Question

比较原核生物基因表达和真核生物表达调控的异同点。

Answer 1

【答案】：原核基因表达调控与真核存在很多共同之处，但因原核生物没有细胞核和亚细胞结构，其基因组结构要比真核生物简单，基因表达的调控因此而比较简单。虽然原核基因的表达也受转录起始、转录终止、翻译调控及RNA、蛋白质的稳定性等多级调控，但其表达开、关的关键机制主要发生在转录起始。其特点包括以下3方面。①σ因子决定RNA聚合酶的识别特异性：原核生物只有一种RNA聚合酶，核心酶催化转录的延长，σ亚基识别特异启动序列，即不同的σ因子协助启动不同基因的转录。②操纵子模型的普遍性：除个别基因外，原核生物绝大多数基因按功能相关性成簇地连续排列在染色体上，共同组成一个转录单位即操纵子，如乳糖操纵子等。一个操纵子含一个启动序列及数个编码基因。在同一个启动序列控制下，转录出多顺反子mRNA。③阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性：在很多原核操纵子系统，特异的阻遏蛋白是控制启动序列活性的重要因素。当阻遏蛋白与操纵基因结合或解离时，结构基因的转录被阻遏或去阻遏。
同原核生物一样，真核基因表达调控的最基本环节也是转录起始，而且某些机制是相同的，但也存在明显差别。①RNA聚合酶：真核有3种RNA聚合酶，分别负责3种RNA转录。②活性染色质结构变化：当基因被激活时，可观察到染色体相应区域发生结构和性质变化。包括对核酸酶敏感，DNA拓扑结构变化，DNA碱基修饰变化和组蛋白变化。③正调节占主导地位：真核RNA聚合酶对启动子的亲和力极小或根本没有实质性的亲和力，二者的结合必须依赖一种或多种激活蛋白。尽管发现少量基因存在负性顺式作用元件，但普遍存在的是正性调节机制。④转录与翻译分隔进行：真核细胞有胞核及胞质等区间分布，转录与翻译在不同亚细胞结构中进行。⑤转录后加工：真核基因的内含子和外显子均被转录，内含子在转录后要被剪接去除，使外显子连接在一起，形成成熟的mRNA。不同剪接方式可形成不同的mRNA，翻译出不同的多肽链。因此，转录后加工是真核基因表达调控的另一重要环节。