内含子对真核基因表达调控的影响

大多数真核基因都含有非编码的间隔序列--内含子,根据剪接机制的不同,可将内含子分为3类:真核mRNA内舍子、自我剪接内含子和真核tRNA内含子.在多数情况下,真核mRNA内含子的存在可以提高基因的表达水平.因为其剪接过程会影响mRNA新陈代谢的多个阶段,包括转录、RNA编辑、pre-mRNA的加工、mRNA的出核运输、翻译和无义衰变等.真核mRNA内含子在真核生物基因表达调控中起着重要的作用,是转基因研究中提高外源基因表达的重要元件之一.就真核mRNA内含子的特性、剪接机制及其对真核基因表达调控的影响作一概述.     

基因表达与mRNA结构的关系

基因的转录调控和转录后水平的调控在基因表达过程中起着重要作用。mRNA的结构与基因表达调控的关系非常密切。目前对于mRNA结构对表达的影响因素,主要集中于起始密码子和S-D序列的结构和间隔长度、基因和基因间的间隔区序列和长度,5’末端与3’末端非翻译区、多聚（A）尾、内含子序列对翻译起始效率、发夹结构对mRNA的稳定性的影响和mRNA翻译起始区等对基因表达影响。     

mRNA序列与相应内含子序列匹配的普适性分析

剪切后的内含子在基因表达和调控过程中发挥重要作用,由此在成熟mRNA与相应的内含子之间也存在相互作用,并且二者协同进化。为了验证这一理论,以13个物种的基因组作为研究样本,凭借Smith-Waterman的局域比对方法,最终得到在成熟mRNA与其内含子序列之间的最佳匹配片段,同时在mRNA序列上显示出最佳匹配强度的分布区。然后对最佳匹配片段的长度、配对率的分布这两项参数进行分析之后,发现最佳匹配片段的这两个参数的特征,与siRNA和miRNA的结合特征是相近的;在mRNA序列上,得出UTR区与内含子相互作用强,GC含量低的片段偏好结合到3’UTR区,相反GC含量高的片段更倾向与5’UTR区发生相互作用。因此,最佳匹配片段的序列特征符合RNA-RNA相互作用规律,可以把内含子看成是一种具有基因表达调控功能的序列。以上研究对于进一步探讨内含子的功能和进化具有重大意义。     

草菇exo-β-1,3-葡聚糖酶基因可变剪接体的克隆与表达分析

可变剪接是基因表达调控的一种重要方式。本研究利用RT-PCR克隆鉴定到草菇exo-β-1,3-葡聚糖酶基因(exg2)的4种可变剪接体(exg2V1,exg2V2,exg2V3和exg2V4),其中,exg2V1第7个内含子保留;exg2V2第11个内含子保留同时剪切掉第12个外显子的后58bp;exg2V3同时保留第7个和第17个内含子;exg2V4同时保留第2、第9和第17个内含子。4种剪接体均在可变剪接位点提前出现终止密码子,导致预测编码的氨基酸序列中包含不完整的结构域。定量PCR结果显示:草菇5个发育时期中,4种可变剪接体表达量均比标准剪接体exg2低,但4种可变剪接体的表达也表现出一定的时期和组织差异性。初步推断发现的草菇exg2基因4种可变剪接体均为无义介导的mRNA降解,通过此方式达到对exg2基因标准剪接转录本的精准调控。     

基因外显子连接序列与相应内含子序列的相互作用

剪接后的内含子与相应mRNA序列的相互作用在基因表达调控过程中起着非常重要的作用。基于27个物种的核糖核蛋白基因序列,采用Smith—Waterman局域比对方法得到外显子连接序列与相应内含子序列的最佳匹配片段,分析了外显子连接序列上的匹配频率分布和匹配片段的序列特征。发现一些低等真核生物EJC结合区域的匹配频率明显低于其它区域,所有物种EJC结合区域的序列构成呈现出相对低的结构序。最佳匹配片段的平均长度和配对率分布与siRNA和miRNA的结合特征相同。推测EJC和内含子在与外显子序列结合的过程中存在相互竞争和相互协作的关系,内含子中部序列在基因表达调控过程中起着重要的作用。     

不同方向内含子对重组CHO细胞中神经生长因子表达的影响

为了研究不同方向的嵌合体内含子对重组神经生长因子 (Nerve growth factor,NGF) 基因表达的影响,以人β-珠蛋白第一内含子5?端剪接序列和人免疫球蛋白重链可变区内含子3?端剪接序列组合而成的嵌合体内含子作为研究对象,在NGF基因5?端插入不同方向的嵌合体内含子,构建含不同方向内含子的NGF基因表达载体。转染至CHO细胞后,G418筛选稳定转染的细胞,荧光定量PCR、ELISA和Western blotting检测不同载体NGF基因的表达情况。结果显示内含子可以大幅度提高NGF基因的表达,且正向内含子对NGF基因表达的增强作用无论是在mRNA水平还是在蛋白水平都要高于反向内含子。所以内含子能够提高外源NGF基因的表达,且内含子调控转基因表达具有方向性。     

