细菌转录起始调控机制*

原核生物同一种群的每个细胞都是和外界环境直接接触的,它们主要通过开启或关闭某些基因的表达来适应环境条件。所以,环境因子往往是调控的效应因子,必须严格调控转录来确保细胞对环境改变做出有效且充分的反应。原核生物基因的表达受多种因素的调控,而对于大多数细菌来说,调控基因表达的关键步骤是启动子识别和RNA聚合酶启动转录。在细菌的细胞中,可以通过调节RNA聚合酶的活性以及改变RNA聚合酶对启动子的结合来优化基因的转录过程以适应不同环境变化。总结了目前已发现的参与细菌细胞转录调节的各类因子,从这些因子对启动子的作用、RNA聚合酶的作用以及两者的相互作用等方面阐述它们调控基因表达的分子机制。总结多种基因调控的作用,加深对转录起始过程的认识,希望能对未来调控转录起始过程来实现目标基因的高效表达和不利基因的抑制表达提供思路,为以后的工业菌株改造提供依据。     

竞争性内源RNA在转录后水平调控基因表达

竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ce RNA)假说提出了一种RNA在转录后水平调控基因表达的机制,即信使RNA(message RNA,m RNA)、长链非编码RNA(long non-coding RNA,lnc RNA)、假基因(pseudogene)转录物及环状RNA(circular RNA,circ RNA)通过竞争结合相同的微小RNA(micro RNA,mi RNA)来影响靶基因RNA的稳定性或翻译活性,实现转录后水平的基因表达调节。这一全新的基因表达调控机制目前已在肌肉的分化、胚胎干细胞的分化、中脑的发育及癌症的转移等多个研究领域被发现,并且被证实参与多个生物学过程的调控。ce RNA这种以mi RNA为媒介实现RNA与RNA相互调控的机制,使得编码基因和非编码基因在全转录组范围内形成了一个庞大而精细的调控网络,增加了基因调控网络的复杂性。文章就ce RNA的分子类型、ce RNA机制所涉及的生物学功能、影响ce RNA机制的重要因素及ce RNA调控网络预测这几个方面进行综述。     

美用新技术完成炭疽基因组测序

美国乔治亚理工学院科学家使用一种称为RNA测序的新技术，描绘出了炭疽芽孢杆菌的基因表达。公布在最新一期《细菌学》杂志网络版上的此项研究成果．标志着任何细菌转录（细菌表达不同基因时产生的完整信使RNA集合）自此可被全面定义．并为研究细菌如何调控基因表达提供了更多细节。     

RNA干扰与染色质沉默——生物体内精密的网络调控机制

基因表达受不同层次的调控.RNA干扰通过产生双链小RNA诱导同源mRNA序列降解,从而在转录后抑制特定基因的表达.最新的研究成果显示：RNA干扰产生的双链小RNA可通过与染色质中的重复序列DNA及组蛋白甲基化酶相互作用,引起组蛋白H3 Lys9的甲基化,进一步与异染色质形成相关蛋白结合,导致染色质沉默.综述了RNA干扰,小RNA,组蛋白修饰,染色质沉默及基因表达调控之间存在着精密的网络调控机制.     

转录因子结合位点的计算分析方法

基因组上众多基因和非编码转录体按照特定的规律有序地表达是细胞正常生命活动的基础。转录调控是基因表达调控的关键步骤,转录因子结合在基因启动子序列中的转录因子结合位点,启动基因的转录和控制基因的转录效率。分析转录因子结合位点对研究基因调控系统有着重要意义,生物信息学在转录因子结合位点的研究中发挥着关键的作用。文章综述了分析蛋白质编码基因的转录因子结合位点的典型流程,总结了主要的算法、软件和资源,并简要评述了目前非编码RNA转录调控的研究现状。     

