| 精确解密真核细胞转录过程
德国人马克斯?劳厄1912年最先使用晶体衍射X射线,从而证实X射线是与光相似的电磁辐射,并为晶体的原子结构是规律性重复排列提供了实验证明。他也因这个晶体X射线衍射现象的发现荣获了1914年诺贝尔物理学奖。
美国人亨利?布拉格发明了电离分光计,是现代X射线电子衍射机的雏形。他的儿子劳力斯?布位格1913年发表了X射线分析晶体结构的基本公式。父子二人因创立这种用X射线衍射分析晶体结构的方法荣获了1915年诺贝尔物理学奖。
罗杰·科恩伯格于20世纪70年代开始使用X射线衍射技术结合放射自显影技术缜密研究真核细胞的转录过程,并最终制作出详尽的检晶仪图片,描绘出生命体基因表达和调节的精细过程,为破译生命的隐秘做出了重大贡献。
罗杰指出:尽管原核基因与真核基因表达的调节都经过基因活化、转录及翻译等类似过程,但真核细胞的基因调节要复杂得多。
他的研究发现:转录和复制有许多相似之处。都是酶促的核苷酸聚合过程;都以DNA为模板;都需依赖DNA的聚合酶;聚合过程都是核苷酸之间生成磷酸二酯键;都从5'至3'方向延伸聚核苷酸链;都遵从碱基配对规律。DNA双链只需要其中一股单链用作转录模板。按碱基配对规律催化核苷酸聚合的酶是依赖DNA的RNA聚合酶。
DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成RNA的一股单链,称为模板链,也称作正义链。相对的另一股单链是编码链,也称为反义链。转录产物若是mRNA,则可用作翻译模板,按遗传密码决定氨基酸的序列。
罗杰发现:催化核苷三磷酸(NTP)聚合为核苷一磷酸(NMP)连成的RNA链需要RNA聚合酶。RNA聚合酶催动着转录的进行。真核生物中已发现有三种RNA聚合酶,分别称为RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,分别转录不同的RNA。
RNA聚合酶Ⅱ转录在核内转录生成不均一核RNA(hnRNA),然后加工成mRNA并输送给细胞质的蛋白质合成体系。mRNA是蛋白质合成的模板,为各种RNA中寿命最短、最不稳定的,需经常重新合成。在此意义上说,RNA酶Ⅱ是真核生物中最活跃的RNA聚合酶,在转录从起始过渡到延长有重要作用。
RNA聚合酶Ⅲ转录产物都是小分子量的RNA。转运RNA(tRNA)负责转运氨基酸,大小都在100核苷酸以下。小分子核内RNA(snRNA)有多种、由90~300核苷酸组成,参与RNA剪接过程。
RNA聚合酶Ⅰ产物是45-S核蛋白体RNA(45S-rRNA),经剪接修饰生成各种核蛋白体RNA(rRNA),由 rRNA与蛋白质组成的核蛋白体即核糖体,是蛋白质合成的场所。
罗杰探明:模板与酶的辨认结合起动了转录过程,转录过程可分为起始、延长和终止三个阶段。转录是不连续、分区段进行的。每一转录区段可视为一个转录单位,称为操纵子。操纵子包括若干个结构基因及其上游的调控序列。调控序列中的启动子是RNA聚合酶结合模板DNA的部位,也是控制转录的关键部位。
上一页 [1] [2] [3] [4] [5] [6] 下一页 |