不同方向内含子对重组CHO细胞中神经生长因子表达的影响（英文）

为了研究不同方向的嵌合体内含子对重组神经生长因子(Nerve growth factor,NGF)基因表达的影响,以人β-珠蛋白第一内含子5'端剪接序列和人免疫球蛋白重链可变区内含子3'端剪接序列组合而成的嵌合体内含子作为研究对象,在NGF基因5'端插入不同方向的嵌合体内含子,构建含不同方向内含子的NGF基因表达载体。转染至CHO细胞后,G418筛选稳定转染的细胞,荧光定量PCR、ELISA和Western blotting检测不同载体NGF基因的表达情况。结果显示内含子可以大幅度提高NGF基因的表达,且正向内含子对NGF基因表达的增强作用无论是在mRNA水平还是在蛋白水平都要高于反向内含子。所以内含子能够提高外源NGF基因的表达,且内含子调控转基因表达具有方向性。     

真核mRNA 3′非翻译区在基因表达中的作用

真核生物mRNA的3′非翻译区(3′-UTR)在基因表达调控中发挥重要作用.它不仅调控mRNA在体内的稳定性和降解速率,控制着mRNA的利用效率,还参与mRNA翻译过程的调控.     

可变剪接调控因子SRSF2的研究进展

RNA剪接是指从mRNA前体中去除内含子、连接外显子形成成熟mRNA的过程。由于选择不同的剪接位点,可变剪接控制着从单一前体mRNA生成多种成熟mRNA的过程,因此是真核生物中转录后调控基因表达和决定蛋白质多样性的重要层次。SR蛋白家族是参与调控可变剪接的一类重要的剪接因子。SRSF2是SR蛋白家族的一员,具有经典的SR蛋白结构域。SRSF2不仅能够调控可变剪接,还能调控基因的转录过程,在维持胸腺、骨髓等造血系统的正常发育以及维持肝脏代谢稳态中是非常关键的调控因子。大量的研究表明:SRSF2的突变与骨髓增生异常综合征等造血系统疾病密切相关。本文总结了SRSF2最近的研究进展,以期对SRSF2在体内的功能有更全面和深入的理解,并为相关疾病的研究和治疗提供一定的思路。     

内含子数量改变GUS基因的瞬时表达调控

内含子是基因的重要组成部分,它与功能基因表达之间的关系越来越被重视.本研究以pCAMBIA3301为载体,利用玉米泛素启动子Ubi1和水稻肌动蛋白启动子Actin1构建两个GUS基因表达载体p33U1和p33A1,同时设置3个对照载体.通过基因枪轰击法将上述载体转入水稻胚性愈伤组织,探讨内含子对外源目的基因表达的调控作用.组织化学检测结果表明:CaMV35S启动子调控下的iGUS (带内含子)基因能够顺利表达;同样,Actin1启动子(带内含子)调控下的不带内含子的GUS基因也可以正常表达,而当Actin1启动子(带内含子)驱动iGUS基因时,则导致GUS染色反应不能发生.Ubi1启动子(带内含子)调控GUS基因的瞬时表达也得出类似结果,证明表达框中内含子的数量为1个或两个时,对GUS基因的表达起到了不同的调控作用.本研究结果对植物表达载体构建及功能基因表达都具有指导意义.     

RNA在RNA剪接中的功能：从催化到调控

对非编码RNA功能的认识是后基因组时代的一个研究焦点,本文主要介绍非编码RNA在RNA剪接中的催化和调控功能。在RNA加工过程中,三大类内含子的剪接都是由RNA成员主导。其中Ⅰ型和Ⅱ型内含子能催化自身的切除和外显子连接反应;而核mRNA内含子的剪接则由剪接体里的小核RNA主导。Ⅰ型和Ⅱ型内含子存在于细菌、低等真核细胞和植物的细胞器内;而真核细胞的核编码蛋白质基因内全部是核mRNA内含子,并且其数目随生物体的复杂性而显著升高。一个多内含子前体mRNA通过选择性剪接产生多种,甚至上万种不同的mRNA和蛋白质,对蛋白质组的复杂度和时空表达调控至关重要。选择性剪接调控由剪接调控蛋白特异识别和结合前体mRNA里所富含的顺式RNA调控元件完成的;系统认识这两者之间的对应关系是揭示基因组表达调控网络的一把钥匙。     

植物mRNA和多聚核糖体的分离

分离植物mRNA是植物分子生物学研究的重要手段之一。它直接关系到基因表达与调控的研究。还可以从mRNA获得互补DNA(cDNA),进而制备基因。真核生物的mRNA通常在其3-端含有poly(A)(多聚腺苷酸),可     

