多顺反子 编辑

遗传学的科学概念
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多顺反子见于原核生物。意指一个mRNA分子编码多肽链。这些多肽链对应的DNA片段则位于同一转录单位内,共同拥有一个转录的起点和终点。

基本信息

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中文名:多顺反子

外文名:polycistronicmRNA

应用:遗传学

相关领域:遗传

源自:顺反重组试验

举例:C.elegans

基本简介

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顺反子的概念来自遗传学中的顺反重组试验,是确定交换片段究竟在一个基因内还是属于两个基因的试验,简言之,一个顺反子就是一个基因,多顺反子就是多个基因。真核生物中也有多顺反子,比如C.elegans共有13500个基因,约25%的是多顺反子(polycistronicmRNA)。

分布范围

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多顺反子多顺反子

mRNA存在于原核和真核生物细胞质及真核细胞的某些细胞器(如线粒体叶绿体)中。RNA病毒和RNA噬菌体中的RNA既是遗传信息的载体又具有mRNA的能。生物体mRNA种类的多少与生物进化平有关,高生物所含的遗传信息多,mRNA的种类也多。生物体内某种mRNA的含量根据需要而有不同,如5龄蚕后部丝腺体的主要任务是快速合成大蛋白,因而编码丝心蛋白的mRNA含量特别多。有些细菌需要不断适应外部环境,其体内编码某些诱导的mRNA的含量也较多。

原核和真核生物mRNA有不同的特点:①原核生物mRNA常以多顺反子(见)的形式存在,即一条mRNA链编码几种功能相关联的蛋白质。真核生物mRNA一般以单顺反子的形式存在,即一种mRNA只编码一种蛋白质。②原核生物mRNA的转录与翻译一般是偶联的,即转录尚未完毕,蛋白质的转译合成就已开始。真核生物转录的mRNA前体则需经后加工,加工为成熟的mRNA与蛋白质结合生成信息体后才开始,工作信息体中蛋白质与RNA之比约为3。③原核生物mRNA半寿期很短,一般为几分钟,最长只有数小时(RNA噬菌体中的RNA除外)。真核生物mRNA的半寿期较长,如胚胎中的mRNA可达数日。④原核与真核生物mRNA的结构特点也不同。

一级结构与功能的关系:原核生物mRNA一般5'端有一段不翻译区,称前导顺序,3'端有一段不翻译区,中间是蛋白质的编码区,一般编码几种蛋白质。如大肠杆菌乳糖操纵子mRNA编码3条多肽链色氨酸操纵子mRNA编码5条多链。也有单顺反子形式的细菌mRNA,如大肠杆菌脂蛋白mRNA。原核生物mRNA分子中一般没有修饰核苷酸,也没有5'端帽子结构和3'端聚腺苷酸尾巴。在原核生物mRNA的起始密码子(AUG)附近(5'方向上游)的一小段长短不等的顺序,含有较多的嘌呤核苷酸,被称为SD顺序。它能和核糖体小亚基上的16SrRNA的3'端富含嘧啶核苷酸的区域配对结合,有助于带有甲酰甲硫氨酸起始tRNA识别mRNA上的起始密码(AUG),使肽链合成从此开始。这段顺序是1974年由J.夏因和L.达尔加诺发现的,所以称为SD顺序,也称核体结合部位。原核生物mRNA的编码区一般编码几种功能上相关联的蛋白质,两种蛋白质的编码区之间常有一小段不翻译的顺序,叫做间隔区。有的噬菌体RNA中2个相邻的顺反子共用一段相同的编码顺序,例如,M噬菌体RNA中的溶菌蛋白编码区共225个核苷酸中有189个核苷酸是由相邻两个蛋白质共用的。原核mRNA与真核mRNA一样使用同一套三联体密码子(真核生物线粒体mRNA有例外)。原核生物合成氨基酸的操纵子mRNA的5'端前导顺序上有一段顺序称作弱化子。弱化子具有两种可以互变的构象,其中一种构象是转录终止的信号,能使转录中止(或衰减)。衰减调节是原核生物合成氨基酸的调控方式之一。

多顺反子多顺反子

真核生物mRNA(细胞质中的)一般由5'端帽子结构、5'端不翻译区、翻译区(编码区)、3'端不翻译区和3'端聚腺苷酸尾巴构成。分子中除G构成帽子外,常含有其他修饰核苷酸,如A等。5'端帽子结构通常有3种类型,即:G(5')ppp(5')N;G(5')ppp(5')N和G(5')ppp(5')N。图1b\外周血CD34+细胞和小鼠骨髓细胞,转染靶细胞显示对化疗药物的抗性增加。有效表达,增加了细胞对亚硝基类药物(如BCNU)的耐受性,证实该基因具有明显的细胞生物学效应。同进通过体外诱导突变技术获得了突变型MGMT,并成功构建到逆转录病毒载体上。本研究为同内首次以RT-PCR方法从人组织克隆了06-甲基鸟嘌呤-DNA-甲基转移酶(MGMT)基因,与人类基因文库MGMT基因同源性比为100%,将该基因导入靶细胞后显示有效表达。

结构特点

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mRNA的含量最少,约占RNA总量的2%。mRNA一般都不稳定,代谢活跃,更新迅速,半衰期短。mRNA分子中从5′-未端到3′-未端每三个相邻的核苷酸组成的三联体代表氨基酸信息,称为密码子。mRNA的生物学功能是传递DNA的遗传信息,指导蛋白质的生物合成。细胞内mRNA的种类很多,分子大小不一,由几百至几千个核苷酸组成。真核生物mRNA的一级结构有如下特点:

⒈mRNA的3′-未端有一段含30~200个核苷酸残基组成的多聚腺苷酸(polyA)。此段polyA不是直接从DNA转录而来,而是转录后逐个添加上去的。有人把polyA称为mRNA的“靴”。原核生物一般无polyA的结构。此结构与mRNA由胞核转位胞质及维持mRNA的结构稳定有关,它的长度决定mRNA的半衰期。

⒉mRNA的5′-未端有一个7-甲基鸟嘌呤核苷三磷酸(m7Gppp)的“帽”式结构。此结构在蛋白质的生物合成过程中可促进核蛋白体与mRNA的结合,加速翻译起始速度,并增强mRNA的稳定性防止mRNA从头水解。

细胞核内合成的mRNA初级产物被称为不均一核RNA(hnRNA),它们在核内迅速被加工、剪接成为成熟的mRNA并透出核膜到细胞质。