长非编码RNA在基因调控和肿瘤形成中的作用

哺乳动物中,只有小部分基因转录成为编码蛋白质的RNA,大量的基因则转录为不能编码蛋白质的RNA,即ncRNA。长非 编码RNA(lncRNAs)是分子长度在200-100000 nt 之间的一类ncRNA。lncRNAs 的数量超过蛋白质编码基因的数量。目前,对长非 编码RNA(lncRNAs)的生物学特性,转录调控以及其在肿瘤发生发展中的作用机制的研究任然是RNA研究的热点。lncRNAs 通 过控制染色质重塑,转录调控和录转录后调控而在基因的转录调节中发挥了重要作用。lncRNAs 与多种肿瘤相关,并且在抑制因 素和促进因素中都具有重要的作用。众多文献报道的结果表明lncRNAs 参与调控基因表达,在正常细胞与肿瘤细胞的转换中起 到至关重要的作用。     

c-myc基因表达调控及其功能研究进展

本文简要地叙述了近年来,原癌基因c-myc基因表达调控机理及c-myc基因产物功能研究概况。c-myc基因转录有多个转录起始点,产生多种不同大小的mRNA。其反义链也能在体内转录。转录的调控受多种正、负调控因子控制。c-myc基因表达还可以在转录后加工、翻译水平上得到调控。其基因产物则可以通过蛋白质的稳定性及磷酸化等得以调节。c-myc基因产物不仅与DNA复制及细胞增殖有关,在某些细胞株中,如HL-60和MEL细胞,它的表达与细胞分化密切相关。     

转录后加工中剪接的多样性

基因表达过程中,转录得到的原始RNA(RNA前体)要经过加工才能成为成熟的RNA。剪接是众多转录后加工内容中的一种。剪接结果切除RNA前体中由基因内含子转录得到的居间序列,将外显子转录部分联接起来。剪接是多式多样和复杂的。对剪接机制的研究,无论在理论上(如基因表达的调控)和在实际上(如基因工程)都是有意义的。     

基因印记与lncRNA

基因印记是一种表观遗传调控机制,在二倍体哺乳动物的发育过程中,基因印记可以调控来自亲代的等位基因差异表达。非编码RNA是不编码蛋白质的RNA,它在RNA水平调控基因表达。研究表明大多数印记基因中存在长非编码RNA（长度>200nt的非编码RNA）的转录,长非编码RNA主要通过顺式的转录干扰作用来实现基因印记。同时基因印记及其相关的长非编码RNA异常表达与许多先天疾病相关,迄今已发现数十种人类遗传疾病与基因印记有关,而lncRNA引起的基因印记在疾病的发生和治疗中起着重要作用。     

RNA修饰对长链非编码RNA的调控作用

长链非编码RNA (lncRNA)能在表观遗传、转录以及转录后水平上调控基因表达,与疾病的发生、发展和防治有着密切的联系。RNA修饰介导的表观转录组学调控是表观遗传的新领域,可以在转录后水平调控基因表达,并且可以作为一种重要的修饰手段对lncRNA进行调控。RNA修饰可以通过对lncRNA表达水平、剪切方式及二级结构的调控,影响各种生物学进程。现回顾和展望RNA修饰对lncRNA的调控作用和其潜在的生物学功能。     

ATM-E2F1信号通路调控ANRIL(CDKN2B-AS)

<正>长非编码RNA是一种新的调节RNA,包括长200至1000000个碱基对的由DNA转录而来但无蛋白编码能力的RNA。最近,高通量转录组分析发现了人类基因组中大量的lncRNA。人类基因组中只有1.5%的蛋白编码蛋白,而大部分非编码调节原件都转录为非编码RNA。其中,lncRNA在发育、分化、代谢等生理过程中基因表达的各个水平都起调控作用。已有的报道发现,lncRNA可作为信号、脚手架以及基因转录和翻译中各种修饰过程的抑制剂或激活剂,并通过这些途径调控基因表达。近年来,lncRNA被视为基因转录调控中至关重要的一环。然而lncRNA在各种生理过程中的功能仍需进一步研究。     

应用系统遗传学与细胞发生的基因调控网络序列标记显示分析

基因型-表现型复杂系统自组织化是基因系统到蛋白质系统、代谢酶系统的遗传信息转换过程。一个协同表达的基因群调控一个相对独立性状的功能模块,基因网络的自组织化建构基因组稳态与遗传适应过程。腺垂体干细胞分化成5种不同的内分泌细胞系,受上丘脑和性腺、胰岛细胞等激素的调控,涉及系列转录因子的诱导表达,成为细胞系发生研究的模型。GH基因的表达受上丘脑激素GRF、GHRP-6刺激以及SMS抑制,经不同受体、G蛋白亚单元和PKA、PKC信号传导路径,转录因子调控细胞再生或GH基因表达、激素分泌。基因表达调控决定于基因序列,如启动子、非翻译RNA区、蛋白质的结构域等,系统生物学包括组学、计算与合成生物技术,序列标志片段显示(STFD),可用于细胞系分化、病理变化等基因表达谱、信号传导网络的系统分析与功能基因克隆。     