几种mRNA在无细胞系统中的翻译

<正> 信使核糖核酸(mRNA)的分离与测活,在基因表达与调控、核酸结构的分析、以及基因工程等方面的研究中占有特殊的地位。一个目的基因的分离可以通过mRNA逆转录成cDNA而钩出此基因,所得基因可以进行核苷酸的序列分析,同时还可以进行调控序列的分析;又如可以借助mRNA探针从基因文库中钩出目的基因,也可以通过mRNA筛选出所需要的克隆。因此mRNA的研究已成为分子生物研究中重要手段。     

mRNA选择性剪接的分子机制

真核细胞mRNA前体经过剪接成为成熟的mRNA,而mRNA前体的选择性剪接极大地增加了蛋白质的多样性和基因表达的复杂程度,剪接位点的识别可以以跨越内含子的机制(内含子限定)或跨越外显子的机制(外显子限定)进行。选择性剪接有多种剪接形式：选择不同的剪接位点,选择不同的剪接末端,外显子的不同组合及内含子的剪接与否等。选择性剪接过程受到许多顺式元件和反式因子的调控,并与基本剪接过程紧密联系,剪接体中的一些剪接因子也参与了对选择性剪接的调控。选择性剪接也是1个伴随转录发生的过程,不同的启动子可调控产生不同的剪接产物。mRNA的选择性剪接机制多种多样,已发现RNA编辑和反式剪接也可参与选择性剪接过程。     

桃(Prunus perscia)中一个AGAMOUS同源基因第二内含子序列的克隆和鉴定

本研究首先从桃中克隆了AGAMOUS(AG)同源基因PpMADS4的第二个内含子--pPpMADS4,全长约2.1kb。序列分析表明,该内含子含有一些对基因表达十分重要的调控元件。同时,克隆了七个不同桃品种中的PpMADS4基因的第二内含子,序列比对和SNP测算表明,PpMADS4第二内含子是一段SNP富集区域,具有高度的核苷酸多态性,但是在这段序列上各个调控元件的序列和位置都非常保守,暗示了这些调控元件可能具有很重要的生物学功能。为了认识这一内含子的调控功能,将pPpMADS4与minimal35S连接并与GUS基因融合,构建表达载体转入野生型拟南芥中。GUS染色显示,其表达主要分布在花的两轮生殖器官上,这与拟南芥中AG第二内含子调控的GUS着色部位相似,但存在着差异。PpMADS4第二内含子能够特异启动GUS在花发育晚期的表达。     

内含子与基因表达

以前认为含而不显的内含子,现已证明其内藏的可读框架(ORF)不仅可以表达为成熟酶、逆转录酶和核酸内切酶,而且这些酶又对基因的表达具有重要的或潜在的影响。内含子可以极大地增强基因的表达,在转录和转译水平上影响基因的表达过程;内含子序列中还含有调控基因表达的元件;还有报道指出内含子还与衰老过程、rDNA群体和个体变异、对环境的适应性以及癌症等相应的生理过程有关。     

P-body及其与mRNA的转录后调节之间的关系

mRNA在真核生物基因表达的转录后调控中发挥着重要作用.然而最新研究发现,一种被命名为P-body胞浆复合体是mRNA转录后调控过程中的一个重要场所,在基因表达过程中起到了至关重要的调控作用.该复合体富含多种功能的蛋白,同时还有细胞因子与RNA等成分组成,其功能特征为参与mRNA降解、翻译抑制、mRNA监视以及RNA介导基因沉默等重要生命活动过程.研究发现,P-body是特化的细胞成分.本文详细阐述P-body的发现、结构特征以及与mRNA转录后调控的关系,使人们对P-body的生物学功能有更深入地了解和认识,另一方面将有助于更进一步深入探讨基因的表达调节机制..     

内含子Ⅱ的作用机制和演化

内含子是广泛存在于原核生物的叶绿体、线粒体以及真核生物基因组中的非编码DNA序列,但其含有的调控元件却常常影响基因的表达效率。内含子的自我剪接在mRNA的成熟过程中起着重要作用,内含子也可利用逆转录剪接作用插入到同源或异源DNA中,同时也常常通过“外显子改组”来促进基因进化。文章重点介绍了近年来在内含子Ⅱ作用机制及演化方面研究的最新进展。     

中心法则导论（七）

(二)RNA水平上的基因重排 自发现内含子(intron)后,证明大多数真核基因是由外显子(exon)与内含子(intron)两种成分组成。人们把在mRNA成熟过程中被删除的那些片段称为内含子,保留在成熟的mRNA中的那些片段称为外显子。但是,人们很快发现intron里面有exon,exon里面有intron,有的序列单元在形成不同的mRNA中时隐时显,有时是外显子有时是内含子以至形成外显子不显,内含子不含,内     

高等植物中外源基因表达的转录后调控

转基因植物是研究高等植物中基因表达调控的重要手段和对象,高等真核生物中基因表达的灵活性多样性与转录后调控密切相关。本文着重阐述RNA的自身结构与代谢调控之间的关系,分别从5′端帽子结构、先导序列、3′末端序列及poly(A)尾巴、内含子序列、不稳定序列,使用的密码子等六个方面说明RNA的特定结构对其稳定性及翻译活性的影响。