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.     

内含子的特异性识别与选择性剪切

剪切反应是基因选择性表达中的重要环节之一,其过程主要包括2步:去除内含子及连接外显子。依据碱基序列和潜在折叠方式的差异,内含子可分为3种类型:Ⅰ类内含子、Ⅱ类内含子、Ⅲ类内含子。其中前2类内含子能进行自我剪切,而Ⅲ类内含子的剪切反应则需由核RNA和蛋白质组成的剪接复合体介导。综述不同类别的内含子的识别与剪接机制,并对内含子在生物信息学中的应用做简要介绍。     

鱼类基因内含子研究进展

内含子是指断裂基因中的非编码区序列,在编码蛋白质前被去除。在高等生物中,内含子的长度远大于外显子,大部分随机突变会发生在内含子中。因此,内含子的存在使高等生物对突变的耐受能力大大增强了。研究表明,内含子可以提高基因表达效率;影响RNA的转录、剪接加工、出核孔以及翻译等过程;启动某些基因的表达;并通过选择性剪接调控基因的表达。内含子功能的研究成果给当前鱼类免疫基因研究开拓了全新的视野。对内含子的分类、剪接、功能以及鱼类内含子研究的新进展进行了综述,并展望了内含子在鱼类免疫基因研究中的应用。     

水稻EPSP合酶第一内含子增强外源基因的表达

分离并克隆了水稻5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合酶基因的第一内含子(EPI). 序列分析表明, EPI长704 bp, GC含量为36.2%. 为进一步研究EPI序列在转基因植物中对外源基因表达水平的影响, 将EPI序列插入CaMV35S启动子和报导基因β-葡糖醛酸酶(β-glucuronidase, GUS)基因(gus)之间. 采用基因枪法转化烟草叶片, gus基因瞬时表达表明, EPI序列的存在可以使GUS的表达水平提高. 利用农杆菌法转化烟草, 获得了gus基因稳定表达的植株. GUS活性检测表明EPI内含子的存在可以显著提高GUS基因的表达(P<0.01). Northern blot 分析表明, 在转录水平上gus基因在含EPI内含子的转基因植株中的表达高于不含EPI gus基因的表达, 并且成熟的gus mRNA中EPI被正确剪取掉了, 表明是一种非转译的内含子. GUS定量检测表明, EPI存在可以使GUS的平均表达水平提高3倍, 最高单株可提高6倍.     

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。     

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。     

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。     

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。     

甘蔗SoNIN1基因结构及其内含子信息分析

根据前期克隆得到的So NIN1基因的全长c DNA和部分启动子序列设计引物,应用PCR技术从甘蔗叶片g DNA中克隆So NIN1基因,并利用生物信息学方法分析基因的结构。结果表明,So NIN1基因的DNA序列长4 938 bp,包含6个外显子和5个内含子,Gen Bank登录号KF563902。在该基因5'非翻译区存在一个268 bp内含子序列,同时5个内含子序列中含有与低温、干旱和激素等胁迫响应相关的作用元件,这些可能对So NIN1基因转录表达起调控作用。依据So NIN1蛋白聚类和外显子-内含子基因结构可以将植物NINs分为两类。     

酵母内含子在基因序列中的分布对基因转录效率的影响

对酵母中高效转录和低效转录基因内含子序列寡核苷酸使用情况的对照分析,显示两类内含子的序列结构有差异,并且高效转录基因内含子序列含有较多潜在的转录因子结合位点,由此推测内含子可能参与基因转录的调控.这个结论有待更多的数据证实.对内含子和外显子在两组基因序列中的分布（长度、位置等）进行详细比较分析后显示,高效转录基因内含子和低效转录基因内含子的长度有比较明显的界限.两组基因中外显子长度的均值虽然有些差异,却没有明显的界限.基因序列长度与外显子长度的情况相似.虽然内含子的相对位置在两类基因中都很靠近5′端,但是从实际位置看,高效转录基因中比较多的内含子很靠近基因的5′端,有些则位于5′-UTR区域.这些结果提示,基因的转录效率与内含子的长度有关,与外显子及基因序列的长度无关,内含子的位置也可能影响转录效率,内含子对基因转录的调控可能与基因上游的转录调控有关联,或者是上游调控的延续.     

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。     

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     

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。     

药用寄生植物锁阳线粒体基因内含子序列分析

被子植物线粒体cox1基因的Group玉内含子常含有水平基因转移(horizontal gene transfer,HGT)现象。本研究对药用寄生植物锁阳(Cynomorium songaricum)线粒体基因cox1、cox2、nad1序列进行扩增分析,利用最大似然法对cox1和cox2基因内含子和外显子分别进行聚类分析,结果显示cox1内含子聚类结果与其他3个聚类结果不相符,说明该内含子可能存在水平基因转移现象。对比了锁阳6个不同居群间线粒体基因cox1、cox2、nad1外显子与内含子序列平均距离,发现6个不同居群间cox1基因内含子同源性高达100%,说明该基因内含子可能具有功能。结合生物信息学分析表明该内含子很有可能编码核酸内切酶,而DNA核酸内切酶被认为能促进内含子的转移。3'Co-conversion tracts(3'CCT)是被子植物内含子发生转移的痕迹,对锁阳cox1基因序列进行检测发现其含有3'CCT序列且长度为35 bp,RT-PCR实验验证得到cox1基因内含子可以独立转录m RNA。因此,锁阳cox1基因内含子很可能编码一个核酸内切酶,且促进了其内含子的转移。     

