翻译和翻译后水平的调节

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1、第四节翻译和翻译后水平的调控mRNA的寿命与蛋白质的合成mRNA的寿命决定其指导翻译蛋白质的时间，半衰期的长短主要决定于其选择性降解的速度，不同mRNA的结构，特别是3'端非翻译区的序列决定其寿命。不同基因的mRNA寿命差别很大，ß珠蛋白mRNA的半衰期约为17h，而有些生长因子不超过30min。很多蛋白质的合成与激素的作用有关。在某些情况下，激素并不能增加mRNA的转录，而在翻译水平上起调节作用。如：催乳素可延长酪蛋白mRNA的寿命达25倍，其他激素也能相应提高某些特定mRNA的稳定性。激素对RNA稳定的影响转铁蛋白(transferrin

2、)mRNA的3'端和转铁蛋白受体（transferrinreceptor,TFR）mRNA的5'端有非常相似的铁反应元件（ironresponseelement,IRE)，该区域可形成多个复杂的茎环结构，其中部分茎环与铁反应有关。细胞中这两种蛋白质的浓度受到铁离子浓度的调节，可能主要与其基因转录后的翻译调节有关，因为通过抑菌素抑制转录过程并不能阻断其对铁的反应。蛋白质的最终浓度可能与细胞中该编码蛋白质mRNA的半衰期有关，其半衰期的长度则是受铁浓度的调控的.(见下图)转铁蛋白及转铁蛋白受体mRNA稳定性的铁依赖性调节（自Lodish,2000

3、）Poly(A)对翻译的调控：在小鼠的未成熟卵母细胞质中可以翻译的mRNA具有较长的poly(A),减数成熟分裂后poly(A)降解，翻译终止。在减数成熟分裂前不表达的mRNA的poly(A)较短(15-90A),但其3`UTR具有胞质多聚腺苷酸化信号序列(CPEs)(UUUUAUinmiceandfrogs)。减数成熟分裂后这些mRNA迅速加上一个长的polyA,开始翻译。mRNA的结构和翻译效率所有真核生物mRNA5′端都有帽子结构，早在1976年Shtkin就根据体外翻译实验结果指出，5′端帽子有增强翻译效率的作用。此后众多研究证实，大

4、多数mRNA的翻译依赖于帽子结构。除了帽子外，真核生物mRNA的3′端大都有polyA尾巴，在许多体内实验和高活性的体外翻译体系中都观察到，mRNApolyA结构与翻译效率有直接的关系，带polyA的mRNA比无polyA尾巴的相应mRNA的翻译效率高得多。5′端帽子和3′端polyA能够协同地调节mRNA的翻译效率。翻译后水平的调控许多蛋白质的合成完成后就具有生物功能，但更多的蛋白质则必须经过适当的加工修饰才有活性，有些蛋白质的活性在与其他蛋白质的作用后往往发生明显的变化。翻译后水平的调控一条长链被剪切并除去部分而激活,胰岛素;除去某些保护

5、/抑制性片段而激活，Dorsal;特定的亚细胞定位，膜蛋白、核蛋白等;与其它蛋白质一起装配成为功能单位，血红蛋白；与某些离子结合而激活，钙调蛋白;通过蛋白质修饰（磷酸化、乙酰化）而激活，鱼精蛋白、晶体蛋白。第五节表观遗传修饰与细胞分化表观遗传修饰定义：由于DNA的甲基化、组蛋白N端的修饰、变异体及微小RNA(miRNA)的作用等引起染色体的状态和构型发生，进而引起基因表达发生相应的改变。特点：这种变化并不包括DNA序列及信息的任何改变，是经典遗传学之上或之外的改变。一、DNA的甲基化DNA甲基化的发生小干扰RNA（siRNA）和长非编码RNA

6、（lineRNA）可通过与基因的启动子序列结合，指导其发生特异性的甲基化，组合组蛋白的修饰而使染色质发生重塑而抑制其表达，但也有少数例证表明有些lincRNA（l例如HOTTIP)可能通过与其配体蛋白质结合定位在其靶基因区，导致组蛋白H3K4的三甲基化而激活该基因。DNA的甲基化多发生在胞嗜陡的第5位碱基，在真核生物中十分普遍，也被认为是DNA的“第5种碱基”。DNA的甲基化经常出现在3类DNA序列（CpG,CHG,CHHo）中。前2种序列为对称甲基化位点,CHH是非对称甲基化位点,CpG经常位于基因启动子附近或者GC岛中。哺乳动物中的三种甲

7、基化酶在哺乳动物中DNA的甲基化是由3种甲酶催化的（Dnmtl，Dnmt3a和Dnmt3b）。Dnmtl对DNA复制后甲基化模式的维持有重要作用，它可对半甲基化的新合成DNA链进行甲基化。Dnmt3a和Dnmt3b是与从头甲基化过程有关（denovomethylation)，在这个过程中需要建立新的甲基化模式。Dnmtl和Dnmt3a均可与组蛋白脱乙酞酶（HDACs）互作，从而抑制基因的表达。基因表达的激活和抑制激活：胶质纤维酸性蛋白（GFAP)基因启动子的START3结合位点CpG的脱甲基化可以激活该基因的表达。抑制：(1)DNA的甲基化也

8、可以通过几种甲基CpG结合蛋白（MECPs)识别DNA甲基化模式而抑制基因的表达(2)另一种甲基CpG结合蛋白MBD2与多亚基的NuRD（它们含有依赖ATP的染色体