长链非编码RNA在哺乳动物精子发生中的功能研究进展

长链非编码RNA(lncRNA)一般是指大于200 nt的RNA,位于细胞核内或胞浆中,不参与蛋白质编码,以RNA形式在表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等多个层面上调控基因的表达水平。哺乳动物精子发生是一个精细调控的过程,通过雄性生殖细胞分裂和分化形成成熟精子,且精子发生受到不同阶段特异性基因表达的严格调控,而特异性基因表达又受到大量lncRNAs的调控。虽然lncRNA作为一类重要的基因表达调控因子广泛参与各类生物个体发育进程和疾病的发生,但是精子发生相关lncRNAs的报道并不多,且其生物学功能的研究有待进一步深入。因此,本文对lncRNA的起源、作用机制和在精子发生过程中调控作用的研究进展进行了总结分析。     

转录因子与microRNA在基因表达调控中的功能联系及差异

转录因子和微RNA(microRNA)是最大的两类反式作用因子,它们是基因表达调控的重要调控因子.它们协调发挥调控作用,精细调控基因的表达,在细胞分化和动物生长发育过程中发挥重要的作用.随着对转录因子和microRNA研究的深入,人们发现转录因子和microRNA在基因表达调控网络中关系紧密,它们的分子作用机制有许多相似之处,两者都通过各自的顺式作用元件调控基因表达,且作用的方式类似.但转录因子和microRNA也存在不同之处,转录因子既可以激活基因表达,也可抑制基因表达,而microRNA主要是抑制基因表达.另外,转录因子调控区的复杂性一般高于microRNA的调控区域.本文综述了转录因子和microRNA的异同点,并提出了未来转录因子和microRNA的研究方向.     

长链非编码RNA顺式调节作用机制的研究进展

长链非编码RNA (long non-coding RNA, lncRNA)种类众多,生物学功能复杂,与不同的分子相互作用,实现其特有的基因调控功能。可参与细胞核染色质结构的调控、m RNA的转录及转录后的加工运输、蛋白质的翻译等过程。此外,lncRNAs在邻近基因或靶基因的顺式调节机制中也发挥了重要作用,本综述主要对近年来lncRNAs通过顺式调节作用影响基因表达的机制进行综述。     

RNA编辑功能和RNA干扰

RNA编辑被认为是生命体一种新的基因加工与修饰现象,是指DNA转录成RNA后除RNA剪切外的其他加工过程,以核苷酸的删除、插入或替换等方式改变遗传信息,揭示生物进化过程中基因修饰和调控的另一个重要途径,是对中心法则的重要补充.而RNAi是一种由dsRNA介导的,在转录水平、转录后水平和翻译水平上阻断基因表达的基因调节途径.着重介绍 RNA编辑功能、RNA编辑与RNA干扰关系.     

转录辅调节因子在剪接过程中的作用

细胞通过基因表达调控来应对外界刺激,其中对基因转录起始和pre-mRNA剪接的调控是基因表达调控的重要环节。越来越多的实验显示基因转录和pre-mRNA剪接这两个过程在时空上密切相关。基因转录能调节剪接模式的选择性,反之剪接过程也影响基因转录。近年来研究发现转录辅调节因子在联系转录和剪接过程中扮演着重要角色。转录辅调节因子对基因表达的调控不仅在于影响转录产物的量,还可以调控pre-mRNA的选择性剪接并产生不同的剪接体,从而翻译出具有不同生物学功能的蛋白质。本文主要阐述了基因转录与剪接之间的关系以及它们之间相互作用的机制,有利于更深入理解基因表达调控的过程。     

双链RNA在基因沉默中的作用

介绍依赖于同源识别的基因沉默 .依赖于同源识别的基因沉默 ,是指向生物体内导入外源核酸时引起相应序列的内源基因的表达被特异性抑制的一种基因调控现象 .基因沉默分为转录基因沉默和转录后基因沉默 ,二者都通过双链RNA介导 .它们是真核生物中普遍存在的抵抗病毒入侵、抑制转座子活动、调控基因表达的监控机制 .这些机制具有巨大的应用前景 .