青岛文昌鱼LIM类基因Bblim同源框区的内含子分析(英文)

ＬＩＭ类同源框基因（ｈｏｍｅｏｂｏｘｇｅｎｅ）保守性很强,在动物界广泛存在。各种ＬＩＭ类同源框基因的共同点是：在结构上,ＬＩＭ类同源框基因的编码蛋白都具有同源域和ＬＩＭ结构域;在生物学功能方面,都与早期发育中胚胎细胞谱系的决定和胚胎细胞分化有关。本实验提取青岛文昌鱼基因组ＤＮＡ,用一对简并引物对其ＬＩＭ类同源框基因Ｂｂｌｉｍ进行ＰＣＲ扩增,将所得ＤＮＡ片段克隆到ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔⅡＫＳ（＋）质粒上,经测序发现,其同源框区比大多数ＬＩＭ类基因的同源框区要长得多,其上插入有一个长度为１３８ｂｐ的内含子（Ｆｉｇ．１）。这个内含子的序列中有真核生物核基因ｍＲＮＡ内含子的典型序列。并且与该基因ｃＤＮＡ克隆的测序结果相吻合。从而,可以确认该序列中这个内含子的存在。已知绝大多数ＬＩＭ类同源框基因的同源框区无内含子。因此,有必要对其作深入研究。     

猪CFL2b基因部分序列的克隆及组织表达谱分析

在猪QTL定位基础上,利用比较基因组学原理,参照猪CFL2的cDNA序列,对猪CFL2基因的部分基因组DNA序列进行克隆、测序;利用RT-PCR半定量法检测CFL2基因在不同组织的表达情况.结果显示,所克隆的CFL2基因部分基因组DNA序列长度为2 377bp,包括4个外显子和4个内含子,该基因mRNA序列与已报道的人CFL2b基因序列相似性为89%;猪CFL2基因在多种组织中均有表达,但在骨骼肌和心肌中表达丰度较高.结果表明,本研究成功测序了猪CFL2b基因部分基因组DNA序列,为进一步研究该基因与肌肉发育及生理功能的关系奠定了基础.     

前列腺细胞REGⅣ基因功能的初步研究

目的:探讨人再生基因Ⅳ(REGIV)在前列腺细胞中的表达及意义.方法:构建REGIV基因的全序列过表达质粒.将全序列过表达质粒采用脂质体转染的方式转入前列腺细胞系PC-3中.应用Real-time-PCR方法检测REGIV基因mRNA表达,Westembloting检测REGIV基因蛋白质表达,MTT法分析细胞增殖活性.结果:通过荧光显微镜观察计数,细胞转染成功.REGIV基因的全序列过表达使REGIV基因mRNA的表达,蛋白表达提高,细胞增殖能力增强.结论:应用全序列过表达技术可以使前列腺癌REGIV表达水平特异性增高.前列腺癌增值能力的增强说明REGW可能与肿瘤快速增长有关.     

沙冬青AmCIP基因结构及其内含子生物信息学分析

旨在分析沙冬青Am CIP基因DNA序列结构特性及功能。以沙冬青Am CIP基因的c DNA序列设计引物,采用PCR扩增其DNA序列,并利用生物信息学方法分析基因的结构。序列分析表明,沙冬青Am CIP基因DNA序列长1 548 bp,包含2个外显子和1个内含子,Gen Bank登录号KU744005。在该基因的ORF内存在一个78 bp的内含子序列,同时内含子序列中含有参与厌氧诱导的类增强子元件(GC-motif)和光响应元件(TCCC-motif),3'-UTR区域含有多个参与光响应、胁迫响应和激素响应等相关的顺式作用元件,而5'-UTR区域只含有赤霉素响应元件(GARE-motif),这些元件可能对Am CIP基因转录表达起调控作用。此外,该基因具有较高的A+T碱基含量(64.7%),Am CIP的内含子不具有GT-AG规则的保守序列,即内含子5'碱基是GT,3'碱基是TG,推测Am CIP的m RNA具有独特的剪切机制。     

I型内含子核酶的研究进展

核酶具有特异识别和切割靶RNA的特点,从而可以抑制一些特异基因产物的表达,而I型内含子核酶,不但具有剪切功能,而且可以进行顺式剪接及反式剪接。随着人们对I型内含子核酶的功能结构也有了进一步认识,相继用I型内含子核酶对p53突变mRNA及镰形红细胞贫血等遗传性疾病致病基因mRNA的修复做了大量的研究,并取得了一定的成果。