《生物化學與分子生物學》 (一)真核基因表達調控的環(huán)節(jié)更多

如前所述，基因表達是基因經(jīng)過轉錄、翻譯、產(chǎn)生有生物活性的蛋白質的整個過程。同原核生物一樣，轉錄依然是真核生物基因表達調控的主要環(huán)節(jié)。但真核基因轉錄發(fā)生在細胞核(線粒體基因的轉錄在線粒體內)，翻譯則多在胞漿，兩個過程是分開的，因此其調控增加了更多的環(huán)節(jié)和復雜性，轉錄后的調控占有了更多的分量。圖19-13扼要地列出真核基因表達的各個可能的環(huán)節(jié)。

圖19－13　真核生物基因表達調控的可能環(huán)節(jié)

圖19－13總結了以前章節(jié)敘述過的基因表達過程，并作了一些新補充。圖中標出了真核細胞在分化過程中會發(fā)生基因重排(gene rearrangement)，即胚原性基因組中某些基因會再組合變化形成第二級基因。例如編碼完整抗體蛋白的基因是在淋巴細胞分化發(fā)育過程中，由原來分開的幾百個不同的可變區(qū)基因經(jīng)選擇、組合、變化，與恒定區(qū)基因一起構成穩(wěn)定的、為特定的完整抗體蛋白編碼的可表達的基因。這種基因重排使細胞可能利用幾百個抗體基因的片段，組合變化而產(chǎn)生能編碼達108種不同抗體的基因，其中就有復雜的基因表達調控機理。

此外，真核細胞中還會發(fā)生基因擴增(geneamplification)，即基因組中的特定段落在某些情況下會復制產(chǎn)生許多拷貝。最早發(fā)現(xiàn)的是蛙的成熟卵細胞在受精后的發(fā)育過程中其rRNA基因(可稱為rDNA)可擴增2000倍，以后發(fā)現(xiàn)其他動物的卵細胞也有同樣的情況，這很顯然適合了受精后迅速發(fā)育分裂要合成大量蛋白質，需要有大量核糖體。又如MTX(methotrexate)是葉酸的結構類似物，一些哺乳類細胞會對含有利用葉酸所必需的二氫葉酸還原酶(dihydrofolate reductase, DHFR)基因的DNA區(qū)段擴增40?00倍，使DHFR的表達量顯著增加，從而提高對MTX的抗性?；虻臄U增無疑能夠大幅度提高基因表達產(chǎn)物的量，但這種調控機理至今還不清楚。