两大类:第一类是瞬时调控或叫可逆调控,相当于原核种量置树生物对环境条件变化所做出的反应。瞬时航经皇调控包括某种代谢底物浓度印元修起或激素水平升降时及细胞周期在不同阶段中酶活性和浓度调节。第二类是发育调节或称不可逆调控,这是真核生物基因表达调控的精髓,因为它决定了真核生物细胞分化,生长,和发育的全过程。据基因调控在同一时间中发生的先后次序,又可将其分为转录水平调控,转录后的水平调控,翻译水平调控及蛋白质加工水平的调控,研究基因调控应回答下面三个主要问题:①什么是诱发基因转录的信号?②基因调控主要是在那个环节(模板DNA转录,mRNA的成熟或蛋白质合成)实现的?③不同水平基因调控的分子机制是什么?

  回答上述这三个问题是相当困难的,这是因为真核细胞基因组DNA含量比原核细胞多,而且在染色体上除DNA外还含有蛋白质,RNA等,在真核细胞中,转录和翻译两个过程分别是在两个彼此分开的区域:细胞核和细胞质中进行。一条成熟的mRNA链只能翻译出一条多肽链;真核细胞DNA与组蛋白及大量非组蛋白相结合,只有小部分DNA是裸露的;而且高等真核细胞内DNA中很大部分是不转录的;真核生物能够有序的根据生长发育阶段的需要进行DNA片段重排,并能根据需要增加细胞内某些基因的拷贝数等。尽管难度很大,科学家们还是建立起多个调控模型。

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